★北京康吉森自動(dòng)化科技有限公司

1　方案目標概述

壓縮機廣泛應用于石化、化工、能源、冶金、電力、機械制造等工業(yè)領(lǐng)域，在石化和化工行業(yè)更是成為必不可少的關(guān)鍵設備，在生產(chǎn)過(guò)程中起到提供動(dòng)力、氣體分離、氣體合成等關(guān)鍵作用，被稱(chēng)為化工生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機。壓縮機組的穩定運行非常重要，一旦出現故障或停機將導致整個(gè)裝置的停車(chē)，造成巨大的經(jīng)濟損失；另一方面壓縮機組的高效運行對整個(gè)裝置的節能降耗和效益提升具有重要意義。實(shí)現和優(yōu)化壓縮機組的控制和管理，對實(shí)現整個(gè)化工裝置的“長(cháng)、滿(mǎn)、安、穩、優(yōu)”運轉具有決定性意義。

實(shí)現壓縮機組控制目標和管理目標，需要涉及工藝、設備、儀表等多個(gè)專(zhuān)業(yè)，涵蓋自動(dòng)化、信息化、數字化、智能化等多方面技術(shù)，需要系統性專(zhuān)業(yè)化解決方案。北京康吉森科技作為行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，結合多年機組控制技術(shù)和機組管理經(jīng)驗，融合數字化智能化技術(shù)，推出壓縮機組全面智能管控平臺——ITCM，成為壓縮機組優(yōu)化控制和智能管理的全新解決方案！

康吉森機組智能管控平臺ITCM賦能壓縮機組全自動(dòng)運行和智能管理，整合工藝、能效、機械及儀表數據，構建機組數字孿生體；實(shí)現機組持續節能優(yōu)化與機組全面健康管理兩大閉環(huán)；帶來(lái)機組節能優(yōu)化、故障分析、智能運維三大應用價(jià)值。

ITCM適用于機組控制升級、機組優(yōu)化改造、機組智能管理三大應用場(chǎng)景，構建“一個(gè)平臺，兩套系統，四大能力”，成為智能工廠(chǎng)的重要組成部分。

ITCM硬件采用一體機模塊化設計，用戶(hù)可以根據需求選擇適合的功能模塊，實(shí)現機組控制、安全聯(lián)鎖、機械保護和機組數字化管理功能的靈活組合與部署。

ITCM軟件采用B/S架構，采用本地化平臺部署，具備多協(xié)議、多接口、數據治理、軟件集成、數據可視化及3D場(chǎng)景還原能力，實(shí)現機組全面管控功能。

ITCM數字化系統配置機組節能管理、機組能效分析、控制性能評估、機組報警管理、機組模擬仿真、控制系統監管、機組狀態(tài)監測、機組視頻監控和機組特殊管理等9大功能模塊，用戶(hù)可根據自身需求選配所需模塊，并靈活訂制數據可視化展現模式和報表功能。

2　方案介紹

康吉森機組智能管控平臺ITCM，集機組節能優(yōu)化、機組故障分析、機組智能運維等功能于一身，實(shí)現了機組能耗可優(yōu)化、故障可預測、數據可分析、設備可感知等業(yè)務(wù)應用，是機組智能管控、高效率安全運行的全方位得力助手。

2.1　性能特點(diǎn)

康吉森機組智能管控平臺ITCM可實(shí)現設備便捷的接入、系統高性能:低代碼靈活擴展、系統開(kāi)放性、資源彈性伸縮、安全可靠。

便捷的接入：可接入汽輪機，壓縮機等各類(lèi)設備數據。邊緣端支持眾多常用的設備采集協(xié)議，兼容200+工業(yè)設備通訊，并支持設備按照模型管理和接入。平臺支持MQTT和Kafka數據接入。

系統高性能：平臺數據接入高性能：可根據實(shí)際現場(chǎng)需要，通過(guò)垂直、水平擴展滿(mǎn)足高并發(fā)的消息處理能力。數據顯示可支持毫秒等級的數據刷新。數據計算處理：根據實(shí)際的數據變化情況滿(mǎn)足高性能的計算處理。

低代碼靈活擴展：現有解決方案提供低代碼的方式進(jìn)行靈活擴展。各類(lèi)監控報表和統計報表支持配置調整。2D&3D數字孿生實(shí)時(shí)呈現關(guān)鍵指標和虛擬仿真場(chǎng)域。

系統開(kāi)放性：第三方數據接入開(kāi)放性：支持接入第三方系統或者數據庫的數據集成到平臺。集成方式：支持接口集成，數據庫集成，畫(huà)面集成。API開(kāi)放性：豐富的RESTful API，提供設備管理，設備監控，告警通知等數據的API，供深度開(kāi)發(fā)整合。

資源彈性伸縮：由于搭載了企業(yè)級容器云，可提供完整的資源管理和數據管理?？筛鶕F場(chǎng)實(shí)際使用情況進(jìn)行資源的彈性伸縮調整。提供運維管理的操作界面，提高運維的易用性。

數據傳輸安全：基于TLS加密協(xié)議傳輸。設備接入安全：支持一機一密、雙向證書(shū)認證。數據存儲安全：提供數據庫備份還原工具，保證數據存儲安全。

2.2　核心功能

機組智能管控平臺ITCM產(chǎn)品按功能分為基礎模塊和擴展模塊?；A模塊包括：機組節能管理、機組能效分析、控制性能評估。擴展模塊包括：機組報警管理、機組模擬仿真、控制系統監管、機組狀態(tài)監測、機組視頻監控等。

ITCM-機組控制優(yōu)化功能：通過(guò)ITCM機組控制系統控制算法，投用機組防喘振控制和性能控制，實(shí)現機組全自動(dòng)高效率運行。

ITCM-機組節能管理模塊：直觀(guān)展示機組節能效果，記錄節能降耗數據和能耗趨勢，結合機組節能優(yōu)化控制算法，為用戶(hù)帶來(lái)可觀(guān)的經(jīng)濟效益。

ITCM-機組能效分析模塊：通過(guò)熱力學(xué)計算和大數據分析，跟蹤機組整體及各段運行功率和效率，提供能效分析工具，包括機組工藝流程、能效趨勢、能效對比分析等。用戶(hù)可根據現場(chǎng)不同類(lèi)型機組進(jìn)行參數配置，只需選擇機組屬性參數，并導入儀表數據和氣體參數，即可通過(guò)后臺算法實(shí)現能效計算。

ITCM-控制性能評估模塊：通過(guò)控制算法，對機組主要控制回路控制效果進(jìn)行分析評估，監督控制回路PID參數，并通過(guò)人工智能算法提供PID優(yōu)化建議。

ITCM-機組模擬仿真模塊：通過(guò)后臺流程模擬仿真驅動(dòng)機組數字化模擬運行，實(shí)現機組操作與控制培訓、比武、故障分析、事故演練，程序校驗、參數模擬整定及工藝研究等功能。

ITCM-機組安全聯(lián)鎖和機械保護功能：通過(guò)康吉森機組控制系統（SIL3安全等級）實(shí)現機組安全聯(lián)鎖功能；通過(guò)康吉森TSxPlus系統獨有的VPM卡件實(shí)現高頻信號直接采集，更加便捷的實(shí)現機組機械保護功能。

ITCM-機組狀態(tài)監測模塊：實(shí)現機組狀態(tài)實(shí)時(shí)監測功能，包括汽輪機和壓縮機機械狀態(tài)和主要工藝狀態(tài)，提供軸系監視、趨勢分析、頻譜分析等工具，包括時(shí)域波形、軸心軌跡、FFT、全頻譜、全瀑圖、小波分析、短時(shí)傅里葉分析、經(jīng)驗模態(tài)分解信號處理方法SLL-EMD（康吉森的發(fā)明專(zhuān)利）等。

ITCM-機組報警管理模塊：實(shí)現機組報警的采集、統計、分析和管理功能，兼備機組第一事故報警功能，成為機組故障分析和報警處置的有效工具。

ITCM-控制系統管理模塊：實(shí)現對機組控制系統運行狀態(tài)的全面監管，包括系統運行狀態(tài)、掃描時(shí)間、旁路點(diǎn)和強制點(diǎn)、系統報警、卡件工作狀態(tài)、卡件臺賬管理實(shí)用功能。

ITCM-機組特護管理模塊：建立機組運維特護管理能力，實(shí)現機組日常運維、點(diǎn)檢、維修全方位解決方案，實(shí)現機組檢維修策略管理和優(yōu)化，并與VR/AR技術(shù)結合，對機組維護和檢修提供數字化輔助能力。

2.3　適用領(lǐng)域

天然氣輸送，煤化工，化肥，冶金，石油煉制。

3　代表性及推廣價(jià)值

康吉森機組智能管控平臺（ITCM）以數據中臺為基礎，結合機組控制和先進(jìn)管理，運用數據分析、信息安全、算法部署、人工智能等先進(jìn)技術(shù)手段，實(shí)現機組控制性能評估、能效分析、節能管理、報警管理、模擬仿真、控制系統監管、狀態(tài)監測、信息安全、遠程運維等功能，為用戶(hù)打造一流的機組智能化解決方案，提升機組管理水平、提高機組運營(yíng)效益、確保機組安全生產(chǎn)。

ITCM平臺通過(guò)工業(yè)一體機方式部署在本地，內置邊緣平臺，具備完整平臺架構，包括設備層、控制層、平臺層和應用層，同時(shí)預留對外的標準接口，可以與ERP、安全管理信息等相關(guān)信息系統集成，建成全廠(chǎng)生產(chǎn)運行智能化管理的綜合性平臺。

建設ITCM平臺的意義：

（1）實(shí)現機組運維可視化

ITCM平臺采用形象直觀(guān)的可視化技術(shù)來(lái)感知機組信息、組織現場(chǎng)生產(chǎn)管理活動(dòng)。管理人員通過(guò)機組關(guān)鍵數據信息的圖形、圖表、色標等視覺(jué)信號，迅速而準確的作出判斷，將復雜的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)數據，如：機組能效監測、分析、跟蹤和調優(yōu)等具體化、圖形化，促進(jìn)機組管理的高效性。

（2）增強企業(yè)管理和決策

提升企業(yè)對全廠(chǎng)機組業(yè)務(wù)的數字化管理能力，包括：設備臺賬、備件管理、全周期運行監測、能效跟蹤分析、控制優(yōu)化調整、故障分析、運維指導、機組模擬仿真、視頻監控、巡檢派工、遠程專(zhuān)家診斷等機組業(yè)務(wù)的全流程管理，為企業(yè)提供的業(yè)務(wù)決策和分析手段。

（3）提高企業(yè)快速響應能力

ITCM平臺可以協(xié)同企業(yè)云平臺建立暢通、靈活、具有快速分析和聯(lián)動(dòng)能力的生產(chǎn)架構，提高企業(yè)對緊急事態(tài)的響應能力。

摘自《自動(dòng)化博覽》2023年7月刊