基于MES系統(tǒng)的海上平臺機械發(fā)電機的管理方法探究

姚新

北海近海能源有限公司 廣東 湛江 524057

隨著近年來能源緊張局勢的不斷擴大，能源危機已經(jīng)成為新時期全球需解決的問題。我國海洋資源極其豐富，具有大量開發(fā)利用空間。海上平臺是人類進行海上作業(yè)的重要平臺，主要用于為海上資源采集、施工、觀測等活動提供生產(chǎn)和生活物資，直接決定海上資源開發(fā)成本與開發(fā)效率。目前我國海上平臺的發(fā)電主要形式依舊為機械發(fā)電，科學管理海上平臺機械發(fā)電機對提高發(fā)電資源利用效率，保證海上平臺供電穩(wěn)定、延長發(fā)電機使用壽命有著關鍵作用。MES系統(tǒng)作為制造執(zhí)行管理系統(tǒng)，具有強大的管理功能，廣泛應用于各行業(yè)的生產(chǎn)管理領域，將MES系統(tǒng)應用到海上平臺機械發(fā)電機管理工作中，能有效提高對發(fā)電機設備的管理效率。

1 系統(tǒng)整體架構(gòu)

本文研究的MES 系統(tǒng)包含有數(shù)據(jù)層、平臺層以及展示層三層架構(gòu)，具體架構(gòu)功能如圖1所示。其中數(shù)據(jù)層主要利用借助PHD數(shù)據(jù)路軟件進行數(shù)據(jù)的采集管理以及加工，數(shù)據(jù)接口方式為webservices接口，用于搜集MES 系統(tǒng)在運行中所需的發(fā)動機設備數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行高效統(tǒng)籌管理[1]。平臺層是MES 系統(tǒng)中各類應用模塊實現(xiàn)交互與應用的信息依舊，主要由數(shù)據(jù)存儲、訪問、日志、系統(tǒng)綜合管理以及信息展示等部分組成，不僅能實現(xiàn)對發(fā)動機運行中產(chǎn)生的基礎信息的管理，還能為MES 系統(tǒng)的應用提供高質(zhì)量的操作與展示頁面；最后搭建的信息展示平臺主要根據(jù)系統(tǒng)應用功能的需要為發(fā)動機管理提供信息查詢、資料錄入整理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)展示等服務。

圖1 系統(tǒng)中整體架構(gòu)

2 MES 系統(tǒng)服務器

本文研究的MES 系統(tǒng)服務器的部署方式為虛擬化部署，根據(jù)DCS 分布情況對服務器進行集中部署，采用的部署服務器為PHD Buffer 實時數(shù)據(jù)服務器。利用在防火墻中布置交換機的方式與匯聚交換機進行聯(lián)系與互動，利用匯聚交換機實現(xiàn)各個MES 系統(tǒng)服務器包括PHD主服務器、報表、數(shù)據(jù)、應用以及Web服務器進行連接[2]。處在辦公網(wǎng)絡中的用戶利用自己的客戶端電腦進行系統(tǒng)訪問，在訪問過程中同樣會經(jīng)過網(wǎng)閘、防火墻等位置的核心交換機中。MES 系統(tǒng)服務器的具體結(jié)構(gòu)如圖2所示：

圖2 MES 系統(tǒng)服務器的具體結(jié)構(gòu)

圖3 系統(tǒng)操作人員信息管理

3 基于MES 系統(tǒng)的海上平臺機械發(fā)電機的管理模塊分析

3.1 系統(tǒng)操作人員信息管理

系統(tǒng)操作人員信息管理模塊中包含對操作人員姓名、使用賬號、初始密碼、操作權(quán)限等方面的管理，根據(jù)系統(tǒng)具體業(yè)務開展和功能管理需要詳細制定系統(tǒng)進入、系統(tǒng)操作、數(shù)據(jù)查看等權(quán)限。相關人員只有經(jīng)過授權(quán)后才能繼續(xù)進行訪問，并且結(jié)合系統(tǒng)管理工作開展需要，還能進行訪問權(quán)限組合，對機械發(fā)動機的名稱和人員進行定義，進一步保證系統(tǒng)訪問的安全性。

3.2 設備管理模塊

設備基本信息管理主要圍繞發(fā)動機建立維修、保養(yǎng)、使用等相關信息檔案，系統(tǒng)根據(jù)設備檔案進行分析并定期進行設備維修保養(yǎng)提醒以及設備數(shù)據(jù)庫建立[3]。本文研究的設備基本信息管理模塊包含有設備基本信息、運行狀態(tài)、設備備用備件三大類，其中設備運行狀態(tài)需要嚴格按照SOP 表格進行記錄，具體管理內(nèi)容如表1所示，具體功能實現(xiàn)策略如圖4所示：

表1 設備管理模塊內(nèi)容

圖4 設備管理功能實現(xiàn)

圖5 中控監(jiān)控曲線

3.3 發(fā)電機缺陷管理

發(fā)電機缺陷管理主要分為缺陷記錄查詢、缺陷單創(chuàng)建、缺陷處理、缺陷驗收以及缺陷處理五部分。其中缺陷記錄查詢能在MES系統(tǒng)中通過關鍵詞信息的輸入進行缺陷條件的篩選，并按照需要下載機械發(fā)動機具體的缺陷記錄，加深對發(fā)動機缺陷的了解，為相關工作人員制定決策提供依據(jù)；缺陷單的創(chuàng)建主要是根據(jù)發(fā)動機缺陷問題填寫相關信息包括發(fā)動機缺陷描述、機組編號、發(fā)動機所述專業(yè)、檢修人員和檢修班組等[4]；缺陷處理是指當檢修工作人員接收到檢修任務指令后，登入至MES系統(tǒng)中并在故障數(shù)據(jù)報表中進行故障類型、代碼等相關信息的等級，對其進行維修后根據(jù)維修結(jié)果確定狀態(tài)登記內(nèi)容，包括已完成、未完成、持續(xù)解決中等；缺陷驗收管理是指當MES系統(tǒng)發(fā)送設備維修完成指令后，按照缺陷維修驗收標準對維修結(jié)果進行驗收并在系統(tǒng)中進行登記；缺陷的取消是指如果發(fā)現(xiàn)工作人員在操作中出現(xiàn)誤報等問題，在系統(tǒng)中申請缺陷取消，提高系統(tǒng)管理效率。

3.4 操作流程管理模塊

操作流程管理模塊包含新建流程功能、傳送流程功能、當班負責人審核功能、組長審核功能。新建流程功能通過在管理系統(tǒng)中選擇新建，進行相關信息的填寫，創(chuàng)建新的流程，同時也可以利用系統(tǒng)提供的標準流程模板，實現(xiàn)與發(fā)動機管理相關信息的錄入；操作流程傳送是指根據(jù)填寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容進行工作流程的發(fā)送，并且通知工作人員進行流程審核與批準，按照操作選擇、任務流程、查看分配任務等流程演及工作流程審批。當班負責人審核功則需要從MES系統(tǒng)中進入流程代辦界面，在界面中進行流程的審核，完成審核后傳輸至下一個工作任務中，直到所有檢測當班負責人員完成檢測。組長審核功能則是在完成所有傳送流程后對待辦事項的審核結(jié)果進行再次確認，確認無誤后作出相關指令并結(jié)束流程。

3.5 發(fā)動機燃料管理模塊

發(fā)動機所需燃料管理模塊包含燃料的入庫、領用、使用狀態(tài)跟蹤、剩余燃料管理、生產(chǎn)批次和質(zhì)量匯報等流程[5]。利用用戶端進行數(shù)據(jù)的上傳，及時記錄燃料的稱量結(jié)果，并按照要求對稱量結(jié)果進行編號，用于對燃料使用情況的持續(xù)跟蹤。在現(xiàn)場造作中，對剩余材料進行登記，根據(jù)燃料使用情況，在發(fā)動機工作完成后，將對燃料的消耗情況記錄至生產(chǎn)執(zhí)行結(jié)果中，并將相關批次與用量等相關信息進行反饋。

4 基于MES 系統(tǒng)的海上平臺機械發(fā)電機的管理方法應用效果

某地區(qū)的海上石油平臺機械發(fā)電主要利用燃油機械發(fā)電方式，總共有四臺3300kw的發(fā)電機，由于對發(fā)電機管理不當，導致海上平臺出現(xiàn)大面積停電，為海上石油平臺工作的開展帶來一系列影響[6]。因此該地區(qū)石油管理局針對海上平臺發(fā)電機管理上線了安全信息管理平臺MES系統(tǒng)，自上線后，海上平臺機械發(fā)電機組故障率明顯下降，發(fā)電機故障得到有效控制，現(xiàn)場工作人員的工作流程得到簡化。此外還搜集了大量現(xiàn)場工作人員的生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)，為管理層用戶查看和管理相關數(shù)據(jù)提供有效平臺。

引入MES系統(tǒng)的海上平臺電力系統(tǒng)某日在海上平臺作業(yè)期間再次停電，利用MES系統(tǒng)設備管理發(fā)現(xiàn)停電期間2號發(fā)電機和3號發(fā)電機處在運行中狀態(tài)，并且為在線并列狀態(tài)，通過設備運行狀態(tài)預測發(fā)現(xiàn)發(fā)電機組可能出現(xiàn)井下電潛泵損壞等現(xiàn)象，利用MES系統(tǒng)移動端調(diào)出中控系統(tǒng)數(shù)據(jù)如圖6所示：

將MES系統(tǒng)監(jiān)控數(shù)據(jù)與缺陷檢修機組觀察結(jié)果進行綜合發(fā)現(xiàn)斷電前發(fā)動機各個設備運行情況如表2所示：

表2 MES系統(tǒng)監(jiān)控結(jié)果分析

技術人員根據(jù)以上結(jié)果分析發(fā)電機跳機產(chǎn)生的原因為3號發(fā)電機出現(xiàn)供油不足導致發(fā)電符合轉(zhuǎn)移至2號發(fā)電機組，增加了2號發(fā)電機組的發(fā)電負荷[7]。利用MES系統(tǒng)調(diào)出發(fā)電機速度傳感器、機械調(diào)速器、直流電阻值等相關數(shù)據(jù)，了解到3號發(fā)電機跳機的原因是速度控制器以及機械調(diào)速器出現(xiàn)運行異常，機組缺陷處理人員制作的新的調(diào)速器電纜插頭，將其安裝在3號發(fā)電機中，并在后續(xù)幾天利用MES系統(tǒng)對設備進行持續(xù)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)3號發(fā)電機在空載和帶載狀態(tài)下都能有效運行，發(fā)電機組恢復穩(wěn)定。

5 結(jié)束語

海上平臺發(fā)電機的管理對海上生活與作業(yè)起著關鍵作用，加強對海上平臺機械發(fā)電機管理能進一步提高海上作業(yè)的質(zhì)量與效率，MES系統(tǒng)由于其管理功能的全面性在各個行業(yè)中得到廣泛應用。將MES系統(tǒng)應用于海上平臺發(fā)電機的管理工作中，能有效實現(xiàn)發(fā)電機工作現(xiàn)場數(shù)據(jù)的共享、簡化報表和流程提交審核環(huán)節(jié)、統(tǒng)籌發(fā)電機組各個設備管理流程，以此提高決策的安全性與科學性，為發(fā)動機管理、檢修、運維等工作提供有效的工作開展和管理平臺，為保障海上平臺供電穩(wěn)定性提供有效手段。