油气处理站库智能预警与诊断系统研究与应用

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1、油气处理站库智能预警与诊断系统研究与应用　　[摘要]采用实时数据库系统，提取现场DCS实时数据，智能预警设备故障，帮助操作人员及时获知潜在的故障和隐患，并能通过系统关联影响，判断故障原因，给出解决办法。　　[关键词]油气处理；智能；预警；诊断；知识库　　doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2013.16.027　　[中图分类号]TP277[文献标识码]A[文章编号]1673-0194（2013）16-0044-03　　0引言　　油气处理站库工艺流程都较为复杂，而监控人员通常在站库内实习几个月后即可上岗，当DCS系统出现报警时，监控人员一般只能向班长或岗位员工汇

2、报报警信息，并不能判断故障发生的根本原因。需要现场岗位员工再询问相关数据后判断故障点，延长故障排除时间。本系统根据运行趋势、历史运行状态提前预警可能发生的故障，并能自动判断故障发生的原因。　　面对油气处理站库复杂的工艺流程，各种压力、温度、液位等参数，只有经验丰富的员工才能对参数故障快速反应。基于实时数据库，实时反映当前的生产状态，并通过计算分析，获知潜在的故障和隐患，根据知识库推理技术自动判断故障原因，并为监控人员提供解决故障的措施，提高响应速度。同时系统采用B/S结构，管理者通过网络即可随时掌握生产状态，查找影响产量运行的原因，及时优化工艺参数。　　1系统设计　　1.1设计目标

3、　　1.1.1提前预警　　寻找工艺各关联部分，根据历史运行趋势，持续发生变化时提前预警，及早发现系统隐患。系统汲取技术专家的经验为新员工服务。　　1.1.2自动诊断　　报警发生时，系统自动判断相关联的参数值，通过设定条件依次判断所有可能原因，并给操作人员处理方法。　　1.1.3历史回放及运行指标　　系统记录各参数点的所有历史信息，能根据时间轴查看，或设定时间段自动回放。同时分析各设备的运行曲线，判断工艺运行状况，找出经常出现报警的点，根据原因进行优化，保障系统平稳运行。　　1.1.4交互式知识库（经验库）　　系统可以通过交互式的界面充实知识库。当出现DCS系统出现报警，系统从知识库

4、中检索相关信息，并自动判断故障因，若无相关解决办法时，可由技术人员进行补充。　　1.1.5信息推送　　网页浏览和信息推送的方式，便于站内领导随时掌握站内生产信息。　　1.2系统结构　　1.2.1通讯方式　　物理上的连接是通过在操作员站上安装双网卡，一块网卡与现场DCS系统的操作员站、控制器通讯，另外一块网卡用于与本系统的实时数据库进行数据交换。　　软件方面，实时数据库与DCS之间通过OPC接口通讯，OPC全称是ObjectLinkingandEmbedding（OLE）forProcessControl，它的出现为基于Windows的应用程序和现场过程控制（DCS）应用建立了桥梁。

5、OPC为数据交换提供了开放的标准接口。预警系统通过实时数据库的API调用实时数据库数据。　　1.2.2数据传输　　实时数据库是预警系统的生产数据的来源，实时数据库从DCS获取生产装置的实时数据，并进行存储，每个数据具有数值、时间、质量、采集状态等信息。本系统按取样周期每秒读取现场仪表的当前值，存入实时数据库中。系统读取实时数据库的数据并展示在工艺流程上，实现远程监视。系统产生的预警状态存入实时数据库中，并通过检索知识库中相关信息，将预警产生的记录、诊断结果、处理方式存入关系数据库，便于后期的查询。　　2功能设计　　系统按功能可分为实时数据库封装模块、预警引擎模块、预警模型定义模块、

6、预警响应模块、权限定义模块和运行日志模块。　　预警引擎调用预警模型定义模块获得预警定义信息，并且通过实时数据库接口模块获取生产数据，在线监测预警条件，条件满足则产生预警，产生的预警信息发送给预警响应模块，由响应模块为用户界面提供数据。　　2.1实时数据库接口模块　　为了使本系统可以有更好的扩展性，对实时数据库接口的封装，若使用其他实时数据库产品，只需要重新构建本模块即可支持预警系统运行，同时该模块可以实现实时数据库调用接口的对象化。　　2.2预警模型定义模块　　本模块实现定义和维护知识库功能。知识库的组织和丰富程度决定了预警系统的判断准确性，实现预警知识库的在线维护、存储、在线查询

7、等功能，并提供给其他模块调用。　　知识库采用多叉树的表述方式，知识库数的深度和广度都会在后期应用中补充，从树根到树叶每层的节点都对应一到多个子节点，每个节点都可在后期进行修改。系统推理机的推理过程，即为对知识树的遍历问题。　　石西集中处理站是一套集原油处理、清水处理、注水、加药、消防等多个工艺流程组成百万吨原油处理能力为每年120万吨的集输站库。工艺流程上每个设备对应多个参数，一个参数对应高报、低报等多种报警状态，一种报警状态可能由多种原因导致。知识库对每种故障原因进