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應(yīng)用設(shè)計

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基于893_iCAN現(xiàn)場總線,構(gòu)建“狀態(tài)性”設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)

基于893_iCAN現(xiàn)場總線,構(gòu)建“狀態(tài)性”設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)

2009/4/29 0:00:00

      計算機控制系統(tǒng)的軟硬件成本大幅降低,可靠性大大提高,已經(jīng)成為工業(yè)過程的控制和設(shè)備管理管理重要的手段。工程實踐中多次運用”893-iCAN”現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)很好地解決了復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場的監(jiān)控。但是在設(shè)備的維護(hù)管理方面,很多企業(yè)還是沿用過去沒有自動化的實時監(jiān)測手段時的做法,主要采取方案有:事后維修,故障發(fā)生后所采取的處理對策,屬于被動性的措施,有時甚至?xí)斐蓢?yán)重后果,生產(chǎn)規(guī)模越來越大,結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,不同區(qū)域之間的互聯(lián)也越來越緊密,這就使得系統(tǒng)中所發(fā)生的故障對系統(tǒng)本身的影響也隨之?dāng)U大。計劃性定期強制性維修,這種檢修方式以時間為依據(jù),預(yù)先設(shè)定檢修內(nèi)容與周期,即主要是憑經(jīng)驗確定檢修周期,按事先指定的檢修周期按期進(jìn)行檢修,對設(shè)備進(jìn)行定期保養(yǎng)而不管設(shè)備在客觀上是否需要檢修,制度要求到一定時間就要檢修。加強對設(shè)備的維護(hù)與管理,提高使用的可靠性,減少因故障停機帶來的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失,是保證生產(chǎn)長周期穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。
        目前,很多企業(yè)采用以固定時間間隔為基礎(chǔ)的計劃檢修,這種檢修方式隨著生產(chǎn)自動化程度的不斷提高,計算機管理水平的不斷完善,其自身的缺陷逐步暴露出來。由于定期檢修,將不可避免“過修 ”或 “欠修”,過修增加了不必要的檢修費用,欠修則降低了設(shè)備的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。,實際上一些設(shè)備的長期處于待機狀態(tài),真正運行時間并不長,實際上設(shè)備狀態(tài)良好,雖然定期預(yù)防性維修制對設(shè)備可靠性的提高起到了一定的作用,但由于未考慮設(shè)備的具體實際狀況,單純按規(guī)定的時間間隔對設(shè)備進(jìn)行相當(dāng)程度維修方法,會出現(xiàn)不必要的過度維修,即“維修過剩”。造成設(shè)備的有效利用時間的損失和人力、物力、財力的浪費,且很難預(yù)防隨機因素引起的故障;設(shè)備的維修則通常是出了問題再修理,隨著生產(chǎn)的規(guī)模越來越大,不同區(qū)域之間的互聯(lián)越來越緊密,這就使得局部發(fā)生的故障對系統(tǒng)的影響也隨之?dāng)U大,有時候會造成嚴(yán)重后果。
       現(xiàn)在相關(guān)設(shè)備從設(shè)計到制造工藝全過程的質(zhì)量和可靠性有了大提高,現(xiàn)場安裝工藝的規(guī)范化,檢測技術(shù)和手段的完善,遺留給運行部門的隱患減少,這就使得定期檢修制度變得較為不合實際。借助計算機測控系統(tǒng)通過全面完整的搜集設(shè)備的運行數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計,分析,判斷,實現(xiàn)較深層次的挖掘,可以報告設(shè)備的健康狀況,對于故障進(jìn)行預(yù)警,大大提高設(shè)備的可靠性和設(shè)備維護(hù)的經(jīng)濟(jì)性。另外,故障本身的不可避免性,為了能在故障以后迅速地判定故障區(qū)域,判別故障性質(zhì)以及進(jìn)行故障隔離,并據(jù)此對系統(tǒng)進(jìn)行事故后的快速恢復(fù),為調(diào)度員決策提供輔助判據(jù)。所以,運用計算機監(jiān)測手段對設(shè)備進(jìn)行實時管理勢在必行。設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)將逐步成為企業(yè)提高設(shè)備管理水平、確保設(shè)備安全穩(wěn)定運行的重要途徑。維修方式也逐步地從定期維修過渡到以狀態(tài)監(jiān)測為基礎(chǔ),依據(jù)設(shè)備的“健康狀況”確定設(shè)備的維修,從而極大地節(jié)省維修費用,減少停機損失,幫助企業(yè)獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。
        設(shè)備的“狀態(tài)性”維護(hù)是建立在設(shè)備數(shù)字化實時管理的基礎(chǔ)上,是在對設(shè)備實現(xiàn)數(shù)字化和設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)對整個的設(shè)備和相關(guān)的工藝過程進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)測診斷,自動搜集設(shè)備運行中的動態(tài)信息如設(shè)備運行日記,設(shè)備的運行歷史信息和實時運行狀態(tài)等,為設(shè)備的運營維護(hù)提供依據(jù)和指導(dǎo)。利用計算機監(jiān)控系統(tǒng)提供的先進(jìn)手段,對現(xiàn)場設(shè)備運行的歷史和實時數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計,分析和挖掘,構(gòu)建新型的設(shè)備管理系統(tǒng),保障安全生產(chǎn),提高設(shè)備的維護(hù)管理效益。”893-iCAN”系統(tǒng)能把復(fù)雜的工程自動化系統(tǒng)分成結(jié)構(gòu)上相互獨立功能相對簡單的子系統(tǒng),簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),便于系統(tǒng)的組建及運行維護(hù)。分層分區(qū)的體系結(jié)構(gòu),現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)和測控模塊能夠深入現(xiàn)場完成現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)測,這也就為設(shè)備維護(hù)管理部門創(chuàng)造了條件,可以低成本地全面地搜集設(shè)備的運行狀態(tài)。


      893系統(tǒng)把復(fù)雜的工程自動化系統(tǒng)按照區(qū)域或工藝分成結(jié)構(gòu)上相互獨立、功能相對簡單集中的區(qū)域或工藝監(jiān)控子系統(tǒng),簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),有利于監(jiān)控的獨立,提高實時性,便于系統(tǒng)的改擴建及運行維護(hù)。同時各監(jiān)控子系統(tǒng)之間及與管理層之間的獨立性,任何的局部故障都不會對其他部分造成危害,提高了系統(tǒng)的可靠性和容錯能力。
       “893-iCAN”現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)及現(xiàn)場控制器(前端)有非常好的環(huán)境適應(yīng)性和防護(hù)能力,自診斷自效驗,滿足工業(yè)惡劣的現(xiàn)場環(huán)境要求,具有技術(shù)的先進(jìn)性和廣泛的適應(yīng)性。完全能夠根據(jù)功能要求、工藝要求以及測控點的分布情況合理分配控制前端的安裝位置。當(dāng)今機電一體化技術(shù)和微控制器技術(shù)的迅速發(fā)展,越來越多的智能化設(shè)備在工業(yè)現(xiàn)場得到了應(yīng)用,很多設(shè)備都具備了自診斷功能,如現(xiàn)場總線接口的傳感器(變送器)、電動閥門、智能化的空調(diào)機組、自診斷能力的電機等等,實現(xiàn)設(shè)備在線實時診斷的條件已經(jīng)初步具備。我們專門設(shè)計開發(fā)了”893-iCAN”可編程通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換器,利用”893-iCAN”可組態(tài)通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換器可以把多種設(shè)備方便的納入893現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)。通過現(xiàn)場設(shè)備級的系統(tǒng)集成,不僅可以實現(xiàn)現(xiàn)場過程和設(shè)備的集中控制,也實現(xiàn)了對整個的設(shè)備及工藝系統(tǒng)統(tǒng)一的監(jiān)控、調(diào)度、診斷。利用智能化設(shè)備的自診斷功能,實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的實時檢測。運用現(xiàn)有的計算機測控系統(tǒng)在線檢測和診斷設(shè)備運行狀態(tài),經(jīng)過計算機分析處理,預(yù)測設(shè)備故障,根據(jù)設(shè)備實際狀態(tài)制訂設(shè)備維護(hù)計劃和措施,消除隱患,無疑是技術(shù)進(jìn)步的合理選擇。另外,設(shè)備的壽命一般幾年或幾十年,而現(xiàn)在人員流動性相對較大,人員交接導(dǎo)致設(shè)備維護(hù)管理中產(chǎn)生的各種資料很難實現(xiàn)無縫交接,幾年后可能就很難有技術(shù)人員能對工程設(shè)備情況有全面的掌握,運用數(shù)字化的信息系統(tǒng)能夠保證設(shè)備管理的連續(xù)性和完整性,充分利用現(xiàn)有的計算機控制系統(tǒng)對現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控能力開發(fā)企業(yè)的設(shè)備管理子系統(tǒng),并融入全廠綜合信息系統(tǒng),借助已有的計算機現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)可以大幅度提高企業(yè)的設(shè)備管理效能,這對保障生產(chǎn)的安全高效具有重要意義。
       遼寧營口發(fā)電廠運用893現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)對全廠各類電機和泵站進(jìn)行設(shè)備管理取得了很好的效果。893現(xiàn)場控制系統(tǒng)實時反饋電機運行中的各項運行“健康指數(shù)”(如軸瓦溫度,通過電機電壓,電流參數(shù)判斷斷電,斷相,通過轉(zhuǎn)矩辨識算法得到電機電磁轉(zhuǎn)矩等),對電機運行中的異常狀態(tài)及時報警,實現(xiàn)設(shè)備運行的實時診斷。通過對設(shè)備的運行的歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析,優(yōu)化設(shè)備的調(diào)度運行,對設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)提供輔助決策。改變了傳統(tǒng)的靜態(tài)設(shè)備維護(hù)管理模式,實行設(shè)備的“狀態(tài)性”的維護(hù)和設(shè)備數(shù)字化動態(tài)管理。在了解和掌握設(shè)備的運行狀態(tài)的基礎(chǔ)上區(qū)分、識別設(shè)備的異常表現(xiàn),早期發(fā)現(xiàn)設(shè)備的潛在故障,甚至能預(yù)報故障的發(fā)展趨勢。設(shè)備狀態(tài)維護(hù)系統(tǒng)和一般生產(chǎn)運行測監(jiān)控系統(tǒng)的區(qū)別主要在于系統(tǒng)的軟件方面,它不僅能監(jiān)測設(shè)備運行的參數(shù)而且能根據(jù)對設(shè)備監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行評價,分析設(shè)備的故障類型與原因。它是將監(jiān)測、控制、評價融為一體的系統(tǒng)。在企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)運行監(jiān)控系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)上,主要增加設(shè)備維護(hù)軟件,特別是設(shè)備狀態(tài)評價軟件,對設(shè)備運行狀態(tài)分析處理結(jié)果進(jìn)行比較、判斷,依據(jù)一定的判別規(guī)則得出診斷結(jié)論。幫助工程技術(shù)人員結(jié)合其他條件做出全面的判斷決策。893系統(tǒng)在很多工礦企業(yè)的生產(chǎn)運行監(jiān)測中都得到了很好的應(yīng)用,在現(xiàn)有的生產(chǎn)運行測控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)設(shè)備維護(hù)子系統(tǒng),可以在減少投資的前提下,進(jìn)一步提高893系統(tǒng)的效能,幫助企業(yè)獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。
        設(shè)備管理和維護(hù)信息系統(tǒng),除了一般的靜態(tài)信息,例如設(shè)備資料,工程設(shè)計圖紙,工程安裝情況等,還包括維護(hù)管理過程中輸入的各類人工管理信息,如,設(shè)備升級維修及保養(yǎng)記錄,備品庫存等,同時能結(jié)合設(shè)備自動化控制系統(tǒng)的自動搜集設(shè)備運行中的動態(tài)信息如設(shè)備運行日記,設(shè)備的歷史運行過程和實時運行狀態(tài)等。這樣完整反映設(shè)備“生命過程”中的各項“健康指數(shù)”,對設(shè)備運行狀態(tài)分析處理結(jié)果進(jìn)行比較、判斷,依據(jù)一定的判別規(guī)則得出診斷結(jié)論。如同醫(yī)生看病,對病人全面檢查并結(jié)合病人的病史才能對癥下藥;日常的體檢才能預(yù)防疾病的發(fā)生。設(shè)備故障診斷是一種給設(shè)備“看病”的技術(shù),通過了解和掌握設(shè)備在使用過程中的狀態(tài),確定其整體或局部是正?;虍惓?,早期發(fā)現(xiàn)故障及其原因并能預(yù)報故障發(fā)展趨勢。
就目前而言,設(shè)備狀態(tài)維護(hù)系統(tǒng)可以包含以下內(nèi)容:
         1:設(shè)備的自動調(diào)度及優(yōu)化運行
       為了可靠性的要求,對生產(chǎn)過程的一些重要部位常采用一用一備方式,根據(jù)一定的設(shè)備自動調(diào)度策略保障設(shè)備的均衡運行,避免單一設(shè)備的過度運轉(zhuǎn)或長期待用。對一些特殊功能的設(shè)備也可以制定相應(yīng)的優(yōu)化運行方案,比如空調(diào)機組,通風(fēng)系統(tǒng)等按照自動運行調(diào)度程序進(jìn)行自動啟停,也可以按照內(nèi)外部環(huán)境條件通過對空調(diào)機組的不同部件的調(diào)度和優(yōu)化達(dá)到健康節(jié)能環(huán)保的要求。
       2:工程及設(shè)備資料文檔管理
    設(shè)備數(shù)量多、種類繁雜、存放地點分散、設(shè)備資料分散,難以做到帳物一一對應(yīng),需要收集、整理、規(guī)范。備件和工具材料的種類多,需要制定合理的庫存計劃和采購

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