時(shí)間:2007-07-27 10:19:00來(lái)源:lihan
如Emerson Process Management公司提供的示意圖所示,確保流量計(jì)上游
要么有足夠長(zhǎng)的直管段長(zhǎng)度(a),要么安裝有流量調(diào)節(jié)器(b)。
圖1 按照Emerson Process Management公司說(shuō)法,如上圖所示,
脈沖發(fā)射管的布線必須仔細(xì),可能的話,盡量縮短其長(zhǎng)度。[/ALIGN]
Moore Industries公司的Saunders說(shuō),上述實(shí)際應(yīng)用方案之所以行之有效,主要基于以下兩個(gè)原因:“首先,這些設(shè)備本身非常可靠,而其價(jià)格又不太昂貴,因此一旦發(fā)現(xiàn)重大故障,我們完全可以立即更換一臺(tái)新的?!逼浯?,數(shù)字儀表都具有內(nèi)置的自診斷工具,如果硬件或軟件發(fā)生故障,基于在線狀態(tài)監(jiān)視就能及時(shí)進(jìn)行報(bào)警。
有些維護(hù)人員是在很不情愿的情況下,才放棄了原來(lái)定期對(duì)儀表進(jìn)行重復(fù)校驗(yàn)的習(xí)慣。要使其相信重復(fù)校驗(yàn)儀表確實(shí)是不必要的,那么最好的辦法就是建立一套數(shù)據(jù)庫(kù)。一臺(tái)能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)歸檔的校驗(yàn)儀器會(huì)對(duì)此有所幫助,但是有時(shí)也正是這么一套數(shù)據(jù)庫(kù),往往會(huì)誤導(dǎo)大家。Saunders說(shuō),“有些人常常愿意投資于新技術(shù),如FOUNDATION現(xiàn)場(chǎng)總線或Profibus,但卻沒(méi)有建立相應(yīng)的中間層,例如資產(chǎn)管理優(yōu)化包用以充分利用如狀態(tài)位,校驗(yàn)及漂移等數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)?!?
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圖2 Moore Industries-International公司建議,對(duì)于那些在Class I, Div. 1防爆區(qū)
域內(nèi)使用的儀表, 例如一臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)安裝的、用于測(cè)量天然氣管線表面溫度的變送器,必須
向下擰緊外殼螺絲并且 壓緊墊片,從而保證相應(yīng)的防爆等級(jí)。[/ALIGN]
這樣一個(gè)“設(shè)置,然后遺忘”的理念,對(duì)于那些要對(duì)過(guò)程設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)證的安全場(chǎng)合及關(guān)鍵應(yīng)用的測(cè)量,并不適用;同樣,對(duì)于那些應(yīng)用于苛刻場(chǎng)合,或者可能受到污染或磨損的設(shè)備,也不適用。分析設(shè)備和閥門也屬于此類。如果安裝在腐蝕性、磨損、嚴(yán)重振動(dòng)或極高溫的環(huán)境,那么也需要特別的維護(hù)。此外,對(duì)某些具有移動(dòng)部件、且特性隨時(shí)間和應(yīng)用場(chǎng)合不同而改變的閥門的維護(hù),上述理念也不適用。
處方#4:觀察傾聽各種征兆
判斷一臺(tái)儀表是否運(yùn)行正常的方法之一是:檢查過(guò)程的噪聲。如果一臺(tái)儀表的讀數(shù)幾周內(nèi)都沒(méi)有變化,那么有兩種可能:一種可能是工藝生產(chǎn)過(guò)程非常穩(wěn)定,另一種可能是該儀表已經(jīng)損壞。Emerson公司的Wallace說(shuō)道,“我想起一次安裝分析儀的時(shí)候,一個(gè)技術(shù)人員說(shuō),‘這臺(tái)PH儀已經(jīng)定在7.2這個(gè)數(shù)值上18個(gè)月了’,后來(lái)發(fā)現(xiàn),其原因是過(guò)去的18個(gè)月內(nèi)該分析儀的探頭已經(jīng)完全被污垢包住了,結(jié)果是探頭根本沒(méi)有辦法測(cè)量到當(dāng)前的實(shí)際參數(shù)。有時(shí),信號(hào)中存在一定的過(guò)程噪聲,恰恰說(shuō)明這臺(tái)儀表處于正常工作狀態(tài),沒(méi)有‘死掉’?!?
有些變送器內(nèi)置了阻尼系數(shù)為幾秒的功能模塊,通過(guò)它可以減小過(guò)程噪聲,而正是噪聲信號(hào)可以反映儀表是否處于正常工作狀態(tài)。不過(guò),如果我們使用的是FOUNDATION現(xiàn)場(chǎng)總線或Profibus儀表的話,那么即使噪聲在過(guò)程變量的信號(hào)中并不顯著,儀表也能夠以數(shù)字信號(hào)的形式將其顯示出來(lái)。該功能對(duì)于跟蹤過(guò)程噪聲的標(biāo)準(zhǔn)差是非常有用的。Wallace說(shuō),“噪聲的增大意味著以下幾種可能:過(guò)程蒸汽中夾帶了空氣、出現(xiàn)了節(jié)涌流、或插入了脈沖線等。”如果上述情況發(fā)生在油氣領(lǐng)域,那么就反映了流體里可能含有沙子。
處方#5:關(guān)注次要變量
很多現(xiàn)代儀表都會(huì)采集一個(gè)以上的變量數(shù)據(jù),雖然通常情況并不會(huì)顯示所有的。例如,很多壓力和流量?jī)x表也同時(shí)測(cè)量溫度——過(guò)程溫度,或者儀表本身的溫度——并且在儀表內(nèi)部還保留了一份相關(guān)記錄,以便日后查閱。Emerson Process Management公司的壓力產(chǎn)品營(yíng)銷經(jīng)理Paul Schmeling說(shuō),“電子器件都有其最佳的工作環(huán)境溫度,例如,通過(guò)內(nèi)置于電路中的鉑電阻溫度計(jì)(PRT)可以判斷出相關(guān)電子器件的溫度是否已經(jīng)超出其額定范圍。
處方#6:認(rèn)真處理必要的報(bào)警
一臺(tái)儀表能夠通過(guò)合理設(shè)置,記錄下它所承受過(guò)的壓力變化范圍。有些異常狀況可能會(huì)縮短儀表的使用壽命,也可能會(huì)導(dǎo)致儀表的零點(diǎn)漂移等動(dòng)作。我們可以對(duì)儀表設(shè)置這么一種信號(hào),用以通知用戶如下一些信息:現(xiàn)在應(yīng)該對(duì)該儀表進(jìn)行檢查;本該關(guān)閉的伴熱輸送卻仍然打開的情形,或相反的情形。
如果我們打算對(duì)系統(tǒng)的數(shù)字儀表中所有可能獲取的數(shù)據(jù)都進(jìn)行監(jiān)視的話,那最大的問(wèn)題就是所謂的“報(bào)警洪流”。當(dāng)過(guò)程受到擾動(dòng)時(shí),往往會(huì)從很多地方發(fā)出層出不窮的報(bào)警信號(hào),而可憐的操作人員就可能完全被淹沒(méi)在“報(bào)警洪流”中,而對(duì)于那些可能引起潛在可怕后果的報(bào)警,卻無(wú)法做出及時(shí)有效的反應(yīng)。大家最熟悉的,也許就是1979年發(fā)生在美國(guó)三哩島的核電站事故,幾乎釀成核災(zāi)難,除此以外,在美國(guó)和其它國(guó)家都曾發(fā)生過(guò)一些類似的事故。
預(yù)防上述情形最有效的方法就是,將所有報(bào)警都納入報(bào)警管理系統(tǒng)(例如某工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求:每小時(shí)只進(jìn)行六次報(bào)警),當(dāng)前的DCS系統(tǒng)都有一些智能化的軟件工具,能夠協(xié)助完成此項(xiàng)功能。如果沒(méi)有緊急情況,最好忽略掉一些次要的、不大可能導(dǎo)致重大問(wèn)題的報(bào)警。
Invensys Foxboro公司的現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品經(jīng)理Charlie Piper說(shuō):“許多設(shè)備都有警戒限和報(bào)警限兩類,并且通過(guò)高限報(bào)警、高高限報(bào)警等分類來(lái)表明問(wèn)題的緊急程度。某些設(shè)備可能有多達(dá)20-30個(gè)警戒限或報(bào)警限,因此系統(tǒng)能夠考慮到這些界限的區(qū)別,并且視具體情況而定,觸發(fā)不同的動(dòng)作序列?!?
處方#7:把數(shù)據(jù)變?yōu)樾畔?/b>
所有從智能傳感器或變送器中獲取的數(shù)據(jù),如果沒(méi)有進(jìn)行相關(guān)性分析,那么這些原始數(shù)據(jù)并沒(méi)有什么太大作用。Moore Industries公司的Saunders說(shuō)道,“很多用戶安裝了幾乎所有的獲取數(shù)據(jù)的工具,但是卻缺乏相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理和報(bào)告過(guò)程,同時(shí)也沒(méi)有能夠切實(shí)提供預(yù)測(cè)性維護(hù)的相關(guān)軟件,而這正是獲取投資回報(bào)或?qū)x表進(jìn)行合理校驗(yàn)所必需的。資產(chǎn)管理系統(tǒng)之所以能夠節(jié)省可觀的維護(hù)成本,就是因?yàn)樗軌虍a(chǎn)生某些有用信息,促進(jìn)設(shè)備維護(hù)工作由預(yù)防性維護(hù)變?yōu)轭A(yù)測(cè)性維護(hù)。
資產(chǎn)管理系統(tǒng)對(duì)于閥門定位器也很有幫助,F(xiàn)oxboro公司的Piper說(shuō),“你可以跟蹤定位器反向的次數(shù)。通常,還能用來(lái)跟蹤計(jì)算閥桿的累加行程。”而且你還可以判斷出在什么時(shí)間某些部件正在變差,他解釋道,“在大多數(shù)閥門定位器中,都有不少設(shè)備參數(shù)。例如能反映閥桿所受到阻力變大的‘過(guò)度偏差’,此時(shí)控制命令可能是要將閥門開到某個(gè)開度,但實(shí)際卻無(wú)法到達(dá)相應(yīng)位置。”然而,通過(guò)觀察這些設(shè)備提供的20或30種相關(guān)參數(shù),就有可能按需要來(lái)觸發(fā)動(dòng)作序列,以解決上述問(wèn)題,他說(shuō)。
“如果你能很好地應(yīng)用資產(chǎn)管理系統(tǒng)及適當(dāng)?shù)能浖?,”Saunders補(bǔ)充道,“那你就可以頻繁測(cè)試閥門特性的各項(xiàng)指標(biāo),觀察元件有無(wú)發(fā)生漂移,或者給出有關(guān)預(yù)測(cè)性維修(PM)的日程表。”他提到曾經(jīng)有個(gè)用戶,通過(guò)計(jì)算某閥門到達(dá)閥座位置的頻繁程度,發(fā)現(xiàn)其頻率并不是很高,尚不需要安排預(yù)測(cè)性維修的計(jì)劃。這里讓人感興趣的是,該用戶做出上述判斷并非基于資產(chǎn)管理系統(tǒng),而僅僅是通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的HART接口模塊,該模塊每當(dāng)閥桿位置小于1%時(shí)都會(huì)觸發(fā)一個(gè)信號(hào)輸入到DCS系統(tǒng)。
而基于資產(chǎn)管理系統(tǒng)采集并進(jìn)行相關(guān)性分析的數(shù)據(jù), 就有可能給出一套預(yù)測(cè)性維護(hù)的策略。但是某些場(chǎng)合,采用老式的預(yù)防性維護(hù)、甚至是出現(xiàn)故障再維護(hù)的策略,也許是更好的選擇。例如,對(duì)于一個(gè)需要一周時(shí)間才能灌滿或倒空的大儲(chǔ)罐,如果其液位變送器發(fā)生故障,則并不是很緊急。
“最明智的做法往往是無(wú)為而治”
總之,如果采用了最新的技術(shù),或者該設(shè)備不是關(guān)鍵元件,那么通常最明智的做法是:無(wú)為而治。Wallace說(shuō),“如果儀表或終端元件的某一部分容易磨損或易被污染,且其測(cè)量參數(shù)涉及到安全、環(huán)境、或重大經(jīng)濟(jì)影響,那么預(yù)防性維護(hù)或預(yù)測(cè)性維修就是必要的。絕大多數(shù)情況下,大家需要把預(yù)防性維護(hù)或預(yù)測(cè)性維護(hù)的觀念,從‘出門干活’轉(zhuǎn)變到‘實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),如果有需要?jiǎng)t進(jìn)行自動(dòng)化的診斷’上來(lái)。事實(shí)上,導(dǎo)致儀表故障的最大原因之一就是:不分青紅皂白,不做嚴(yán)謹(jǐn)分析,上去就對(duì)儀表進(jìn)行操作或維修。因此,如果儀表故障可能引發(fā)的后果并不太嚴(yán)重時(shí),最好的做法就是別管它,直到徹底壞了再更換它。
描述閥門參數(shù):EDDL還是FDT/DTM
有關(guān)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和控制系統(tǒng)之間的最佳通訊方式,各個(gè)廠商可謂見(jiàn)仁見(jiàn)智,爭(zhēng)論激烈。目前,在“現(xiàn)場(chǎng)總線戰(zhàn)爭(zhēng)”中,就包括有FOUNDATION現(xiàn)場(chǎng)總線、Profibus、以及其它試圖爭(zhēng)奪支配地位的眾多協(xié)議的支持者們。而對(duì)于如何最優(yōu)地處理現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中的可設(shè)置參數(shù)及其呈現(xiàn)給用戶的方式,也尚未達(dá)成共識(shí)。一方面,某些廠商支持設(shè)備描述語(yǔ)言(DDL)這種方式,并且現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展為電子設(shè)備描述語(yǔ)言(EDDL);另一方面,某些廠商更加傾向于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備工具/設(shè)備類型管理(FDT/DTM)技術(shù)。
最早的、比較老的技術(shù)是制造商當(dāng)年開發(fā)的設(shè)備描述(DD)文件,包括了每種設(shè)備的基本數(shù)據(jù)。主機(jī)在獲取這些數(shù)據(jù)之后,然后呈現(xiàn)給用戶。Emerson Process Management公司HART及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)主管Martin Zielinski說(shuō),“現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備制造商雖然描述了參數(shù)的關(guān)聯(lián)性以及該如何進(jìn)行分組、該如何進(jìn)行顯示,但是其準(zhǔn)確格式最終取決于主機(jī)。”FDT/DTM技術(shù)就是為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的維護(hù)和組態(tài)而設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境。DTM是一種用于設(shè)備維護(hù)和診斷的技術(shù),它可以作為插件用于主機(jī)系統(tǒng)的工程和資產(chǎn)管理系統(tǒng)軟件之中。與設(shè)備描述語(yǔ)言不同,設(shè)備制造商提供的DTM插件包含了用于設(shè)備管理和維護(hù)的用戶界面,這種技術(shù)使得設(shè)備制造商能夠自己開發(fā)主機(jī)應(yīng)用程序,并且可以控制用戶如何瀏覽界面以及界面顯示哪些信息。
最新的技術(shù)進(jìn)步已使上述兩種技術(shù)在某些方面的區(qū)別變得不明顯了。EDDL已經(jīng)增強(qiáng)了它的圖形功能,“用戶能夠畫出圖表和曲線圖。通過(guò)使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式,可以將相關(guān)信息存入系統(tǒng)硬盤,并且在將來(lái)需要時(shí)能夠取回?cái)?shù)據(jù)?!盳ielinski說(shuō)。
Foxboro公司的Piper說(shuō):“上述增強(qiáng)功能已經(jīng)開始著手構(gòu)建組態(tài)畫面。不同于原有的簡(jiǎn)單參數(shù)表格,如今用戶可以將各種參數(shù)放在不同的畫面,進(jìn)行合理的分組,并且給定哪些參數(shù)要用下拉式菜單進(jìn)行選擇。用戶顯示畫面經(jīng)過(guò)上述改進(jìn),從填空形式變得更像是表格形式?!?
但是設(shè)備描述(DD)技術(shù)不論如何增強(qiáng),從主機(jī)制造商的視角來(lái)看,還是存在一些限制,Piper說(shuō),“由于每種閥門都互不相同,因此我們無(wú)法為每種閥門都開發(fā)一個(gè)用戶接口,那么,這項(xiàng)工作就不得不由閥門制造商來(lái)承擔(dān)?!彼匀恢鲝?,F(xiàn)DT相比之下就是解決這一問(wèn)題的最佳技術(shù)?!?
而另一方面,Emerson公司的Wallace卻相信,“EDDL技術(shù)具有很大的潛力,能夠以最小代價(jià)獲取最大利益。”他還引用用戶的支持程度作為其觀點(diǎn)的佐證,“目前有大約有1200種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備使用EDDL,而只有大約110種設(shè)備使用DTM?!彼€補(bǔ)充說(shuō),“EDDL是一種全球性標(biāo)準(zhǔn),幾乎所有的主機(jī)制造商都支持它?!?
對(duì)此,Piper表示了不同觀點(diǎn),“目前除了個(gè)別廠商,幾乎每個(gè)系統(tǒng)制造商都已經(jīng)宣布支持FDT技術(shù)?!?
Wallace建議大家對(duì)兩種技術(shù)都給予一定的支持,他說(shuō)“我的建議是盡量采用EDDL技術(shù),并將其作為標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。只有當(dāng)EDDL、應(yīng)用軟件包、以及使用了EDDL的snap-ins/snap-ons等技術(shù)統(tǒng)統(tǒng)都不適用于所需功能時(shí),再考慮試試DTM?!?
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應(yīng)用DTM技術(shù)將使如下功能變?yōu)榭赡埽涸O(shè)備制造商能夠在其顯示畫面上,包含有例如
微軟Windows幫助這樣的功能。就像Invensys Foxboro提供的此畫面所顯示的一樣。[/ALIGN]標(biāo)簽:
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