基于PI和PSS系统的设备异常状态监控的设计与实现

陆峰峰 吴浩文 顾伟

摘 要：介绍南纤公司PI数据系统和PSS报警系统，同时科学整合两个系统用于对设备异常状态进行监控，确保设备安全稳定高效运行。

关键词：PI；PSS；设备状态

引言

随着南纤公司PI数据系统和PSS报警系统的广泛应用，设备智能化水平将得到大幅提升，南纤公司设备管理进入了大数据时代，信息化与工业化深度融合。在大数据时代，必须对传统的设备管理模式进行优化与改进，充分发挥信息管理平台的作用，有效利用PI系统中各种设备相关的信息和数据，借助PSS报警系统以实现设备异常状态监控，不断提高设备科学管理水平。

1 PI和PSS系统介绍

1.1PI系统简介

PI（Plant Information System）系统是通过铺设数据采集专网将生产设备所有运行参数采集到统一平台，供相关方对数据调用和分析，为生产层到办公室提供链接纽带。

PI系统有两大工具PI DataLink和PI ProcessBook。PI DataLink 是OSIsoft 为Microsoft Excel 做的附加项，这个附加项可以从PI系统里导入数据到一个EXCLE表做进一步地分析使用。PI ProcessBook是显示一个或多个 PI System 的工艺数据，以及来自外部数据源的静态和动态信息，可以建立形象化的生产工艺流程图，查看实时数据和趋势图。

PI系统可以提供设备运行数据，针对单台设备某几个参数的可以方便获取并实时监控，但从全厂设备出发，从全厂海量的数据中，如何做到有重点地关注异常状态下的设备，提取我们关心的有效关键信息相对比较困难。

1.2PSS系统简介

PSS（Plant State Suite）系统是通过将DSC等控制系统中的报警信息进行管理，对报警信息进行分类划分，同时可对不同层级的报警信息进行评价和分析。

PSS系统可以对所有设备的异常状态报警进行统计，并分层级地进行展现，让设备管理人员有重点地关注异常设备，做到有的放矢，提前进行分析判断，防止设备故障的产生。但PSS系统仅展现设备报警频次等信息，对设备报警具体参数和发展趋势并不能直观地展现。

2设备异常状态监控平台介绍

2.1技术路线

目前设备管理过程中，设备管理部门需要在第一时间对全厂设备异常状态的相关信息进行获取，从而能够进一步组织生产、维修分析异常信息，消除设备异常状态，或采取相关预防措施。

设备管理人员需要整合PI数据平台和PSS报警系统的优势，搭建设备异常状态管理平台。充分借助PSS系统将设备的异常报警分层级地展现在设备管理人员面前，设备管理人员在PSS系统中抓取设备的关键报警信息，例如温度、振动和电流等参数，从报警时间、频次角度等找出报警规律，再利用PI系统，对这些参数进行调取，结合生产工艺参数的改变，分析设备异常状态的变化趋势，必要时进行建模分析，找出设备异常原因并消除，具体流程如图1所示。

2.2 设备异常状态监控平台应用举例

（1）对设备关键参数进行梳理，动设备如10#汽轮机，对于设备管理人员关注的参数，如汽轮机转速、轴向位移、轴承温度、轴瓦温度和轴振等，确定高低报的范围和关键度等级（圖2、图3）。。

（2）设备关键参数导入PSS系统，实时关注报警信息分析。监视一个月之内10#汽轮机的关键参数情况，主要报警为10#汽轮机前轴（位号为：AIN_A4：GE3204）振动异常，产生6084次高报，占比47.1%，参数超过160um，该报警等级较高，需要立刻关注并处理。

（3）PI系统介入分析。调取10#汽轮机前轴Tag点AIN_A4：GE3204近一个月的参数情况进行分析，近半个月趋势如图4：

通过趋势发现该测点AIN_A4：GE3204前轴振异常，非持续性的超过正常范围，而是间断性的超限，可初步判断测点AIN_A4：GE3204的仪表有故障，计划在下次10#汽轮机大修对该测点进行更换。

3设备异常状态监控平台技术特点及展望

（1）应用数据库接口技术，实时获取PSS系统中的报警数据，实现PSS系统与PI系统无缝数据对接。

（2）运用EXCEL的VBA、函数方法、数据透视表等工具，通过编程、公式运用、图表设计等手段，多样化展示设备异常状态报警情况。

（3）通过获取PSS系统中报警的时间点，优化了针对每个报警位号的累计报警时间的统计处理逻辑。

（4）未来深化应用展望，可借助RFC或WEBSERVICE技术手段与SAP系统实现对接，通过PSS系统中设备报警信息、PI系统中设备实时运行状态、SAP系统中设备维护跟踪等信息综合分析，实现对设备运行状态的全生命周期管理。

参考文献：

[1]赵闫涛，张冠雄.PI系统在设备状态分析中的应用[J].内蒙古电力技术，2014，32（3）：40-43

[2]杨鹏晟，李海友.设备状态管理的应用初探[J].柳钢科技，2009，28（03）：47-49