石油化工设备精细化维护系统.pdf

本发明公开了一种石油化工设备精细化维护系统，该系统主要由设备资料查询单元、学习资料单元、常用计算单元和设备故障预警单元组成，学习资料单元和常用计算单元通过磁盘存储文件单元读取数据库中的内容，并进行学习资料和计算结果的展示；设备故障预警单元根据故障周期预警和状态监测预警进行故障预知，为用户提供设备故障报警与故障对策信息；设备资料查询单元通过地图查找单元或者位号或型号查找单元进行设备查询，并在设备资料主单元展示该设备各类资料与设备运行状态。该方法与现有的状态监测技术相比，更加全面的预知设备故障，提高各操作人员技术水平和学习途径提供知识库资料。

1、  石油化工设备精细化维护系统，其特征在于：该系统主要由设备资料查询单元、学习资料单元、常用计算单元和设备故障预警单元组成，学习资料单元和常用计算单元通过磁盘存储文件单元读取数据库中的内容，并进行学习资料和计算结果的展示；设备故障预警单元根据状态监测预警和故障周期预警进行故障预知，为用户提供设备故障报警与故障对策信息，使用户进行设备故障预知和诊断处理；设备资料查询单元通过地图查找单元或者位号或型号查找单元进行设备查询，并在设备资料主单元展示该设备各类资料与设备运行状态；同时设备资料主单元监测设备的状态并将设备状态资料储存在数据库中对数据库进行更新。

2、  根据权利要求1所述的石油化工设备精细化维护系统，其特征在于：所述设备资料查询单元包括地图查找单元和位号或型号查找单元，其中的地图查找单元通过装置设备分布图查找设备，位号或型号查找单元提供三种查询方式，即生产装置名称查找、设备型号查找和设备位号查找，通过生产装置名称查找到设备类型和设备子类型，通过设备子类型、设备位号和设备型号关键字进入设备资料主单元，查找到的相应设备的各类资料与设备运行状态。

3、  根据权利要求1或2所述的石油化工设备精细化维护系统，其特征在于：所述的设备资料主单元主要用于查询或编辑设备参数，包含设备参数与照片模块、常用配件模块、检修规程模块、工具量具模块、图纸资料模块、检修记录模块、状态监测模块、故障诊断处理模块八个模块内容，其中，常用配件模块用于查询或编辑该设备常用配件或备件的规格、材质、配件库存量、配件ERP编码信息；检修规程模块用于查询该设备类型对应的检修规程、作业指导、程序化工作法；工具量具模块与用于查询或编辑该设备检修工具、专用工具、用具、专用机具、专用量具内容；图纸资料模块用于查看设备装配图、零件图资料以及动态影像资料；检修记录模块用于记录设备故障发生时间、故障现象、故障原因、故障部位、故障类别、故障对策、检修方法和步骤，用于存储该设备日常故障、故障解决方法的相关资料、信息；状态监测模块对设备运行状态进行实时的状态监测，并记录和保存状态监测数据到的设备数据到故障预知数据库中；故障诊断处理模块用于查询与设备故障对应的故障发生部位、原因和故障处理方法。

4、  根据权利要求1所述的石油化工设备精细化维护系统，其特征在于，所述的设备故障预警完成设备的故障预知和诊断处理，故障预知包括了状态监测预警和故障周期预警，诊断处理通过故障对策实现，具体如下：
检修记录模块记录设备的累计运行时间，然后该累计运行时间与故障预知数据库中的设备故障周期预警值比对，若累计运行时间大于故障周期预警值，则形成各类型故障周期预警，通过设备故障预警单元上传给用户，实现故障预知；
状态监测模块实时监测的设备运行状态数值与故障预知数据库中此设备的状态监测预警值比对，当监测数据超过故障预知数据库中状态监测预警值时，系统发出状态监测预警，并通过设备故障预警单元上传给用户，使用户实现故障预知；然后，故障诊断处理模块即根据故障诊断处理数据库内的信息对故障进行诊断和处理。

5、  根据权利要求1所述的石油化工设备精细化维护系统，其特征在于，所述的数据库包括学习知识数据库、故障预知数据库和故障诊断处理数据库，学习知识数据库与设备资料主单元相关联，进行不断更新数据；故障预知数据库中存储状态监测预警值、故障周期预警值和分类记录统计存档信息；故障诊断处理数据库用于存储状态监测预警值和单台设备的各类故障周期预警值，并存储与每种报警有关系故障现象。

石油化工设备精细化维护系统
技术领域
本发明属于石油化工技术领域设备检维修技术，特别是对于石油化工设备的精细化检维修技术。
背景技术
随着监测和检测技术的发展，目前石油石化设备检维修方式已开始从被动的、救火队式的维护、检修，逐渐发展到依靠监测和检测手段、了解设备运行状态、分析设备故障原因和故障对策的预知性维修阶段，此种模式确实减少了由于设备突发故障给生产带来的损失。但是，限于技术条件、设备工况、环境等原因，并不能全面反映设备的所有故障因素；由于石化设备种类数量繁多、结构各异、故障现象复杂多样，目前常规监测只局限于设备振动、位移、油质、局部过热所引起的设备故障；对于介质冲刷、腐蚀、密封材料老化、密封件磨损等原因带来的设备故障，目前还没有好的办法预知，而这类设备故障在全部设备故障中所占比例较大，而且由于连续性生产的石油化工生产装置，其介质具有：有毒、有害、易燃、易爆、高温、高压的特点，任何故障都会产生非常严重的后果。因此，目前的检维修模式还不能达到预知性维修的目标。
目前，依靠经验检修设备的现象较为普遍，由于石油化工生产设备种类庞杂、型号规格繁多，造成与设备检修相关的各类资料，包括：常规参数资料、设备维护资料、设备检修专用工具和机具资料、配件资料、检修纪录、图纸等难于检索查找与核对，造成检修人员对设备缺乏详细了解，盲目施工导致检修质量、效率低下。
现有的技术标准、技术规范难以适应各类设备由于实际使用环境复杂以及不同工况条件下导致的差别；设备检修维护人员缺乏本工种技术学习、提高的途径。优秀的工作方法、经验得不到传承，整体检修水平很难提高；对于故障没有系统的纪录和分析手段，检修质量较难保障，且检修维护成本较高。
随着生产机械化、自动化程度的大幅提高，企业对生产设备的依赖程度正日益加深，开始向生产设备提出零事故、零非计划停机时间、零速度损失要求。设备检维修技术也日渐成为一种管理技术和方法而非单一操作技能。
发明内容
本发明是为了解决现有石油化工设备检维修中依靠经验、盲目施工导致的检修质量、效率低下；现有的故障监测和故障预知技术还不能全面预知设备故障的弊端。提供一种能全面辅助设备检维修、预知设备故障并提供故障对策的石油化工设备精细化维护系统。
所述的精细化维护系统由设备资料查询单元、学习资料单元、常用计算单元和设备状态预警单元组成。
学习资料单元通过磁盘存储文件单元展示所需要学习的学习知识数据库的内容。
常用计算单元的计算结果也是通过磁盘存储文件单元进行展示。
设备资料查询单元包括地图查找单元、位号或型号查找单元，其中的地图查找单元通过装置设备分布图进行设备查询，各个装置设备都与设备资料主单元链接，在设备资料主单元展示该设备各类资料与设备运行状态。所述的位号或型号查找单元提供三种查询方式，即生产装置名称查找、设备型号查找和设备位号查找，通过生产装置名称查找可以查找到设备类型和设备子类型，通过设备子类型、设备位号和设备型号关键字进入设备资料主单元，查找到的相应设备的各类资料与设备运行状态。
所述的设备资料主单元主要包含设备参数与照片模块、常用配件模块、检修规程模块、工具量具模块、图纸资料模块、检修记录模块、状态监测模块、故障诊断处理模块八个模块内容，其中，设备参数与照片模块主要用于查询或编辑设备参数，诸如动设备型号、流量、扬程、转数、重量、功率、是否正在运行、本次运行时间、累积运行时间，静设备压力、温度、材质、外部尺寸等设备常规参数，以及展示外部轮廓与设备关键部位照片。常用配件模块用于查询或编辑该设备常用配件或备件的规格、材质、配件库存量、配件ERP编码等信息，以提高工作效率。检修规程模块用于查询该设备类型对应的检修规程、作业指导、程序化工作法，以指导日常检修工作。工具量具模块与用于查询或编辑该设备检修工具、专用工具、用具、专用机具、专用量具内容，以方便日常检修。图纸资料模块用于查看设备装配图、零件图等图纸资料以及必要的动态影像资料，以使检修人员全面了解设备结构与检修步骤。检修记录模块用于记录设备故障发生时间、故障现象、故障原因、故障部位、故障类别、故障对策、检修方法和步骤等内容，用于存储该设备日常故障、故障解决方法等相关资料、信息。状态监测模块对设备运行状态进行实时的状态监测，并记录和保存状态监测数据到故障预知数据库中，所述的状态监测数据包括噪声、震动、位移、温度等。故障诊断处理模块用于查询与设备故障对应的故障发生部位、原因和故障处理方法。
设备状态预警单元根据故障预知和故障对策为用户提供预警，方便用户进行设备故障预知和诊断处理。
目前常规石化设备的监测只局限于设备震动、位移、油质、局部过热所引起的设备故障；对于介质冲刷、腐蚀、密封材料老化、密封件磨损等原因带来的设备故障，目前还没有好的办法预知，为解决现有的设备状态监测技术不能全面预知石化设备故障的不足，本发明的石油化工设备精细化维护系统将状态监测技术与故障周期预测相结合，实现对设备故障的预知与诊断处理。在设备运行故障中，设备易损件的老化、腐蚀、磨损等过程具有时间周期性，本发明的设备状态预警单元中，将设备故障分类记录并长期统计，生成单台设备的各类故障周期，与状态监测故障预警结合，提高故障预知范围和准确性；同时提供相应的的故障对策供用户参考。
本发明的优点在于：
(1)与现有的状态监测技术相比，更加全面的预知设备故障；
(2)提供故障原因与故障对策的解决方案，由于设备工况和环境因素导致故障原因千差万别，为适应这种差别，系统记录每台设备的故障原因与故障对策；
(3)全面辅助设备检维修，优化检修工艺流程、控制检修质量、提高工作效率；
(4)利用计算机存储与展示手段，提供设备的位置、参数、工具、配件、图纸、影像、检修规程、常用计算等检修辅助资料，便于设备资料查找编辑；
(5)为提高各操作人员技术水平和学习途径提供知识库资料；
(6)为总结优秀检修经验和工艺，记录历次检修的步骤、工艺方法、关键质量控制点等数据资料；不但能找到使设备长周期运转的最佳工作点，而且为进一步智能分析维护结果提供前提。
附图说明
图1为石油化工设备精细化维护系统示意图；
图2为设备资料查询单元结构示意图；
图3为设备资料主单元的结构示意图；
图4为设备故障预知与诊断处理的工作原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的石油化工设备精细化维护系统进行详细说明。
本发明提供一种石油化工设备精细化维护系统，如图1所示，该系统主要包括设备资料查询单元1、学习资料单元2、常用计算单元3和设备故障预警单元4四部分。
所述的学习资料单元2用于查找学习资料，所谓的学习资料以地址的形式存储在数据库5内的学习知识数据库501，学习资料单元2可以按地址读取学习知识数据库501中的文件，然后调用磁盘存储文件单元6进行展示。所述的数据库5包括学习知识数据库501、故障预知数据库502和故障诊断处理数据库503，其中的学习知识数据库501包括动设备类原理、静设备类原理、钳工、电工、仪表工、操作工、起重工、施工安全等根据工种划分的学习知识内容，还与设备资料主单元7相关联，进行不断的实时更新。故障预知数据库502中存储状态监测预警值、故障周期预警值和分类记录统计存档信息。故障诊断处理数据库503用于存储状态监测预警值和单台设备的各类故障周期预警值，并存储与每种报警有关系的，可能发生的故障现象。
常用计算单元3也是通过磁盘存储文件单元6读取数据库5内学习知识数据库501的文件并进行计算结果和易损件参数的展示。常用计算单元3用于完成对中找正、螺丝底孔计算等检修常用计算，以及轴承参数、密封参数等常用易损件参数的查询。
设备故障预警单元4根据故障预知和故障对策为用户提供预警，方便用户进行设备故障预知和诊断处理。
设备资料查询单元1包括地图查找单元101和位号或型号查找单元102，如图2所示，所述的地图查找单元101可以根据装置设备分布图103查找到相应设备，然后进入设备资料主单元7进行设备各类资料与设备运行状态展示。所述的装置设备分布图103中的设备按照生产装置各类设备实际安放位置排放，即模拟设备现场。所述的位号或型号查找单元102按照生产装置名称104进入设备类型、设备子类型查找并进入到该设备的设备资料主单元7；或者根据设备位号105、设备型号106关键字查找进入到设备资料主单元7，在设备资料主单元7获得设备的各类资料与设备运行状态。
如图3所示，所述的设备资料主单元7包括设备参数与照片模块701、常用配件模块702、检修规程模块703、工具量具模块704、图纸资料模块705、检修记录模块706、状态监测模块707、故障诊断处理模块708八个子模块内容。所述的设备参数与照片模块701主要用于查询或编辑设备参数，诸如动设备型号、流量、扬程、转数、重量、功率、是否正在运行、本次运行时间、累积运行时间，静设备压力、温度、材质、外部尺寸等设备常规参数，以及展示外部轮廓与设备关键部位照片。常用配件模块702用于查询或编辑该设备常用配件或备件的规格、材质、配件库存量、配件ERP编码等信息，以提高工作效率。检修规程模块703用于查询该设备类型对应的检修规程、作业指导、程序化工作法，以指导日常检修工作。工具量具模块704与用于查询或编辑该设备检修工具、专用工具、用具、专用机具、专用量具内容，以方便日常检修。图纸资料模块705用于查看设备装配图、零件图等图纸资料以及必要的动态影像资料，以使检修人员全面了解设备结构与检修步骤。检修记录模块706用于记录设备故障发生时间、故障现象、故障原因、故障部位、故障类别、故障对策、检修方法和步骤等内容，用于存储设备日常故障、故障解决方法等相关资料、信息，并将设备故障分类记录并长期统计存档，生成单台设备的各类故障周期预警值，存入数据库5中的学习知识数据库501和故障预知数据库502，对数据库5中的数据进行更新。由于工况和环境因素造成同种设备状态监测数据的预警值存在差异，状态监测模块707对设备运行状态进行实时的状态监测，状态监测的监测数据包括震动、位移、温度、噪声等。故障诊断处理模块708是根据故障原因与故障现象等，查找出与数据库5内故障诊断处理数据库503中存储的故障部位、故障对策、检修方法和步骤。故障诊断处理数据库503中存储了故障诊断与故障处理的详细资料，故障诊断处理模块708的资料数据来源有各种设备的检修规程与设备说明书中的相关内容，此外，在历次检修结束后，设备完好运转30天时，系统自动将此次检修记录内容，包括与故障现象、故障原因、故障类别对应的故障部位、故障对策、检修方法和步骤，生成故障诊断处理数据库503资料，以便于日后借鉴。
如图4，设备故障预警单元4完成设备的故障预知和诊断处理，故障预知包括了状态监测预警和故障周期预警，诊断处理通过故障对策实现，具体如下：
检修记录模块706记录设备的累计运行时间，然后该累计运行时间与故障预知数据库502中的设备故障周期预警值比对，若累计运行时间大于故障周期预警值，则形成各类型故障周期预警，通过设备故障预警单元4上传给用户，实现故障预知。
状态监测模块707实时监测的设备运行状态数值与故障预知数据库502中此设备的状态监测预警值比对，当监测数据超过故障预知数据库502中状态监测预警值时，系统发出状态监测预警，并通过设备故障预警单元4上传给用户，使用户实现故障预知。然后，故障诊断处理模块708即根据故障诊断处理数据库503内的信息对故障进行诊断和处理。
应用本发明提供的石油化工设备精细化维护系统，用户可以通过学习资料单元2和常用计算单元3进行学习和常用计算。也可以通过设备资料查询单元1查询设备各类资料与设备运行状态；如果此时有设备故障预警值，则直接根据预警信息进行故障查询。找出要检修的设备；并通过设备资料主单元查看设备所有的相关资料。
设备检修结束后，检修记录模块706的内容上传并更新数据库5中的相关内容，若有必要时可以编辑常用配件模块702和工具量具模块704相关内容。检修记录模块706中输入的故障发生时间，故障类别信息根据故障类别录入故障预知数据库502中存储，作为分析故障周期的依据，同类故障若存在相同周期的几个记录，这几个记录的数量若占此类故障全部数量的百分之八十，则将此周期作为此类故障的故障周期，存入故障预知数据库502。检修记录模块706记录的故障现象、故障部位、故障对策、检修方法相关内容在该设备完好运行30日后作为故障诊断与处理资料存入故障诊断处理数据库503中。同时，故障现象、故障对策、检修方法和步骤作为设备检修经验资料按类别存入故障诊断处理数据库503，作为此类设备在学习资料单元2中的内容。
上述内容提及三个数据库，分别是故障预知数据库、故障诊断处理数据库、学习知识数据库。故障预知数据库存储状态监测预警值和单台设备的各类故障周期预警值，并存储与每种报警有关系的，可能发生的故障现象。发生一种报警后，可能发生的故障现象作为查询参数，查询并提供出故障诊断处理数据库中与此故障现象关联的故障对策、检修方法和步骤。这些与故障现象关联的故障对策、检修方法和步骤，按类别存入学习知识数据库，以便于学习各类设备可能发生的故障现象、解决方法时提供检索与分类查询。
本发明以设备故障预警、设备故障诊断为检修人员提供明确的设备检修方法和步骤，从而进行设备检修。检修人员从维护系统中了解设备位置，了解设备检修、运行参数，检修该设备所使用的工具、量具、机具；从图纸掌握设备结构或故障策略了解设备检修步骤；掌握设备故障部位、需领用以及要更换的配件情况；掌握与此设备对应的质量标准；自此，维护人员通过所述的维护系统规范检修流程、提高检修效率及检修质量。