نظام مراقبة النفط في الموقع هو مفتاح التكنولوجيا أداة لرصد حالة المعدات الصناعية و تشخيص الأعطال - دقة تقييم الحالة الصحية للمعدات يمكن أن تتحقق من خلال جمع وتحليل أداء المعلمات والملوثات من زيوت التشحيم أو السوائل الهيدروليكية من المعدات الميكانيكية في الوقت الحقيقي . هذا النظام يجمع بين تكنولوجيا الاستشعار ، والحصول على البيانات ، ونقل التكنولوجيا ، وتحليل النفط الخوارزمية ، ذكي تشخيص النموذج . وفيما يلي وصف مفصل من ثلاثة جوانب ، بما في ذلك هيكل النظام ، وحدة وظيفة أساسية و مبدأ العمل .
تكوين النظام
مجال النفط نظام الرصد يتكون من مجموعة أجهزة الاستشعار ، الحصول على البيانات ، وحدة الإرسال ، المعالجة المركزية وتحليل منصة ، وحدة إنذار ومراقبة نظام الدعم .
مجموعة أجهزة الاستشعار
أجهزة الاستشعار هي مصدر بيانات النظام ، المسؤولة عن التقاط الخصائص الفيزيائية والكيميائية جلخ النفط ، بما في ذلك أساسا :
- أجهزة استشعار كشط الحبوب : تستخدم مبادئ الاستقرائي ، بالسعة أو البصرية للكشف عن تركيز وتوزيع حجم وشكل المعادن جلخ الحبوب في النفط السائل ( على سبيل المثال ، يمكن التمييز بين أجهزة الاستشعار المغناطيسية كشط الحبوب العادية وغير العادية ارتداء ) .
- أجهزة الاستشعار الخاصة بالتلوث : يتم قياس مجموع عدد الجسيمات في الزيت بواسطة طريقة تشتت الضوء أو طريقة التوهين بالموجات فوق الصوتية ( مثل درجة نظافة المنظمة الدولية للتوحيد القياسي ) .
- أجهزة استشعار الخصائص الفيزيائية والكيميائية : رصد المؤشرات الرئيسية لزوجة الزيت ، قيمة حمض ( الرقم الهيدروجيني ) ، ومحتوى الرطوبة ، ودرجة الأكسدة ، وما إلى ذلك ، وذلك باستخدام ثابت العزل الكهربائي الكشف ، الكهروكيميائية التحقيق أو الأشعة تحت الحمراء تكنولوجيا الطيف .
- أجهزة استشعار درجة الحرارة والضغط : الحصول على درجة حرارة الزيت ، ومعدل التدفق والضغط في الوقت الحقيقي ، والمساعدة في الحكم على حالة تشغيل المعدات .
2 - وحدة جمع البيانات ونقلها
- بطاقة الحصول على البيانات ( دق ) : تحويل إشارة الاستشعار إلى إشارة رقمية ، ودعم متعدد القنوات متزامن أخذ العينات ( معدل أخذ العينات تصل إلى مستوى ميغاهيرتز ) ، ولها القدرة المضادة للتشويش .
- وحدة الاتصالات اللاسلكية : نقل البيانات عن بعد عن طريق لورا ، واي فاي أو 4G / 5G ، والتكيف مع البيئات الصناعية القاسية .
- عقدة الحوسبة الهامشية : يتم تثبيت المعالج الصغير مسبقا في نهاية الجهاز ، وذلك لتصفية البيانات الأولية ، وضغط أو ميزة استخراج ، مما يقلل من متطلبات عرض النطاق الترددي الإرسال .
3 - منصة المعالجة المركزية والتحليل
- وحدة تخزين البيانات وإدارتها : استخدام قاعدة بيانات السلاسل الزمنية ( مثل InfluxDB ) لتخزين البيانات التاريخية ، ودعم كفاءة استرجاع البيانات الضخمة .
- تحليل النفط قاعدة البيانات : بما في ذلك خصائص الجسيمات جلخ الاعتراف ( مثل تصنيف الشبكة العصبية ) ، توقعات اتجاه التلوث ( اريما ) نموذج ، تحليل الارتباط من المؤشرات الفيزيائية والكيميائية ، وهلم جرا .
- محرك التشخيص الذكي : استنادا إلى آلة التعلم ( مثل SVM ، والغابات العشوائية ) أو قاعدة بيانات الخبراء ، والناتج من نوع الجهاز خطأ ، والتنبؤ الحياة المتبقية ، وتقديم المشورة بشأن الصيانة .
4 . إنذار & وحدة التحكم
- عتبة التنبيه : تعيين قيمة الإنذار المبكر وفقا لمعايير المنظمة الدولية للتوحيد القياسي أو البيانات التاريخية ( مثل تركيز الجسيمات جلخ أكثر من 1000 / مل لتحريك التنبيه ) .
- الربط السيطرة : التكامل مع نظام مراقبة المعدات ( PLC ) لتحقيق التلقائي تغيير الزيت ، والترشيح أو إيقاف الحماية .
- واجهة مرئية : عرض حالة النفط ، منحنى الاتجاه و موقع خطأ من خلال نظام سكادا .
5 - نظام الدعم التكميلي
- أجهزة المعايرة : معايرة أجهزة الاستشعار بصورة منتظمة ( مثل تعليق الجسيمات الكاشطة المعيارية وعينات الزيت المعروفة بالتلوث ) .
- دائرة تداول النفط : تركيب صمامات أخذ العينات في المعدات الالتفافية لضمان تمثيل عينات النفط ( على سبيل المثال باستخدام تقنيات تمييع على الخط أو الفصل بالطرد المركزي ) .
- نظام التنظيف الذاتي : منع انسداد عن طريق تطهير الغاز مرة أخرى أو أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية التحقيق .
ثانياً - مبدأ العمل
في مجال النفط نظام الرصد ، التقييم الديناميكي من حالة المعدات يتحقق من خلال حلقة مغلقة تدفق " تصور - انتقال - تحليل - صنع القرار " .
1 . النفط أخذ العينات والتصور
مجموعة أجهزة الاستشعار باستمرار بجمع زيوت التشحيم أو زيوت هيدروليكية للمعلمات :
- الكشف عن الجسيمات جلخ : عندما يتدفق النفط من خلال جهاز استشعار الجسيمات جلخ ، يتم تحويل التغيرات في المجال الكهرومغناطيسي الناجم عن الجسيمات المعدنية إلى إشارات كهربائية ، ويتم التمييز بين حجم الجسيمات جلخ من خلال تحليل ارتفاع النبض ( على سبيل المثال ، الجسيمات جلخ أكبر من 5 ميكرون تشير إلى ارتداء خطيرة ) .
- رصد التلوث : تنبعث أشعة الليزر من أجهزة استشعار تشتت الضوء ، وتناثر كثافة الجسيمات يتناسب عكسيا مع حجم الجسيمات .
- التحليل الفيزيوكيميائي : يقوم مطياف الأشعة تحت الحمراء بمسح خصائص الاهتزازات من السندات الجزيئية في الزيت السائل ، وتحديد أكاسيد ( مثل الكربوكسيل ) أو قمم امتصاص الماء .
2 - نقل البيانات وتجهيزها
حافة الحوسبة العقدة ينفذ الحد من الضوضاء ( مثل حزمة المويجة التحلل ) ، ميزة استخراج ( مثل رمس قيمة استخراج الجسيمات جلخ إشارة ) و ضغط البيانات ( مثل lz77 الخوارزمية ) ، وينقل إلى سحابة منصة من خلال 5G أو إيثرنت الصناعية .
3 - تحليل البيانات والتشخيص
منصة مركزية تقوم على تحليل البيانات المتعددة الأبعاد الانصهار :
- تتبع الجسيمات جلخ : استخدام تحليل المكون الرئيسي ( PCA ) بالاقتران مع حساب المعدات ( على سبيل المثال ، نوع تحمل علبة التروس ) لتحديد مصدر ارتداء ( على سبيل المثال ارتداء مجلة أو تأليب والعتاد ) .
- تدهور الاتجاه التنبؤ : سلسلة زمنية من النفط قيمة حمض ، والرطوبة ، وارتداء تركيز الجسيمات يتم تحليلها من قبل lstm الشبكة العصبية للتنبؤ نقطة انعطاف من تزييت تخفيف الأداء .
- تحليل الارتباط خطأ : الجمع بين بيانات الاهتزاز المعدات ( مثل قمم الرنين عالية التردد ) مع خصائص الجسيمات جلخ النفط ، وتحديد موقع بداية التعب الكراك .
4 - صنع القرار والرقابة
نظام النواتج استجابة متدرجة على أساس نتائج التشخيص :
- تحذير : النفط النظافة انخفض إلى مستوى ايزو 18 / 15 ، مما يشير إلى تعزيز الترشيح .
- إنذار الثانوية : تم الكشف عن أكثر من 5 ميكرون من سبائك النحاس ارتداء الجسيمات ، فمن المستحسن للتحقق من إزالة وإذ تضع انزلاق .
- التوقف في حالات الطوارئ : محتوى الرطوبة أكثر من 1 ٪ أو زيادة تركيز الجسيمات جلخ 10 مرات ، مما يؤدي إلى إجراءات حماية الجهاز .