★北京康吉森自动化科技有限公司

1　方案目标概述

压缩机广泛应用于石化、化工、能源、冶金、电力、机械制造等工业领域，在石化和化工行业更是成为必不可少的关键设备，在生产过程中起到提供动力、气体分离、气体合成等关键作用，被称为化工生产的发动机。压缩机组的稳定运行非常重要，一旦出现故障或停机将导致整个装置的停车，造成巨大的经济损失；另一方面压缩机组的高效运行对整个装置的节能降耗和效益提升具有重要意义。实现和优化压缩机组的控制和管理，对实现整个化工装置的“长、满、安、稳、优”运转具有决定性意义。

实现压缩机组控制目标和管理目标，需要涉及工艺、设备、仪表等多个专业，涵盖自动化、信息化、数字化、智能化等多方面技术，需要系统性专业化解决方案。北京康吉森科技作为行业领军企业，结合多年机组控制技术和机组管理经验，融合数字化智能化技术，推出压缩机组全面智能管控平台——ITCM，成为压缩机组优化控制和智能管理的全新解决方案！

康吉森机组智能管控平台ITCM赋能压缩机组全自动运行和智能管理，整合工艺、能效、机械及仪表数据，构建机组数字孪生体；实现机组持续节能优化与机组全面健康管理两大闭环；带来机组节能优化、故障分析、智能运维三大应用价值。

ITCM适用于机组控制升级、机组优化改造、机组智能管理三大应用场景，构建“一个平台，两套系统，四大能力”，成为智能工厂的重要组成部分。

ITCM硬件采用一体机模块化设计，用户可以根据需求选择适合的功能模块，实现机组控制、安全联锁、机械保护和机组数字化管理功能的灵活组合与部署。

ITCM软件采用B/S架构，采用本地化平台部署，具备多协议、多接口、数据治理、软件集成、数据可视化及3D场景还原能力，实现机组全面管控功能。

ITCM数字化系统配置机组节能管理、机组能效分析、控制性能评估、机组报警管理、机组模拟仿真、控制系统监管、机组状态监测、机组视频监控和机组特殊管理等9大功能模块，用户可根据自身需求选配所需模块，并灵活订制数据可视化展现模式和报表功能。

2　方案介绍

康吉森机组智能管控平台ITCM，集机组节能优化、机组故障分析、机组智能运维等功能于一身，实现了机组能耗可优化、故障可预测、数据可分析、设备可感知等业务应用，是机组智能管控、高效率安全运行的全方位得力助手。

2.1　性能特点

康吉森机组智能管控平台ITCM可实现设备便捷的接入、系统高性能:低代码灵活扩展、系统开放性、资源弹性伸缩、安全可靠。

便捷的接入：可接入汽轮机，压缩机等各类设备数据。边缘端支持众多常用的设备采集协议，兼容200+工业设备通讯，并支持设备按照模型管理和接入。平台支持MQTT和Kafka数据接入。

系统高性能：平台数据接入高性能：可根据实际现场需要，通过垂直、水平扩展满足高并发的消息处理能力。数据显示可支持毫秒等级的数据刷新。数据计算处理：根据实际的数据变化情况满足高性能的计算处理。

低代码灵活扩展：现有解决方案提供低代码的方式进行灵活扩展。各类监控报表和统计报表支持配置调整。2D&3D数字孪生实时呈现关键指标和虚拟仿真场域。

系统开放性：第三方数据接入开放性：支持接入第三方系统或者数据库的数据集成到平台。集成方式：支持接口集成，数据库集成，画面集成。API开放性：丰富的RESTful API，提供设备管理，设备监控，告警通知等数据的API，供深度开发整合。

资源弹性伸缩：由于搭载了企业级容器云，可提供完整的资源管理和数据管理。可根据现场实际使用情况进行资源的弹性伸缩调整。提供运维管理的操作界面，提高运维的易用性。

数据传输安全：基于TLS加密协议传输。设备接入安全：支持一机一密、双向证书认证。数据存储安全：提供数据库备份还原工具，保证数据存储安全。

2.2　核心功能

机组智能管控平台ITCM产品按功能分为基础模块和扩展模块。基础模块包括：机组节能管理、机组能效分析、控制性能评估。扩展模块包括：机组报警管理、机组模拟仿真、控制系统监管、机组状态监测、机组视频监控等。

ITCM-机组控制优化功能：通过ITCM机组控制系统控制算法，投用机组防喘振控制和性能控制，实现机组全自动高效率运行。

ITCM-机组节能管理模块：直观展示机组节能效果，记录节能降耗数据和能耗趋势，结合机组节能优化控制算法，为用户带来可观的经济效益。

ITCM-机组能效分析模块：通过热力学计算和大数据分析，跟踪机组整体及各段运行功率和效率，提供能效分析工具，包括机组工艺流程、能效趋势、能效对比分析等。用户可根据现场不同类型机组进行参数配置，只需选择机组属性参数，并导入仪表数据和气体参数，即可通过后台算法实现能效计算。

ITCM-控制性能评估模块：通过控制算法，对机组主要控制回路控制效果进行分析评估，监督控制回路PID参数，并通过人工智能算法提供PID优化建议。

ITCM-机组模拟仿真模块：通过后台流程模拟仿真驱动机组数字化模拟运行，实现机组操作与控制培训、比武、故障分析、事故演练，程序校验、参数模拟整定及工艺研究等功能。

ITCM-机组安全联锁和机械保护功能：通过康吉森机组控制系统（SIL3安全等级）实现机组安全联锁功能；通过康吉森TSxPlus系统独有的VPM卡件实现高频信号直接采集，更加便捷的实现机组机械保护功能。

ITCM-机组状态监测模块：实现机组状态实时监测功能，包括汽轮机和压缩机机械状态和主要工艺状态，提供轴系监视、趋势分析、频谱分析等工具，包括时域波形、轴心轨迹、FFT、全频谱、全瀑图、小波分析、短时傅里叶分析、经验模态分解信号处理方法SLL-EMD（康吉森的发明专利）等。

ITCM-机组报警管理模块：实现机组报警的采集、统计、分析和管理功能，兼备机组第一事故报警功能，成为机组故障分析和报警处置的有效工具。

ITCM-控制系统管理模块：实现对机组控制系统运行状态的全面监管，包括系统运行状态、扫描时间、旁路点和强制点、系统报警、卡件工作状态、卡件台账管理实用功能。

ITCM-机组特护管理模块：建立机组运维特护管理能力，实现机组日常运维、点检、维修全方位解决方案，实现机组检维修策略管理和优化，并与VR/AR技术结合，对机组维护和检修提供数字化辅助能力。

2.3　适用领域

天然气输送，煤化工，化肥，冶金，石油炼制。

3　代表性及推广价值

康吉森机组智能管控平台（ITCM）以数据中台为基础，结合机组控制和先进管理，运用数据分析、信息安全、算法部署、人工智能等先进技术手段，实现机组控制性能评估、能效分析、节能管理、报警管理、模拟仿真、控制系统监管、状态监测、信息安全、远程运维等功能，为用户打造一流的机组智能化解决方案，提升机组管理水平、提高机组运营效益、确保机组安全生产。

ITCM平台通过工业一体机方式部署在本地，内置边缘平台，具备完整平台架构，包括设备层、控制层、平台层和应用层，同时预留对外的标准接口，可以与ERP、安全管理信息等相关信息系统集成，建成全厂生产运行智能化管理的综合性平台。

建设ITCM平台的意义：

（1）实现机组运维可视化

ITCM平台采用形象直观的可视化技术来感知机组信息、组织现场生产管理活动。管理人员通过机组关键数据信息的图形、图表、色标等视觉信号，迅速而准确的作出判断，将复杂的动态和静态数据，如：机组能效监测、分析、跟踪和调优等具体化、图形化，促进机组管理的高效性。

（2）增强企业管理和决策

提升企业对全厂机组业务的数字化管理能力，包括：设备台账、备件管理、全周期运行监测、能效跟踪分析、控制优化调整、故障分析、运维指导、机组模拟仿真、视频监控、巡检派工、远程专家诊断等机组业务的全流程管理，为企业提供的业务决策和分析手段。

（3）提高企业快速响应能力

ITCM平台可以协同企业云平台建立畅通、灵活、具有快速分析和联动能力的生产架构，提高企业对紧急事态的响应能力。

摘自《自动化博览》2023年7月刊