基于平台关键设备(燃气轮机发电机组)数据采集及远传在信息化建设的应用

摘要：燃气轮机发电机组作为海上平台的关键设备，其可靠性是保证其正常运行的基础，直接关系到设备、人员的安全及公司的经济效益。燃气轮机发电机组远程数据采集及状态监测系统的核心目的是：通过先进的技术手段，以最小的投资改善发电机组的技术服务质量，提高技术服务水平以及生产管理水平。为此在目前成熟的现代化网络技术基础上，利用计算机通讯网络和INTERNET网络，远程获取燃气机组运行数据，在远程诊断及专家支持中心进行数据存储、分析和智能诊断。

关键词：燃气轮机；远程诊断；数据采集；数据远传；DCS；PLC

中图分类号：TM621.3 文献标识码：A文章编号：1007-9599(2012)02-0000-02

The Applications of the Construction of Information Technology

Based on the Platform Key Equipment (gas turbine generator sets) Data Acquisition and Remote

Zhou Wei

(Bohai Petroleum Communication Co., Ltd.,Tianjin300452,China)

Abstract:The gas turbine generator sets as the key equipment of the offshore platform,its reliability is to ensure that the basis of its normal operation is directly related to the equipment,personnel safety and economic benefits.The core purpose of the gas turbine generator set remote data acquisition and status monitoring system are:to improve the level of technical services and production management level through advanced techniques,with minimum investment to improve the quality of technical service of the generator set.This current mature modern network technology based on the use of computer communication networks and the INTERNET network,remote access to gas-fired units operating data for data storage,analysis and intelligent diagnostics,remote diagnostics and expert support center.

Keywords:Gas turbine;Remote diagnostics;Data acquisition;Remote data transmission;DCS;PLC

一、系统组成介绍

燃气轮机发电机组是一种将热能转换为电能的动力输出装置，在过去几十年中取得了很快的发展，参与联合循环的燃气轮机能达到更高的热效率，在海上平台上的应用越来越广泛。

（一）数据采集

实时数据平台就是将海上平台透平发电机设备运行过程中的各项参数，及时传送并保存在企业陆地端的实时数据中心，同时为远程专家诊断系统提供数据来源。MIS系统为这些加工过的信息提供了开发、流转和应用的方法和工作流程，从整体上保证了生产的及时信息以最便捷的途径.最迅捷的时间和最科学的分析方法以及最优化的利用得以应用。

（二）机组数据确定

对系统中不同的主机和网络系统进行有效的管理，随时了解整个网络系统配置和分布，显示当前系统和网络设备的运行状态，自动进行故障检测、关联和解决，进行网络流量分析和统计，提前检测系统和网络可能出现的故障并及时处理。根据诊断分析的情况，对测点表中的数据项进行核对，分析统计表中数据项与EMS系统及PLC控制器系统中数据项的差异性，排查设备运行中存在的问题。故障管理的主要活动为：故障检测，在正常操作中，通过执行监控过程和生成故障报告来检测。在执行配置测试时发现错误，通过预设门限和动态监控状态变化，来预测潜在的故障；故障诊断，通过分析涉及受管理对象的故障和事件报告，或执行诊断测试程序，使受管理对象的故障得到重视；故障修复，一般通过操作员的干预，获得修复受管对象故障的能力；故障记录，以日志的形式记录告警、诊断和处理结果。

二、通讯链路建设

通讯链路的建设包括：水处理系统、有处理系统、外泵控制系统等。

（一）技术要点。由于工程实施及设备配套的需要，控制系统可能由不同的控制工程公司提供，辅助控制系统I\O点数量庞大，辅助车间物理位置分散，辅助控制系统类型各异，接口数量众多，以及存在强弱电干扰等现象，在实现通讯平台数据传送过程中，必须重视以下关键问题。

1.网络抗干扰技术。辅助系统分布在各个地区，相距较远，分散度较大，采用特殊金属铠装直埋光缆组成监控系统的主干通信网可解决由此造成的信号易受干扰的问题。由于发电机组存在强电磁场，采用专用电缆解决各种信号的抗干扰问题，以确保通信信号的可靠性，减少误码率。

2.监控软件的配置。监控软件完成了与PLC或其他智能仪表的通讯接口和驱动，实现了工艺系统画面的组态、连接和实时监控等功能，是实现整个系统车间联网控制的核心。因此，所有子系统的上位机监控软件必须选择高性能的可靠的产品。

3.控制网络系统。由于海上通讯控制系统的运行环境恶劣，所以其控制网络系统必须满足安全可靠、高速实时、开放性好等特点。数据传输类型应尽量选择全双工网络系统，可以实现数据的同时接收和发送，在理论上可以使数据传送时间节省一半。

4.网络软件及安全防护软件的整体配置要求。网管软件必须支持工业标准，可直接对IP网络进行管理，监视所有可分配IP地址的设备，对网络上不同的主机和网络设备进行有效的管理；支持OPC协议，可以无缝嵌入监控系统。

（二）流程说明。搭建高效可靠的数据通讯平台数据通讯平台需与原有的远程系统协作完成工作。

1.各海上平台端的数据通讯

1）采集原始振动数据。在平台端通过接收传感器上的变送数据，监测燃气轮机发电机组的振动情况，并将数据传送到振动数据采集服务器上。

2）传输振动数据和初步分析结果到原始远程系统。振动数据采集服务器对采集到的数据进行初步分析，并将原始数据及分析结果传输到海上平台端的原始远程系统中。

3）传输振动和状态数据到分公司端。原始远程系统通过各接口接收振动数据及状态数据，经处理后，通过卫星或其它传输信道，将振动和各状态数据传输到分公司端。

2.实现各陆地端的数据通讯

1）数据临时存储。陆地端的数据库接收来自各自对应的所有海上平台的数据，并将数据存入原有的数据库服务器中。

2）采集所有数据和清除振动数据。采集服务器连接到原有的数据库服务器中，按照配置信息，从数据库中提取所需的状态数据；采集服务器根据配置信息，从数据库中提取所需的振动数据，并将数据库中对应的数据块清空。

3）组织数据。采集服务器根据配置信息，将振动数据进行压缩处理；采集服务器根据配置信息，将压缩后的振动数据按照对应的设计标准进行标识并打包；采集服务器按照配置信息，将状态数据按照设计的标准进行标识并打包。

4）传输数据。采集服务器按照配置信息，将振动数据传输到总部侧的转发服务器上；采集服务器按照配置信息，将状态数据传输到总部侧的转发服务器上。

5）监听并接受来自转发服务器的控制命令。在有控制事件出现时采集服务器接收来自转发服务器的控制命令；采集服务器根据控制命令，修改采集服务器上的配置信息，并保存。

6）相关要求。具备同时处理50台现场机组的数据的能力；对原有数据库的负荷影响尽量小。

3.实现企业总部侧的数据通讯

1）转发服务器接收来自各陆地端的采集服务器的数据。

2）转发服务器根据配置信息，将来自采集服务器的数据转发往诊断中心通讯服务器。

3）转发服务器接收来自诊断中心通讯服务器的控制命令，当有控制事件出现时，判断控制对象，如果目标是转发服务器，根据控制命令修改转发服务器上的配置信息，并保存。

4）转发服务器接收来自诊断中心通讯服务器的控制命令，当有控制事件出现时，判断控制对象，如果目标不是转发服务器，则根据配置信息，判断实际的控制对象，将控制命令转发往对应分公司侧的采集服务器的无线对讲模式升级到集群模式势在必行。

三、安全性

考虑到系统安全性的要求，实时数据库独特的存储并转发的功能满足调度管理系统应用需求，如果数据采集服务器与实时历史数据库间网络出现故障的时候，数据采集器可将现场运行数据快速地保存到本地。当网络恢复时，其可将保存的数据自动地转发到实时历史数据库服务器，保证数据的可靠和完整性。

四、信息化建设前景

项目信息化建设工作是一个持续不断的工作，如本项目实施的一个重要基础在于前期投资开发完成的从海上到陆地的计算机通讯网络和企业内部的覆盖全公司范围的Intranet网络建设；另一方面，本项目的实施作为前期已投资开发完成网络基础建设的一个重要应用，也极大地拓展了前期建设计算机网络的应用范围，充分发挥了企业前期在信息化建设中投资的效益，成为了一个深入挖掘计算及信息化应用潜力的典范。此项目是以通讯系统、弱电系统为基础，以实时数据库、实时数据存储为核心，以安全生产、生产执行管理、应急调度指挥、智能办公为关键应用的高度集成的信息共享和应用平台。实现了以信息化推动企业创新发展、智能发展和协调发展等方面的成果。此项目的信息化建设工作已由最初的技术导向型向管理导向型转变,其功能和定位也发生了变化。

五、结束语

21世纪计算机技术飞速发展，以计算机技术为基础的工业智能控制系统也得到迅速的发展，现在大部分海上平台工业都采用了分散控制系统DCS和PLC控制系统，在很大程度上提高了机组的自动化水平。通过有效的信息资源整合，是整个系统运行更加良好，大大提高了生产效率，最大程度降低故障率，减少企业运行成本。

燃气透平数据收集及远传系统是信息化发展的必然，降低企业成本的同时，更重要是远程解决现场问题的实用价值，可考虑在海上平台推广应用。

参考文献：

[1]TaitNet MTP 1327 Networks,T1541 Network Management Terminal Operations Manual, by TAIT radio communicaitions Co,.Ltd, June,2007

[2]TaitNet MTP 1327 Networks, system manual, by TAIT radio communicaitions Co,.Ltd, November,2007

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