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★北京康吉森自動化科技有限公司

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、機械制造等工業領域，在石化和化工行業更是成為必不可少的關鍵設備，在生產過程中起到提供動力、氣體分離、氣體合成等關鍵作用，被稱為化工生產的發動機。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裝置的停車，造成巨大的經濟損失；另一方面壓縮機組的高效運行對整個裝置的節能降耗和效益提升具有重要意義。實現和優化壓縮機組的控制和管理，對實現整個化工裝置的“長、滿、安、穩、優”運轉具有決定性意義。

實現壓縮機組控制目標和管理目標，需要涉及工藝、設備、儀表等多個專業，涵蓋自動化、信息化、數字化、智能化等多方面技術，需要系統性專業化解決方案。北京康吉森科技作為行業領軍企業，結合多年機組控制技術和機組管理經驗，融合數字化智能化技術，推出壓縮機組全面智能管控平臺——ITCM，成為壓縮機組優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；實現機組持續節能優化與機組全面健康管理兩大閉環；帶來機組節能優化、故障分析、智能運維三大應用價值。

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

ITCM硬件采用一體機模塊化設計，用戶可以根據需求選擇適合的功能模塊，實現機組控制、安全聯鎖、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，具備多協議、多接口、數據治理、軟件集成、數據可視化及3D場景還原能力，實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、機組狀態監測、機組視頻監控和機組特殊管理等9大功能模塊，用戶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，集機組節能優化、機組故障分析、機組智能運維等功能于一身，實現了機組能耗可優化、故障可預測、數據可分析、設備可感知等業務應用，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

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

便捷的接入：可接入汽輪機，壓縮機等各類設備數據。邊緣端支持眾多常用的設備采集協議，兼容200+工業設備通訊，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：可根據實際現場需要，通過垂直、水平擴展滿足高并發的消息處理能力。數據顯示可支持毫秒等級的數據刷新。數據計算處理：根據實際的數據變化情況滿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行靈活擴展。各類監控報表和統計報表支持配置調整。2D&3D數字孿生實時呈現關鍵指標和虛擬仿真場域。

系統開放性：第三方數據接入開放性：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，畫面集成。API開放性：豐富的RESTful API，提供設備管理，設備監控，告警通知等數據的API，供深度開發整合。

資源彈性伸縮：由于搭載了企業級容器云，可提供完整的資源管理和數據管理。可根據現場實際使用情況進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加密協議傳輸。設備接入安全：支持一機一密、雙向證書認證。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產品按功能分為基礎模塊和擴展模塊。基礎模塊包括：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、機組狀態監測、機組視頻監控等。

ITCM-機組控制優化功能：通過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，實現機組全自動高效率運行。

ITCM-機組節能管理模塊：直觀展示機組節能效果，記錄節能降耗數據和能耗趨勢，結合機組節能優化控制算法，為用戶帶來可觀的經濟效益。

ITCM-機組能效分析模塊：通過熱力學計算和大數據分析，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。用戶可根據現場不同類型機組進行參數配置，只需選擇機組屬性參數，并導入儀表數據和氣體參數，即可通過后臺算法實現能效計算。

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

ITCM-機組模擬仿真模塊：通過后臺流程模擬仿真驅動機組數字化模擬運行，實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-機組安全聯鎖和機械保護功能：通過康吉森機組控制系統（SIL3安全等級）實現機組安全聯鎖功能；通過康吉森TSxPlus系統獨有的VPM卡件實現高頻信號直接采集，更加便捷的實現機組機械保護功能。

ITCM-機組狀態監測模塊：實現機組狀態實時監測功能，包括汽輪機和壓縮機機械狀態和主要工藝狀態，提供軸系監視、趨勢分析、頻譜分析等工具，包括時域波形、軸心軌跡、FFT、全頻譜、全瀑圖、小波分析、短時傅里葉分析、經驗模態分解信號處理方法SLL-EMD（康吉森的發明專利）等。

ITCM-機組報警管理模塊：實現機組報警的采集、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：實現對機組控制系統運行狀態的全面監管，包括系統運行狀態、掃描時間、旁路點和強制點、系統報警、卡件工作狀態、卡件臺賬管理實用功能。

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

2.3　適用領域

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管理，運用數據分析、信息安全、算法部署、人工智能等先進技術手段，實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、狀態監測、信息安全、遠程運維等功能，為用戶打造一流的機組智能化解決方案，提升機組管理水平、提高機組運營效益、確保機組安全生產。

ITCM平臺通過工業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，同時預留對外的標準接口，可以與ERP、安全管理信息等相關信息系統集成，建成全廠生產運行智能化管理的綜合性平臺。

建設ITCM平臺的意義：

（1）實現機組運維可視化

ITCM平臺采用形象直觀的可視化技術來感知機組信息、組織現場生產管理活動。管理人員通過機組關鍵數據信息的圖形、圖表、色標等視覺信號，迅速而準確的作出判斷，將復雜的動態和靜態數據，如：機組能效監測、分析、跟蹤和調優等具體化、圖形化，促進機組管理的高效性。

（2）增強企業管理和決策

提升企業對全廠機組業務的數字化管理能力，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、遠程專家診斷等機組業務的全流程管理，為企業提供的業務決策和分析手段。

（3）提高企業快速響應能力

ITCM平臺可以協同企業云平臺建立暢通、靈活、具有快速分析和聯動能力的生產架構，提高企業對緊急事態的響應能力。

摘自《自動化博覽》2023年7月刊