用于石化企业设备状态检测与故障诊断的自动化仪器及软件
1 前言
石油化工企业拥有大量重要生产设备，这些设备的状态好坏直接影响到企业能否正常安全生产。如何对这些生产设备进行有效的状态检测与故障诊断，每个企业都积累了自己的经验。在这里介绍一种石化企业状态监测与故障诊断的管理模式和适用于石化企业设备状态检测与故障诊断的仪器。
2 监测诊断和设备维护管理模式
目前在许多企业中采用了“专业运行、专业诊断、专业维修”的设备维修管理模式。
对于被监测设备，通过运行人员反馈或专业监测人员的周期性巡检，如果发现该设备有故障，并判断出故障的类型、部位和程度，运行方面就可以参考监测中心的诊断意见并结合实际生产情况，合理安排停机维修计划。而专业维修机构(或公司)由于可以参考监测中心出具的“诊断报告”而大大减少盲目维修带来的巨大浪费。这样一来，企业的设备维修由原来的被动事后维修和计划预防维修，转变成现在的状态预知维修。
对于大型石化企业，如果不采用合理的维修管理方法，不采用有效的设备监测方法，那么检修队伍将陷入“四处救火”的状态。某大型炼油厂1997年前采用传统的计划维修管理设备，当时检修队伍拥有员工33人，即便如此，由于经常出现故障停机，所以检修队伍仍然人手不够，四处出击，抢修维护，大家嬉称检修队长为“救火队长”。1997年起该企业实施了设备状态检测，对全厂的所有设备进行了普查，建立了重点设备档案，对一些高故障率、故障表现明显的设备予以更多关注，及时发现了多起电机轴承故障，避免直接经济损失达每年100万元。到目前为止，由于偶然突发故障造成的停机次数显著减少，普通故障检修做到了预知检修，所以检修的工作量显著减少。到目前为止，检修队的员工由原有的33人减少到14人。可见有效的设备监测和维护管理为企业带来了巨大的经济效益。
3 监测诊断的仪器和系统
为了完成对石化设备的有效监测和故障诊断，石化企业一般从运行点检、专业诊断等多个环节实现对设备的监测。在日常点检中，运行人员或专职点检员通过简易的点检仪器对设备的状态进行检测。这里的点检仪器是指如测振仪、测温仪(红外测温仪、接触式测温仪等也叫点温仪)、测厚仪、转速表等简易但又很实用的检测仪器。在日常点检以外，专业的检测诊断人员也对重要设备进行周期性或临时性的检测诊断。而专业的检测诊断人员所利用的检测诊断仪器或系统比起运行人员所使用的点检仪器具有更高的精度、更强的功能。专业的检测诊断人员利用这些功能较强的诊断仪器或系统，并结合自己的诊断经验就可以较为准确地判断出设备的状态，是状态良好还是带病运行；如有故障，则判断出故障部位，判断故障的程度，甚至分析出还能运行多久。
以振动检测为例，点检仪器就是测振仪，只不过是一些测振仪具有多参数测量(可以测量振动的加速度、速度、位移)，而一些测振仪仅能测量振动的某一项参数，如加速度、速度、位移中的一项。而振动检测的数据采集器、频谱分析仪、故障诊断仪(或系统)等仪器系统则具有数据采集存储、多参数测量、现场频谱分析甚至现场故障诊断的功能。
在选择点检仪器和分析诊断仪器系统时需要注意以下几个方面的问题。
a.根据企业的设备情况，确定诊断内容和相应的测试手段，然后选配与之相应的测试仪器。如测振、测温、测厚、测转速、测冲击脉冲、油液质量分析等，各企业、车间要根据自己的具体情况针对性地选择测试仪器。在选择同一类测试仪器时最好选择同一厂家生产的仪器，这样便于分析、比对和交流，同时也利于仪器的维修、标定和升级。
b.根据诊断层次要求，合理配置仪器的档次。一般的车间可以配置一些功能单一的普及型仪器，以便于技术工人随时检测机器设备的运行状态。有条件的车间也可以配置一些功能较为丰富的仪器，如数据采集器等，这样可以让技术工人采集更多的机器的状态数据。厂部的检测中心(或室、组)以及重要的生产车间，应当配置一些功能齐全、精度较高的仪器，以便于监测、诊断那些关键设备的状态和故障。
c.广泛收集信息，借鉴他人经验，尽量减少或避免失误。
d.注意仪器质量。仪器的质量主要是指耐用性、可靠性、稳定性、抗干扰性、灵敏度等。
为了确保选购仪器的质量，我们主要考虑以下几方面的问题。
(1)考察仪器生产厂家的信誉、技术水平、售后服务、知名度等，增加信赖感。
(2)了解产品在社会上的使用销售情况，通过会议交流，查阅文献资料，现场调查了解等多种途径掌握有关信息。有条件是最好亲自试用。一定要全面考察，切忌偏听偏信，也不能完全听信广告宣传。
(3)向有经验的检测、诊断人员咨询，特别应多倾听有实践经验的人员的意见，这样可以减少盲目性。
4 石化企业实用的点检仪和故障诊断仪
北京京航公司是隶属于中国运载火箭技术研究院的航天高科技企业，同时也是中国设备管理协会于2000年批准成立的设备诊断工程技术中心。该公司充分发挥航天技术优势，长期致力于各类旋转机械故障诊断仪器的研发、生产和经营。公司“HG”系列产品质量上乘具有极高的性能价格比，其中HG1800系列转速表被“中国质量协会全国用户委员会”评为2002年度“全国用户满意产品”，HG2500系列测振测温仪被“中国质量协会全国用户委员会”评为2003年度“全国用户满意产品”。
下面介绍几种石化企业实用的点检仪和故障诊断仪。
4.1 实用的设备点检仪
石化企业的生产设备以旋转类机械为主，现场点检中这些设备的振动、轴承的温度、电机状态等都是需要点检的项目。京航公司生产的HG1800系列转速表、HG2500系列测振测温仪、HG6800系列电机故障诊断仪可以满足广大石化企业现场点检的需要。
以上3个系列的仪器已经广泛地应用在我国各大油田及化工企业，如大庆石化、齐鲁石化、燕山石化、大庆油田、胜利油田、辽河油田、华北油田等。
4.2 实用的设备诊断仪(或故障诊断系统)
HG3600设备故障诊断仪是吸收国内外诸多仪器的优点而研制的专门用于机械状态数据采集、故障监测及预测维修的便携式多功能系统。
HG3600采用先进的嵌入式技术，友好的WIN-DOWS界面，方便快捷优秀的专业软件。具体特点如下。
a.硬件
(1)嵌入式主板、300MHZCPU、支持USB、Ethers网口；
(2)6.4′真彩液晶、触摸屏及键盘，鼠标任意配置；
(3)大容量存储器，500M存储空间；
(4)充电电池供电，一次使用时间至少4h；
(5)14位高精度AD 333.3K采样率；
(6)2～4通道振动信号同时采保，1通道转速信号采保，支持外触发采集；
(7)每通道并行增益控制1～256倍。
b.软件
(1)WINDOWS平台，熟悉而方便的人机界面；
(2)专业软件包括:
a)振动数据采集及分析软件；
b)旋转机械故障自诊断软件；
c)现场单双面动平衡软件；
d)交流异步电机故障诊断软件。
以上4种软件可根据客户要求任意配置。
c.另配备PC机软件，它可以通过以太网和HG3600实现数据交换，更进一步的完成数据管理及分析，报表输出等。
另外，HG8900数据采集故障诊断系统以及HG3568现场动平衡系统是以笔记本电脑加采集箱构成，满足了那些既需要检测又需要电脑办公的企业需求。
以上3个系列的产品也广泛地应用在各大油田和石化企业，并取得了良好的应用效果，各企业都有非常成功的诊断应用案例，很好地促进了各企业设备状态检测故障诊断工作的开展。
