關(guān)鍵詞：FF總線(xiàn)儀表；PRM/AMS資源管理；預見(jiàn)性維護；ValveLink軟件

    Abstract：This paper describes the PRM/AMS equipment resources management system in Guixi new 300，000-ton smelter copper smelting plant on the specific application.More detailed information is given on equipment resources management system applications.In particular，this paper focuses on the innovative applications of PRM / AMS equipment resources management system in the FF Fieldbus devices.Through ValveLink processing software，we analyze the application of FF valve positioner.The real application been done，and achieved good results.

    Key words：FF Fieldbus Instruments;PRM/AMS Resource Management;Predictable maintenance;ValveLink software

    1  前言

    自動(dòng)化儀表的設備管理是現場(chǎng)總線(xiàn)儀表發(fā)展引出的新概念，由于傳統的模擬量?jì)x表只能提供過(guò)程參數的測量信號，不能提供任何別的信息，因而設備管理無(wú)從談起。而隨之現場(chǎng)總線(xiàn)設備出現，現場(chǎng)總線(xiàn)設備不但能夠提供過(guò)程測量信息，還能夠提供設備本身的運行狀態(tài)、設備制造商提供的設備制造信息、過(guò)程事件、過(guò)程報警以及大量的設備診斷故障信息等等。通過(guò)使用PRM/AMS設備資源管理軟件，由于PRM/AMS具有設備管理和設備維護以及設備高級診斷功能，通過(guò)計算機輔助故障識別和專(zhuān)家診斷系統可以幫助判斷故障。如果現場(chǎng)儀表出現問(wèn)題，可以給出儀表的哪部分出現問(wèn)題或何種原因等等診斷信息提示，給維護人員提供排除故障的信息；使設備的維護發(fā)生質(zhì)的飛躍，可以做到可靠性分析與預見(jiàn)性維護，減少裝置的非計劃停車(chē)機會(huì )，提高了可靠性和生產(chǎn)運行率，豐富的現場(chǎng)設備信息和智能化設備診斷、維護、管理能力并降低了維護成本。

    江西銅業(yè)股份有限公司為了應對國內外銅市場(chǎng)的需求和競爭，決定提升旗下的貴溪冶煉廠(chǎng)銅冶煉產(chǎn)能，新建一座30萬(wàn)噸級銅冶煉廠(chǎng)，采用世界上最先進(jìn)的閃速煉銅工藝技術(shù)；同時(shí)為了提升整個(gè)工廠(chǎng)的自動(dòng)化應用水平和設備信息化管理水平，決定在新建30萬(wàn)噸銅冶煉項目中采用目前最新的FF總線(xiàn)技術(shù)，并配套購買(mǎi)了PRM/AMS設備管理軟件，為實(shí)現FF智能儀表設備維護管理創(chuàng )新應用提供了先決條件。

    2  工程項目介紹

    貴冶新30萬(wàn)噸設計基礎為（礦產(chǎn)陽(yáng)極銅20萬(wàn)噸/年+10萬(wàn)噸/年雜處理陰極銅），貴冶采用的生產(chǎn)流程為配料輸送干燥-閃速熔煉-電爐處理-轉爐吹煉-陽(yáng)極爐精煉-電解精煉-冶煉煙氣制酸以及配套的余熱鍋爐和空分系統等子系統。對配套的過(guò)程自動(dòng)化控制技術(shù)和設備，經(jīng)綜合考察了解自動(dòng)化設備廠(chǎng)商和用戶(hù)，決定采用以FF總線(xiàn)為主，其它為輔的混合式控制方案，閃速爐硫酸主工藝流程選用艾默生公司的Deltav FF總線(xiàn)控制系統，而主要的配套裝置空分系統選用橫河公司的CS3000FF總線(xiàn)控制系統。主要的FF總線(xiàn)設備（將近500臺套、100個(gè)總線(xiàn)網(wǎng)段）有：

    （1）主工藝線(xiàn)采用的是以艾默生公司為主的現場(chǎng)總線(xiàn)設備，主要有：3051S系列壓力和差壓變送器，流量為8800C系列渦街流量計，溫度變送器采用3244P系列和848T-8路溫度變送器，控制閥門(mén)采用配套的費希爾DVC6000F系列數字閥門(mén)控制器，部分采用了E+H、霍尼韋爾公司（Honeywell）、ABB公司的壓力、流量、溫度等FF總線(xiàn)變送器。

    （2）配套的輔助工藝設備采用的是以橫河公司為主的現場(chǎng)總線(xiàn)設備，主要有：EJA和EJX系列差壓變送器和壓力變送器、AXF電磁流量計、YTA320溫度變送器、YVP110定位器；SAMSON公司的總線(xiàn)儀表主要是3787定位器，部分有3730-5定位器。

    3  FF總線(xiàn)設備的維護管理創(chuàng )新應用

    眾所周知，現場(chǎng)總線(xiàn)設備最大的優(yōu)勢是數字化、智能化與功能自治化、豐富的信息與自診斷功能等。因此，如何使用好、管理好和發(fā)揮好這些智能總線(xiàn)設備的功能優(yōu)勢，是項目主要目標之一，以下筆者主要對該廠(chǎng)使用的FF智能總線(xiàn)設備在管理創(chuàng )新和維護創(chuàng )新這兩方面的應用經(jīng)驗加以總結。

    3.1  完善了新30萬(wàn)噸儀表設備文檔管理

    通過(guò)開(kāi)發(fā)利用設備資源管理系統PRM/AMS系統內部功能模塊，基本上能夠建立和健全整個(gè)系統中使用的智能儀表設備臺帳，以及相關(guān)的設備診斷信息的歸檔等文件管理系統；形成了以管理設備制造廠(chǎng)家信息、位號、設備描述、裝置參數、維護記錄、診斷信息記錄，完善儀表設備臺帳、點(diǎn)檢計劃、點(diǎn)檢規范等內容的設備臺帳歸檔系統。如：通過(guò)PRM資源管理系統能夠形成智能設備在FCS系統中的組態(tài)和設備制造等信息（如表1所示，這里僅羅列了設備部分信息）。

    3.2  智能儀表設備管理維護創(chuàng )新應用

    在智能設備管理創(chuàng )新維護方面，現階段主要開(kāi)展對FF智能設備的控制室遠程調校、遠程維護和借助設備管理PRM/AMS軟件系統平臺對智能設備的故障狀態(tài)和報警信息進(jìn)行就地分析，以及對FF閥門(mén)定位器的特征曲線(xiàn)進(jìn)行在線(xiàn)實(shí)時(shí)分析這幾個(gè)方面的內容開(kāi)展了應用創(chuàng )新攻關(guān)，同時(shí)取得了以下效果：

    3.2.1  組建了智能儀表設備管理平臺

    首先安裝智能儀表設備管理系統軟件PRM/AMS（Asset Management System）及插件閥門(mén)管理軟件（如ValveLink軟件），然后建立智能儀表設備管理數據庫（如AMS數據庫）平臺。該AMS數據庫系統包括了它所連接到DCS系統中的所有智能儀表。通過(guò)利用該數據庫系統平臺，來(lái)開(kāi)發(fā)設備資源管理系統內部功能模塊，建立健全設備臺帳管理，設備診斷信息的歸檔，同時(shí)利用該平臺，完成對連接到該系統的智能設備進(jìn)行管理和維護，如儀表設備報警監測、儀表設備組態(tài)、設備調校以及工作狀態(tài)查詢(xún)等。

    3.2.2  智能儀表設備管理維護創(chuàng )新應用

    3.2.2.1  PRM/AMS管理軟件應用開(kāi)發(fā)

    通過(guò)對PRM/AMS管理軟件應用開(kāi)發(fā)，實(shí)現了儀表設備的操作維護在系統中進(jìn)行，即遠程的儀表室中完成對FF現場(chǎng)儀表設備的零點(diǎn)、量程以及其它參數的校驗和調整，提高了維護的效率，減少維護人員的勞動(dòng)強度和日?，F場(chǎng)檢查的工作量。另外，現階段正在實(shí)施利用目前工廠(chǎng)網(wǎng)絡(luò )設備、PI實(shí)時(shí)數據庫、FF總線(xiàn)系統OPC功能、PRM/AMS管理軟件等資源和平臺。在這個(gè)平臺上，來(lái)實(shí)現對新系統所有FF總線(xiàn)設備進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)數據、運行狀態(tài)、故障信息等，進(jìn)行遠程監視和遠程設備維護方面的應用開(kāi)發(fā)。

    3.2.2.2  維護創(chuàng )新

    由于現場(chǎng)儀表設備與控制系統之間的通訊協(xié)議與傳統儀表不同，智能設備的使用將使工廠(chǎng)的維護工作和方式都發(fā)生了徹底的改變，主要體現在以下幾個(gè)方面：

   （1）日常檢查

    傳統巡檢主要是到生產(chǎn)現場(chǎng)對儀表設備進(jìn)行外觀(guān)檢查，如取壓口有無(wú)泄漏、氣源管有無(wú)脫落等，巡檢路線(xiàn)遠、環(huán)境復雜、效率較低，并且對儀表詳細工作狀態(tài)及參數如電子元件工作狀態(tài)、儀表內部溫度、閥門(mén)開(kāi)度偏差等都難以掌握。而采用了PRM/AMS后，大部分巡檢工作可在PRM/AMS應用站上瀏覽完成，并且還可以掌握儀表的詳細工作狀態(tài)和參數，通過(guò)查看有無(wú)報警和提示，便可以了解儀表的基本工作狀況，巡檢速度快且發(fā)現問(wèn)題的準確度高。

            表1  智能設備在FCS系統中的組態(tài)和設備制造信息

            

   （2）操作維護在系統中進(jìn)行

    日常的維護信息可以通過(guò)采用全數字、雙向通訊和實(shí)時(shí)的自診斷功能的現場(chǎng)總線(xiàn)裝置中獲??；并在儀表室內完成對FF現場(chǎng)儀表設備進(jìn)行零點(diǎn)、量程以及其他參數的校驗和調整，提高了維護的效率。另外基于微處理器的現場(chǎng)總線(xiàn)設備具有自檢與通訊能力，能減少工廠(chǎng)停車(chē)時(shí)間，提高安全性。如在不知情的情況下使用了一臺有問(wèn)題的設備，一旦總線(xiàn)設備有問(wèn)題或出現故障時(shí)，其自診斷系統會(huì )向你發(fā)出通知，這樣就減少了無(wú)謂和無(wú)目的檢查和巡檢時(shí)間。又如，通過(guò)PRM設備資源管理軟件在控制室內對現場(chǎng)FF閥門(mén)定位器進(jìn)行零點(diǎn)標定與初始化功能，這一功能被稱(chēng)為橫河PRM標志性功能之一。對于非智能儀表出了零點(diǎn)偏差、修改量程等等維護，維護人員必須去現場(chǎng)進(jìn)行標定。對于FF總線(xiàn)智能儀表，在PRM上即可進(jìn)行這項工作，節約了不少時(shí)間和工作量。如果零點(diǎn)標定不能解決問(wèn)題，可對其進(jìn)行初始化，使其恢復到出廠(chǎng)狀態(tài)。如對3787定位器可以進(jìn)行表2所示的調校。

              表2  3787定位器零點(diǎn)/量程

              

    而對于部分定位器零點(diǎn)標定不能解決的問(wèn)題，恢復到出廠(chǎng)狀態(tài)后，然后按照應用中所需數據對其進(jìn)行設置即可，以橫河定位器YVP系列為例這些數據主要包括內容見(jiàn)表3。

              表3  橫河定位器YVP系列標定數據參數表

               
   
   （3）維護創(chuàng )新

    如果現場(chǎng)儀表出現問(wèn)題，可以提示儀表設備出現問(wèn)題的部位和故障原因等診斷信息，給維護人員提供一個(gè)排除故障的信息采單。以前，儀表故障是由儀表工作人員到現場(chǎng)進(jìn)行詳細的檢查來(lái)確定。而采用了PRM/AMS后，通過(guò)查看儀表報警、維護建議及其詳細參數就基本可以確定儀表故障類(lèi)型，故障處理速度快、針對性強。比如AMS報警出現某個(gè)儀表內部溫度高報，提醒工作人員查看儀表安裝位置附近有沒(méi)有不利于儀表正常工作的熱源。如某臺DVC6000f閥門(mén)定位器雖然可以正常工作，但是有反饋故障報警，同時(shí)控制模式切換（智能定位器具有兩種工作方式），即從位置反饋調節方式切換到輸出氣壓力調節方式，則可以確定反饋部件出現脫落或損壞故障。又如某臺閥門(mén)出現不動(dòng)作現象，通過(guò)查看閥門(mén)定位器的各個(gè)參數，若發(fā)現供氣口壓力為零，則判斷故障可能是供氣氣源管脫落或供氣氣源手動(dòng)球閥關(guān)閉。

    3.2.2.3  ValveLink軟件應用

    ValveLink軟件是針對智能閥門(mén)定位器的一種分析工具軟件，它具有狀態(tài)查詢(xún)、組態(tài)、校驗、診斷、報表等功能。尤其其強大的診斷功能，讓閥門(mén)維護工作進(jìn)入了嶄新的階段。通過(guò)利用閥門(mén)診斷工具軟件，已完成了對FF閥門(mén)定位器設備的參數設置、初始化設置、零點(diǎn)或量程校驗、同時(shí)還可以對閥門(mén)組態(tài)的功能塊和其它組態(tài)功能進(jìn)行測試和維護等；另外，通過(guò)分析閥門(mén)特征曲線(xiàn)如行程與執行機構壓力曲線(xiàn)、輸入信號與行程曲線(xiàn)、輸入信號與驅動(dòng)信號、時(shí)間與行程曲線(xiàn)四種特性曲線(xiàn)，從這些特性曲線(xiàn)中，可以正確的分析閥門(mén)的運行和閥體的狀況好壞情況；可以作到診斷閥門(mén)的填料函泄漏；可以診斷閥座與閥塞是否有磨損，診斷執行機構是否有串氣、漏氣、閥桿磨檫力（填料的松與緊）等情況，提供包括定位器在內的整體性能以及滯后和死區信息；從閥們的動(dòng)態(tài)特動(dòng)曲線(xiàn)中可以看到閥桿是否粘住或跳動(dòng)，分析閥門(mén)的響應，提供閥門(mén)動(dòng)態(tài)速度信息，提供超調和動(dòng)作速度信息。再根據這些設備的報警信息，能夠幫助提醒工作人員閥門(mén)哪些地方需要進(jìn)行維護和維修。

    該廠(chǎng)通過(guò)借助閥門(mén)診斷軟件，利用平時(shí)定修和月修期間有針對性地對出現報警或維護信息提示的現場(chǎng)閥門(mén)進(jìn)行在線(xiàn)實(shí)時(shí)分析和對比分析，并做好閥門(mén)特征曲線(xiàn)分析記錄和保存，基本上實(shí)現了指導設備檢修人員維護檢修和提供故障處理參考幫助，同時(shí)為年度大修，提供是否下線(xiàn)檢修依據，避免造成設備過(guò)度檢修或欠修，達到降低維護費用的目的。

    4  思考與展望

    貴溪冶煉廠(chǎng)通過(guò)利用PRM/AMS管理維護系統和相關(guān)的插件，在設備的歸檔管理、設備的中央巡檢、中央整定、調校，以及智能閥門(mén)的維護應用方面取得了一定效果。但由于受到工廠(chǎng)自身人、財、力、技術(shù)水平等各方面的條件限制，離設備廠(chǎng)商和專(zhuān)家所描述的設備管理維護應用相差甚遠。下一步為了方便維護、提高維護效率和降低維護成本等，真正的實(shí)現設備故障前的主動(dòng)維護和預測性維護的目的，應從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮和開(kāi)展工作：

   （1）通過(guò)FF總線(xiàn)設備的預測性維護，避免傳統的事后被動(dòng)維護修，而造成設備過(guò)度檢修或欠修，降低維護和備件費用；

   （2）通過(guò)FF總線(xiàn)設備的預測性維護減少工廠(chǎng)非計劃性停車(chē)，從而減少工廠(chǎng)非計劃性停車(chē)檢修所帶來(lái)的重大損失；

   （3）通過(guò)PI實(shí)時(shí)數據庫系統軟件平臺，以及設備本身提供的運行狀態(tài)、設備制造商提供的設備制造信息、過(guò)程事件、過(guò)程報警以及大量的設備診斷故障等信息。開(kāi)發(fā)軟件對設備進(jìn)行監視和狀態(tài)分析，最終給維護人員提供一個(gè)排除故障的信息采單，實(shí)現智能儀表設備維護管理創(chuàng )新。

   （4）通過(guò)FF總線(xiàn)設備的預測性維護，能夠做到有計劃性準備備件，避免備件的積壓和漏定。
隨著(zhù)現場(chǎng)總線(xiàn)設備的發(fā)展和生產(chǎn)廠(chǎng)商在不斷完善設備同時(shí)，不斷推出更加方便和完善的診斷專(zhuān)家系統軟件；隨著(zhù)總線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展，設備的維護正朝著(zhù)計算機輔助故障識別、診斷技術(shù)、專(zhuān)家系統方向發(fā)展。另外，隨著(zhù)數據庫工具、統計工具和專(zhuān)用分析軟件的豐富和發(fā)展等，使得設備的維護變得越來(lái)越簡(jiǎn)單直觀(guān)。同樣，對每臺關(guān)鍵設備進(jìn)行預測分析及可靠性評估，將使系統定期的大修成為歷史，取而代之的將是針對個(gè)別設備的預測維護，大幅度增加裝置的有效運行時(shí)間，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率降低維護成本。

    5  結束語(yǔ)

    由于采用了現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，可以更加精確的確定設備何時(shí)出現問(wèn)題，可以連續監視運行狀態(tài)信息，分析設備出現的“先導性指示”，預測出設備可能出現的故障，并與高級診斷工具軟件件結合還可以提示解決問(wèn)題措施，實(shí)現前瞻性維護，這正是現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)真正的亮點(diǎn)。因此，希望智能設備生產(chǎn)廠(chǎng)商在不斷完善設備同時(shí)，不斷推出更加方便和完善的診斷專(zhuān)家系統軟件，使其真正發(fā)揮現場(chǎng)智能設備的功效。

                                                                            ——轉自《自動(dòng)化博覽》