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可靠的能源供應對于每個工業國家來說都至關重要。因此，中國海洋石油集團有限公司（簡稱“中國海油”或“中海油”）— 中國最大的海上油氣生產商，非常重視海洋平臺的監測工作。天津奧菱工業自動化科技有限公司（以下簡稱奧菱）受中海油委托，實施了支撐結構監測解決方案，旨在基于振動分析對承載能力進行可靠預測。他們采用倍福基于 PC 的控制技術和系統集成式高精度測量產品，以實現所有這些技術設備的互聯互通。
系統集成振動分析助力可靠監測鋼結構的承載能力
海洋平臺是一種海上大型工程結構物，其鋼結構長期處于海浪沖擊、鹽霧、潮氣和復雜的海水等環境中，受海水和海生物的侵蝕，產生劇烈的電化學腐蝕，腐蝕嚴重影響著海洋結構材料的力學性能，從而影響到海洋平臺的使用安全。但由于平臺遠離海岸，不能定期做維修保養，一旦故障出現，將導致整個裝置停機，甚至導致石油鉆井平臺事故，從而造成巨大經濟損失。因此，中國海油非常重視記錄平臺結構的真實運行狀況和影響因素。
EtherCAT 模擬量端子模塊
用作數據采集的基礎
根據“十三五”重大專項工作的安排，中海油選取渤海某平臺作為平臺健康監測的試點平臺，為此需要在該平臺搭建一套在線監測系統。基于項目業主前期對平臺的理論分析以及現場調研，擬定了第一批監測內容和監測系統方案，以便順利地進行健康監測系統的安裝和布放。 采集到的信號通過用于狀態監測（IEPE）并具有超采樣能力的 XFC EtherCAT 端子模塊 EL3632 采集，并以高達 50 ksamples/s 的速度傳輸給 CX2020 嵌入式控制器進行分析評估。
測量系統監測平臺的運行狀況，并通過振動數據診斷鋼結構的負載情況。該試點項目的目標是對平臺結構進行完整性監測，從而實現對結構生存環境狀態進行預判，及早發現有害征兆和特征信息，及時進行預防。天津奧菱公司負責實施這個要求極為嚴苛的項目，該公司專注于海洋造波水利行業多年，與國內多所高校和科研院所均有長期合作，為客戶提供創新的自動化解決方案，比如使用倍福技術實施的狀態監測系統。“通俗地說，狀態監測與故障診斷就是給機器看病。與其他品牌相比，倍福控制系統作為‘醫生’的診斷工具，再合適不過了。”奧菱公司的范立鵬這樣說道。
實時進行詳細的振動分析
振動監測系統共配備了 48 個加速度傳感器，它們分別密封于滿足平臺防爆要求的防爆盒內。振動傳感器的信號線從測量點出發，進入中央控制室的控制柜，通過路由層連接至 2 通道 IEPE 端子模塊 EL3632，它具有 XFC 超采樣功能，采樣率高達 50 ksamples/s，分辨率為 16 位，確保實時采集振動數據。
CX2020 嵌入式控制器和 EL3632 EtherCAT 模擬量端子模塊構成了一個非常緊湊的控制和測量數據采集系統。
傳感器數據經 CX2020 嵌入式控制器進行分析、處理和保存后，被上傳至石油鉆井平臺的主計算機進行二次計算存儲，并在主計算機上實現數據顯示、數據存檔和實時預警。同時，主計算機通過光纜將所有數據傳輸至陸上中央控制室。
同時，奧菱使用 TwinCAT 高級編程語言開發的分析應用程序運行于 CX2020 上，便于數據管理與保存等功能。此外，豐富的緊湊型 I/O 模塊以及靈活的 EtherCAT 拓撲結構都支持后期的功能擴展和集成。基于這些優勢特點，奧菱計劃將倍福先進的控制技術更多地應用于設備狀態監測。例如，他們也會逐漸基于 TwinCAT 平臺實施機器學習、人工智能深度學習、神經網絡等功能。
關于德國倍福（BECKHOFF）
德國倍福自動化有限公司的總部位于德國威爾市。公司在世界各地設有分支機構，加上全球的合作伙伴，目前公司業務已遍及70多個國家和地區。
倍福始終以基于PC的自動化新技術作為公司的發展理念，所生產的工業PC、 現場總線模塊、驅動產品和 TwinCAT自動化軟件構成了一套完整的、相互兼容的控制系統，可為各個工控領域提供開放式自動化系統和完整的解決方案。30多年來，倍福公司的元件和系統解決方案在世界各地得到了廣泛的應用。2001年3月德國倍福在北京設立中國區第一個代表處，2007年5月德國倍福在上海成立獨資公司，并將中國區總部遷至上海。此后公司業務進入了一個快速發展時期，目前已在北京、廣州、成都、武漢、南京等全國26個大中城市設立了辦 事處。隨著倍福各種具有良好性價比的新產品、新技術不斷進入中國市場，其勇于打破傳統控制模式，傾力推廣PC控制技術的理念已被越來越多的中國用戶所接受。
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