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摘要：本文主要研究针对沙特某联合循环电厂开发的设备管理的程序应用，动态监视在运行过程中出现的重要设备的异常变化，利用现场数据采集和访问实时存储在历史服务器中的各类DCS/PLC数据，通过建立重要设备的计算模型，计算出设备的运行性能指数，分析电厂重要设备的变化趋势和规律，对重要设备的异常情况进行实时在线监视和预警，为运行人员提供判断依据及建议，辅助运行人员执行日常维护、设备检修及故障处理，从而有效地提高电厂运行的安全与经济效益。
关键词：数据采集；电厂；监视；故障处理；性能
本文研究的设备管理系统是由全球自动化供应商Honeywell针对沙特某联合循环电厂独立开发的用于电厂运营管理、设备运行性能监视、现场运维及交接班日志辅助支持的OperatorAdvisorySupport(OAS)Web程序应用中的一个子程序AssetManager(AM)。
1设备管理AM应用程序实现的功能
沙特某电厂项目支持开发的设备管理AM应用程序实现从DCS界面直接打开，便于运行人员访问Web应用。AM应用程序在架构上实现区域、点、单元、设备的层级划分及类、类型和设备的分类层次，便于运行人员直观的进行相关界面操作。在设计阶段针对每类设备独立设计重要参数及性能计算的模型，并完成设备相关的所有设计参数的数据配置，在系统及设备运行时，通过访问存储在历史服务器中的设备运行参数（如温度、流量、压力、电流、电压等），通过设备计算模型输出的结果，实现对设备运行的性能检测及预警功能。另外AM应用程序能够实现对设备的状态的监视及记录，能实现对设备的运行时间、非运行时间、故障时间的统计及设备故障趋势的显示。AM应用程序可以实现对设备故障的管理，通过设备故障的历史记录查询各类故障，通过预定义的设备故障类型，还能够实现对设备故障的判断、处理的闭环管理。
2设备管理AM应用程序的架构
沙特某电厂项目设计的网络分为L1、L2、L2.5、L3、L4级网络，L1级网络是实时控制网络，包含C300控制器、安全管理器和FIM（FIELDBUSINTERFACEMODULE）节点等设备；L2级网络是监控网络，是连接ExperionPKS(EPKS是Honeywell控制系统)节点、EPKS操作员站、域控制器、FDM服务器的地方；L2.5网络是一种点对点通信网络，可防止将控制数据暴露给L3网络；L3级网络遍布整个工厂,L3级网络上的节点是高级控制和高级应用程序，包括管理和监控系统的支持工具。L4级是企业网络，L4级网络和PCN（ProcessControlNetwork过程控制网络）由防火墙分隔，其访问规则配置为控制PCN、DMZ（DemilitarizedZone控制区）和企业网络之间的网络流量和双向数据二极管。L4级网络节点不是控制网络的一部分，该级的通信不如L1、L2或L3级的安全。因为L4级是不同的安全和网络环境，通信被防火墙和数据二极管隔开，不允许数据跨越多个网络级别，保护L3级和L2级免受L4级影响尤为重要。整个OAS应用程序被设计在L4级网络。
3设备管理AM应用程序数据流图
4设备管理AM应用程序的优势
（1）减少设备的维护。（2）减少计划内和计划外停机时间。（3）限制不合格产品的生产。（4）减少能量损失。（5）提供及时的一站式信息访问，提高维护和运行人员的效率。（6）通过识别设备组件的恶化条件来防止设备故障。（7）及早发现设备性能的变化，为计划维护或改变操作留出更多时间，以减轻受监控设备的压力。（8）通过识别不正确的操作和工艺改变来减少进一步的设备损坏，从而减少平均修复时间(MTTR)并增加平均故障间隔时间(MTBF)。（9）改善工程师（振动、故障分析师、运营和维护计划）之间的沟通。（10）通过降低故障率和MTTR提高可用性，从而提高生产能力和利润潜力。（11）收集维护、过程和可靠性数据以促进根本原因失效分析(RCFA)。确定的原因能够减少或消除导致降低故障率和可靠性增长的未来故障。
5设备管理AM应用程序性能监视模型的优势
设备管理AM应用程序的设备性能监视模型有以下几点优势：（1）使用故障、症状和故障模型，操作员可以了解在不利操作条件下设备的潜在损坏。（2）使用KPI（KeyPerformanceIndicator）的故障管理，操作员可以获知违反设备的设计运行参数范围和偏离预期特性的情况。①借助基于在线热力学的工艺设备性能计算，更高效地运行工艺。②实时跟踪关键绩效指标并与目标运行值进行比较。③通过避免不必要的停机来提高运营利润。④通过更好的决策来确定和计划维护活动的优先级。
6设备管理AM应用程序对设备的故障和症状管理过程
在设备管理AM应用程序中识别出故障或症状时，会显示有关受影响设备状态、故障发生时间及其解决状态的信息。用户需执行以下步骤来处理故障。（1）测试：对设备进行测试，确认系统是否存在故障。（2）收集信息：收集与故障有关的所有相关信息，例如系统中发生故障的方式和时间的信息。（3）分析信息：涉及分析测试结果。（4）识别故障：涉及将影响与其原因分开，并根据故障的严重程度识别故障。识别出最严重的故障进行整改。（5）消除故障：涉及使用纠正措施或正确类型的测量技术来消除已识别的故障。如果此故障未从系统中消除，则有可能再次发生。（6）整改故障：涉及确定正确的整改程序。一些整改程序包括：检查评估、调整、替代、修理、更换。具体故障和症状管理过程，见图2。
7结语
在经济高速发展的今天，电厂设备管理具有类型广、信息量大、统计量多和处理流程复杂的特点，原有的传统管理模式由于处理方式陈旧、处理速度慢，其经济性还有可靠性都受到很大影响，难以满足和适应日益升级的现代化管理需求。为了适应新形势下的市场竞争，电厂就需要改变现有的管理模式，调整传统的旧的管理结构，比如流程改善、精简管理机制、开发独立设备管理系统或应用等。在电厂运行过程中对各类设备的物质形态和价值形态进行综合管理，实时监测设备的性能指数，实现发电厂设备运行管理的高效性、经济性。
作者：魏增 牟春明 单位：中国电建集团山东电力建设有限公司
