OPC协议
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2020/11/16
泵站PLC及机柜面板
安全工程信息化技术应服务器端 – 客户端（CS模式）
自动化接口
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OPC服务器 (OFS 3.0 )
安全工程信息化技术应用工程实例
3、离线数据采集系统
适用于：机组精确故障诊断过程
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安全工程信息化技术应用工程实例
2、在线数据采集系统构建
OPC数据通讯技术
➢ 硬件：SCADA系统数据采集终端（PLC） ➢ 软件：基于OPC的远程数据采集技术
通讯速率快 可靠性高
OPC是一个工业通讯标准，它建立了一组符合工业控制要求的数据接口规范，能够 解决上位机和不同硬件设备间的远程通讯问题。
正常模型频率（Hz）27.67
二阶 37.22 32.02
两种压缩机模型的模态频率对比
三阶
四阶 五阶 六阶 七阶
46.25 64.37 69.40 70.54 70.59
43.06 48.99 69.04 70.69 73.01
八阶 72.69 79.87
九阶 80.07 85.89
十阶 86.13 88.35
安全工程信息化技术应用工程实例
8、系统软件实现
OPC数据采集与预处理子系统
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安全工程信息化技术应用工程实例
8、系统软件实现
主要功能子系统
管道泄漏检测页面
机组故障监测页面
机组故障精确诊断页面
远程安全预警页面
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安全工程信息化技术应用工程实例
安全工程信息化技术应 用-工程实例
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安全工程信息化技术应用工程实例
本章目录
实例一 安全监测系统
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安全工程信息化技术应用工程实例
主要内容
1、多源数据采集与预处理模型 2、泵机组与管道的工况耦变规律研究 3、基于耦合分析的管道泄漏检测方法研究 4、基于耦合分析的机组故障监测与精确诊 断方法 5、实时数据驱动的远程安全预警模型
一阶模态位移云图
七阶模态位移云图
十阶模态位移云图
大张坨储气库现场调研结果：往复 式压缩机工作时，洗涤灌振动比较剧烈 ，液位计目测振动很大。
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压缩机的振型主 要表现为洗涤罐的振 动，而液位计位于洗 涤罐之上，所以其振 动很大。
安全工程信息化技术应用工程实例
基于固有特性分析的压缩机减振研究
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安全工程信息化技术应用工程实-例21-
基于固有特性分析的压缩机减振研究
零位移：44个地脚螺栓 进出气口管道截面
压缩机整机的各阶固有频率都比较低，一 阶频率只有27.67Hz，这与往复式压缩机的激振 频率900/60=15Hz接近。因此曲轴的转动很容 易激发压缩机整机产生共振。并且由于前十阶 频率都与激振频率相差不大，所以压缩机整机 的振动表现为各低阶振型的叠加。
8、系统软件实现
辅助功能页面
历史数据查看器 实时数据查看器 全线设备运行状态查看器
软件配置功能页面
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安全工程信息化技术应用工程实例
本章目录
实例二 模拟与仿真
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安全工程信息化技术应用工程实例
故障表现形式：
1、安全阀在正常工况下偶尔异常开启； 2、一级排气与二级进气口连接处振动引起连接螺栓松动，造成严重的安全隐患；
分析模型采用体单元SOLID95进行网格划分，曲轴单元数20028，节点数 30693。材料属性参数为E=2.1×1011Pa，μ=0.3，ρ=7800kg/m3，有限元模型如下 图所示。
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安全工程信息化技术应用工程实-例29-
关键部件易发生故障部位静力分析
通过以上分析可知在曲柄轴受压工况下，曲柄轴与曲柄的连接处应力、
2.3.4 安全管理信息系统的应用
数据库字段定义
字段 含义
字段 含义
InP 进站压力
InT
进站温度
OutP 出站压力
OutT 出站温度
InF 进站流量
进站密度
OutF 出站流量
OutD 出站密度
InA_O 进站音波原始信号电压（mv）OutA_O 出站音波原始信号电压（mv）
InA_D 进站音波原始信号电压（mv）OutA_D 出站音波原始信号电压（mv）
阶数
压缩机前10阶固有频率
一阶 二阶 三阶 四阶 五阶 六阶 七阶 八阶 九阶 十阶
频率（Hz）27.67 32.02 43.06 48.99 69.04 70.69 73.01 79.87 85.89 88.35
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安全工程信息化技术应用工程实-例22-
基于固有特性分析的压缩机减振研究
未添加支架的压
缩机一阶振型中的最 大位移为2.34cm，添 加支架后的压缩机一 阶振型中的最大位移 为2.27cm，最大位移 均出现在3级进气洗涤 罐上，洗涤罐增加支 架后的一阶最大位移 降低了2.9%；三阶振 型最大位移由4.1cm降 低到3.6cm，降低了 10.9%。因此压缩机 洗涤罐增加支架后能 有效的降低洗涤罐的 振动。
整 机 振 动 最 大 位 移 出 现 在 洗 涤 罐 及 缓 冲 罐
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安全工程信息化技术应用工程实-例24-
基于固有特性分析的压缩机减振 研究
洗 涤 罐 支 架 尺 寸 图
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安全工程信息化技术应用工程实-例25-
基于固有特性分析的压缩机减振研究
阶数
一阶
支架模型频率（Hz）28.04
压缩机的振动主要是由低价固有频率决定，添加洗涤罐支撑后其低阶 固有频率明显提高（1-4阶）。低阶固有频率的提高意味着可以使压缩机远 离共振区，从而达到减小振动的目的。
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安全工程信息化技术应用工程实-例26-
基于固有特性分析的压缩机减振研究
正常模型一阶振型 正常模型三阶振型
支架模型一阶振型 支架模型三阶振型
应变集中，是曲轴承载力最明显的位置，这个位置即为曲轴最容易出现裂纹的 地方。根据以往压缩机曲轴裂纹故障发生位置可证明此分析与实际情况相符。
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安全工程信息化技术应用工程实-例30-
本章目录
实例三 天然气管道泄漏监测系统
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安全工程信息化技术应用工程实例
2.3.4 安全管理信息系统的应用
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安全工程信息化技术应用工程实例
6、软件介绍
➢ 设计开发了“泵机组与管道故障诊断与安全预警”系统软件，并应用到了中 石化东临复线原油管道安全生产中。
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安全工程信息化技术应用工程实例
7、数据库表结构设计
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安全工程信息化技术应用工程实*例
2.3.4 安全管理信息系统的应用
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历史信息查询界面
36
安全工程信息化技术应用工程实*例
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
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安全工程信息化技术应用工程实例
单阈值判断，实现不了对机组隐含故障的监测，
并且存在误报警的现象。
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安全工程信息化技术应用工程实例
5、HAZOP分析的安全知识库构建
工艺参数节点 根据过程参量的 数据类型来划分
安全知识元创建
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安全工程信息化技术应用工程实例
6、远程安全预警模型
3、液位计振动幅度较大，使部分构件产生严重压痕； 4、注油无缝钢管在高频小振幅振动下曾经引起过断裂； 5、压缩机组在850转/分工况下振动特别剧烈，目测感觉非常危险，该振动可能
导致地脚螺栓崩断。
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安全工程信息化技术应用工程实例
基础知识
组成
组成
传
压
润
机
动
缩
滑
体
机
机
冷
构
构
却
结构
1—排气阀 2—气缸 3—活塞 4—活塞杆 5—十字头 6—连杆 7—曲柄 8—吸气阀 9—阀门弹簧
异常响声 振动 过热
机热
故障械形式力
故故 障障
排气量不 足
压力异常
温度异常
参数监测
温度监测 介质金属法
诊断方法
振动信号分析法
油液分析
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安全工程信息化技术应用工程实例
仿真诊断总体方案设计
经过现场测绘及贵公司提供的材料，对压缩机整机建模如下：
大张坨压缩机照片
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压缩机模型
中国石油大学（北京）自主开发的EDES-4型数据采集系统
采集系统软件
采集系统硬件
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振动信号测点布置图
2020/11/16
安全工程信息化技术应用工程实例
4、机组故障监测
现场SCADA系统带有机组故障监测功能
SCADA系统工艺参数截屏
SCADA系统 报警参数表
SCADA系统故障监测功能是对实时状态量的简
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安全工程信息化技术应用工程实-例27-
压缩机整机瞬态动力学分析