质量流量计

质量流量计智能诊断系统模型设计

质量流量计智能诊断系统模型设计,针对公司计量中心在用质量流量计数据采集监控管理现状,结合实际工作中发现的问题,提出质量流量计智能诊断系统模型设计方案,期望通过应用信息化技术手段在现有数采系统中建立仪表参数规格书电子档案、仪表报警信息库、零点核查台账、增加关键参数的实时采集,实现运行情况和预设参数在线比对,主辅计量仪表实时比对,报警信息全过程闭环化管理等功能,为质量流量计智能诊断系统建设打下良好基础。

质量流量计作为石化企业物料进出厂重要的计量器具被广泛应用。计量中心现有质量流量计84台, 测量介质包括成品油、液化气、丙烯、石脑油、混合苯等, 为了对流量计实时进行监测, 我中心早在2006年应用ifix组态软件建立了数据采集系统, 通过RS485通讯接口实现了流量计瞬时流量、温度、压力、密度、累计流量等常规参数的采集监控。通过长时间运行发现, 主要存在如下问题容易导致计量数据出现偏差:

1) 输送介质出现汽化、不满管、两相流、脏污、携带杂物等导致传感器腐蚀、挂壁或磨损或计量不准;

2) 由于调零错误、传感器绝缘下降、接线端子潮湿、阀门不严导致的零漂问题;

3) 传感器/变送器本体故障;

4) 安装问题 (存在应力) 、运行维护不当 (组态设置不当、检定/调零温度与使用温度有差异) ;

5) 检定中存在的问题, 如常用流量误差接近零, 非常用点误差较大。

结合以上情况, 为快速发现并排除流量计故障, 确保计量数据准确, 我们提出质量流量计智能诊断系统建设模型, 通过深度扫描, 及时发现管线内介质汽化、传感器脏污等异常情况, 经过各参数和统计数据横向纵向分析运算, 实现智能化故障诊断报警, 减少拆检次数, 降低维护成本。进一步提高质量流量计监测运行管理水平, 为企业把好物料计量关。

1 系统模型架构

质量流量计智能诊断系统包括以下几部分功能模块:参数规格书电子档案、实时数据及关键参数采集、现场巡检、零点跟踪、检定记录跟踪、报警信息专家库、统计数据监测分析、综合查询、基础信息维护等。系统模型架构如图1所示。

2.系统功能设计

2.1 基础信息记录

2.1.1 参数规格书电子档案

在系统中建立质量流量计参数规格书电子档案, 实现每台流量计从设计开始详细规格参数归档。此电子档案不同于企业现有的计量器具台账, 计量器具台账更多的侧重于器具检定计划, 确保计量器具在检定周期内, 而参数规格书电子档案更侧重于现场流量计运行情况的基础依据, 具体内容包括:流量计系数、Flow cal、Dens CAL、D1、D2、K1、K2、TC、FD、量程、小信号切除、TV Fzeq factor、driver gain (驱动增益) 、L (左线圈电压) 、R (右线圈电压) 、Live zero等信息, 同时为每台流量计可以附加项目立项、设计、审查、施工等过程中的相关电子资料档案, 支持工艺流程图上传, 在线浏览等。此参数规格书电子档案也是实时监控采集比对的基础信息。参数规格书电子档案如图2所示。

  图1 系统模型架构.png

                  1 系统模型架构   

2.1.2 巡检、核查信息台账

质量流量计的定期现场巡检作为确保流量计运行正常的重要手段被各企业广泛应用, 但巡检、核查记录多为纸质版, 未形成信息化台账, 或虽已建立巡检系统, 但未和实时采集数据进行关联, 流量计内部的异常不易被发现。因此为进一步提高巡检、核查质量, 系统建立巡检、核查记录台账。如企业已有巡检系统, 可通过接口实现巡检记录的自动获取, 支持记录的查询、巡检图片的在线浏览, 为快速消除流量计报警信息提供依据。

2.1.3 零点核查信息台账

质量流量计零点严重影响计量准确度, 在实际使用条件下, 影响零点的因素很多, 极易造成零点漂移。质量流量计零点的测量原理是确保测量管内无液体流过时, 在一段时间内 (20s) 对检测到的相位差做加和取平均值, 作为此次测量的零点。所以零点是个时间参数, 单位一般为μs。质量流量计的零点包括动态零点 (live zero) 和静态零点 (zero) 。动态零点是当前测量到的瞬时质量流量, 是一个动态的量, 通常在一定范围内以某个时间周期变化, 该值可以通过数据采集实时获取, 通过程序可以监控其大值和小值比值不能超过流量计准确度一半, 超过即报警提示。静态零点在系统中建立零点核查信息台账和调零计划, 详细记录每台流量计的调零情况以及MF值变化情况, 建立零点曲线, 以便于监测分析。 

2.1.4 检定记录信息台账

质量流量计的定期检定是确保流量计稳定运行的必要手段, 为了跟踪流量计检定情况, 每个检定点历次变化情况以及流量计系数调整情况, 建立检定记录信息台账, 以便于计量人员实时掌控流量计的运行情况, 如系数有调整, 可以直接回填至参数规格书台账。此台账可作为计量器具台账的补充, 系统中可以建立各流量点历次检定误差及系数跟踪控制曲线, 为流量计日常运行状态判别提供依据。

2.1.5 报警信息专家库

质量流量计通过多年的发展与改进, 已具备运行状态自诊断功能, 为计量人员分析仪表运行状态提供了依据, 但部分厂商未提供报警信息读取功能, 另外仪表厂商不同报警信息不同, 因此为了规范仪表报警信息查询以及快速及时的诊断仪表故障, 有必要在企业内建立仪表报警信息库 (仪表类型、报警编码、报警内容、报警的原因、报警的时间) 等信息。通过该库的建立, 能够使计量人员随时查询报警信息, 并且能够和现场采集到的仪表故障信息进行自动匹配, 故障定位更加准确。该报警信息库是仪表本身固有的报警信息, 再结合仪表运行时产生的运行状态报警信息 (流量、温度、压力、密度等超限) , 能够更加准确的诊断仪表运行状态, 同时支持日常故障处理信息追加入库, 为以后同类型故障提供依据。另外给更加智能的仪表状态监测提供了可能。报警信息库如图3所示。

       图2 参数规格书电子档案.png

                 图2 参数规格书电子档案   

     图3 流量计报警信息库.png

                 图3 流量计报警信息库   

2.2 实时数据和关键参数采集

计量中心能源物料采集系统实现了质量流量计流量、温度、压力、密度等常规参数采集与限值报警功能。但经过长时间运行发现, 仅靠各参数的超限值报警还不能完全判别流量计的状态, 从而出现漏报、误报的情况发生。智能诊断系统建立后, 可补充采集流量计固有关键参数指标和报警信息, 在系统中可设定参数采集值和基础台账中的值进行定期 (分钟、小时、每周) 比对, 并可以生成比对诊断报告, 如出现超差将进行提示, 并进入到报警处理流程。如具备主辅计量表, 可进行主辅关键参数和实时运行情况比对。 

2.3 报警全过程处理

系统中建立的参数规格书台账、巡检核查台账、零点核查台账、检定记录台账都是作为智能诊断的关键信息, 以上信息通过实时比对或定期开展的核查, 出现的任何报警记录都要经过报警分类显示-报警提示功能-在线分析-派单-现场调查-故障处理-报警关闭-处理结果回填至报警信息专家库, 实现全流程报警闭环处理。

2.3.1 报警判别显示

在现有数采系统运行状态监测画面分类别 (工艺运行报警、固有参数报警、巡检报警、比对超差报警) 增加报警判别显示功能。具体功能如下:

1) 工艺运行报警为常规流量、温度、压力、密度超限报警提示。

2) 固有关键参数报警, 具体参数包括上面规格书中提到的内容。这些关键参数有的为范围值 (驱动增益、左右线圈电压等) 、有的为固定值 (流量系数等) , 此类报警往往和仪表报警库相关联, 即一旦出现固有参数报警, 在表体本身会显示如A102之类的信息;可判别为严重报警。

3) 流量计本体报警信息实时读取。

4) 巡检报警, 此类报警多为事后追加的报警记录。在现场人员巡检发现异常时, 按正常操作流程, 先及时上报异常情况, 人员立即到现场处理。此处建立巡检报警记录显示是为分析异常情况时提供可追溯的依据。

5) 实时比对报警, 在现有具备主辅比对表的基础之上, 建立主辅工艺运行、关键参数比对报警。

2.3.2 报警提示功能

在出现上述报警时, 如何第以时间通过系统告知当班人员, 是实现智能诊断的关键。在实际运行过程中往往因为报警值设置过宽或过窄出现根本不报或频繁报警而使得报警失去意义。为此提出计量人员可以根据近运行情况实时调整报警限值, 调整过程系统保存记录, 对报警进行分级分类提示。严重报警时可以通过声音或短信及时告知相关人员。

2.3.3 报警分析处理

在系统中出现报警时, 当班人员要第一时间对报警进行锁定, 锁定操作时, 系统记录报警出现的时间、报警类别、报警内容、锁定人员、锁定时间等信息。此报警经当班人员分析需立即进行现场处理的, 当班人员可以在线派单后, 电话通知运维人员到现场进行处理。如暂不能查明原因, 当班人员可以首先在系统中追查相关信息进行综合分析, 判别出可能原因后, 再进行派单处理。

2.3.4 报警记录的关闭

当班人员要根据现场处理反馈结果进行相应报警记录的关闭。

2.3.5 报警处理过程纳入专家库

在报警处理记录关闭后, 计量人员可以选择性的将记录信息纳入专家库, 作为以后出现类似问题时快速解决的依据。

3 结束语

本文对质量流量计智能诊断系统模型进行了设计, 该系统建设成后, 可以实现现场质量流量计智能在线监测。通过更加深入的实时扫描, 及时发现各类异常情况, 减少拆检次数, 降低维护成本。经过各参数横向纵向自动分析运算, 实现智能化故障诊断报警。加强计量数据综合统计分析, 结合点-线-网的关联分析模式, 在出现超差时, 自动查找计量器具自身信息和相关运行状态信息, 给出综合评判结果, 从而进一步提升主辅计量数据对比和管网智能化监测水平。通过智能计量建设, 将极大地提升计量器具的运行稳定性和故障处理的及时性, 确保计量数据的准确可靠。

点击次数:  更新时间:2019-05-17 16:41:00  【打印此页】  【关闭