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應(yīng)用設(shè)計(jì)

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

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

2009/4/29 0:00:00

      計(jì)算機(jī)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(guò)程的控制和設(shè)備管理管理重要的手段。工程實(shí)踐中多次運(yùn)用”893-iCAN”現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)很好地解決了復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)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(guò)去沒(méi)有自動(dòng)化的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)手段時(shí)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(duì)策,屬于被動(dòng)性的措施,有時(shí)甚至?xí)斐蓢?yán)重后果,生產(chǎn)規(guī)模越來(lái)越大,結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜,不同區(qū)域之間的互聯(lián)也越來(lái)越緊密,這就使得系統(tǒng)中所發(fā)生的故障對(duì)系統(tǒng)本身的影響也隨之?dāng)U大。計(jì)劃性定期強(qiáng)制性維修,這種檢修方式以時(shí)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(yàn)確定檢修周期,按事先指定的檢修周期按期進(jìn)行檢修,對(duì)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(shí)間就要檢修。加強(qiáng)對(duì)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(jī)帶來(lái)的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失,是保證生產(chǎn)長(zhǎng)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(shí)間間隔為基礎(chǔ)的計(jì)劃?rùn)z修,這種檢修方式隨著生產(chǎn)自動(dòng)化程度的不斷提高,計(jì)算機(jī)管理水平的不斷完善,其自身的缺陷逐步暴露出來(lái)。由于定期檢修,將不可避免“過(guò)修 ”或 “欠修”,過(guò)修增加了不必要的檢修費(fèi)用,欠修則降低了設(shè)備的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。,實(shí)際上一些設(shè)備的長(zhǎng)期處于待機(jī)狀態(tài),真正運(yùn)行時(shí)間并不長(zhǎng),實(shí)際上設(shè)備狀態(tài)良好,雖然定期預(yù)防性維修制對(duì)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(shí)際狀況,單純按規(guī)定的時(shí)間間隔對(duì)設(shè)備進(jìn)行相當(dāng)程度維修方法,會(huì)出現(xiàn)不必要的過(guò)度維修,即“維修過(guò)剩”。造成設(shè)備的有效利用時(shí)間的損失和人力、物力、財(cái)力的浪費(fèi),且很難預(yù)防隨機(jī)因素引起的故障;設(shè)備的維修則通常是出了問(wèn)題再修理,隨著生產(chǎn)的規(guī)模越來(lái)越大,不同區(qū)域之間的互聯(lián)越來(lái)越緊密,這就使得局部發(fā)生的故障對(duì)系統(tǒng)的影響也隨之?dāng)U大,有時(shí)候會(huì)造成嚴(yán)重后果。
       現(xiàn)在相關(guān)設(shè)備從設(shè)計(jì)到制造工藝全過(guò)程的質(zhì)量和可靠性有了大提高,現(xiàn)場(chǎng)安裝工藝的規(guī)范化,檢測(cè)技術(shù)和手段的完善,遺留給運(yùn)行部門(mén)的隱患減少,這就使得定期檢修制度變得較為不合實(shí)際。借助計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)通過(guò)全面完整的搜集設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù),并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),分析,判斷,實(shí)現(xiàn)較深層次的挖掘,可以報(bào)告設(shè)備的健康狀況,對(duì)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(duì)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(yùn)用計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)手段對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)管理勢(shì)在必行。設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)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(yùn)行的重要途徑。維修方式也逐步地從定期維修過(guò)渡到以狀態(tài)監(jiān)測(cè)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(fèi)用,減少停機(jī)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(shí)時(shí)管理的基礎(chǔ)上,是在對(duì)設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)的設(shè)備和相關(guān)的工藝過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)診斷,自動(dòng)搜集設(shè)備運(yùn)行中的動(dòng)態(tài)信息如設(shè)備運(yùn)行日記,設(shè)備的運(yùn)行歷史信息和實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)等,為設(shè)備的運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供依據(jù)和指導(dǎo)。利用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)提供的先進(jìn)手段,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行的歷史和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),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(dòng)化系統(tǒng)分成結(jié)構(gòu)上相互獨(dú)立功能相對(duì)簡(jiǎn)單的子系統(tǒng),簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),便于系統(tǒng)的組建及運(yùn)行維護(hù)。分層分區(qū)的體系結(jié)構(gòu),現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)和測(cè)控模塊能夠深入現(xiàn)場(chǎng)完成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的監(jiān)測(cè),這也就為設(shè)備維護(hù)管理部門(mén)創(chuàng)造了條件,可以低成本地全面地搜集設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。


      893系統(tǒng)把復(fù)雜的工程自動(dòng)化系統(tǒng)按照區(qū)域或工藝分成結(jié)構(gòu)上相互獨(dú)立、功能相對(duì)簡(jiǎn)單集中的區(qū)域或工藝監(jiān)控子系統(tǒng),簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),有利于監(jiān)控的獨(dú)立,提高實(shí)時(shí)性,便于系統(tǒng)的改擴(kuò)建及運(yùn)行維護(hù)。同時(shí)各監(jiān)控子系統(tǒng)之間及與管理層之間的獨(dú)立性,任何的局部故障都不會(huì)對(duì)其他部分造成危害,提高了系統(tǒng)的可靠性和容錯(cuò)能力。
       “893-iCAN”現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)及現(xiàn)場(chǎng)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(yàn),滿(mǎn)足工業(yè)惡劣的現(xiàn)場(chǎng)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(cè)控點(diǎn)的分布情況合理分配控制前端的安裝位置。當(dāng)今機(jī)電一體化技術(shù)和微控制器技術(shù)的迅速發(fā)展,越來(lái)越多的智能化設(shè)備在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)得到了應(yīng)用,很多設(shè)備都具備了自診斷功能,如現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接口的傳感器(變送器)、電動(dòng)閥門(mén)、智能化的空調(diào)機(jī)組、自診斷能力的電機(jī)等等,實(shí)現(xiàn)設(shè)備在線(xiàn)實(shí)時(shí)診斷的條件已經(jīng)初步具備。我們專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)開(kāi)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(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)的系統(tǒng)集成,不僅可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程和設(shè)備的集中控制,也實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)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(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)檢測(cè)。運(yùn)用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)在線(xiàn)檢測(cè)和診斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)分析處理,預(yù)測(cè)設(shè)備故障,根據(jù)設(shè)備實(shí)際狀態(tài)制訂設(shè)備維護(hù)計(jì)劃和措施,消除隱患,無(wú)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(dòng)性相對(duì)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(shí)現(xiàn)無(wú)縫交接,幾年后可能就很難有技術(shù)人員能對(duì)工程設(shè)備情況有全面的掌握,運(yùn)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(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的監(jiān)控能力開(kāi)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(jì)算機(jī)現(xiàn)場(chǎng)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(duì)保障生產(chǎn)的安全高效具有重要意義。
       遼寧營(yíng)口發(fā)電廠運(yùn)用893現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)對(duì)全廠各類(lèi)電機(jī)和泵站進(jìn)行設(shè)備管理取得了很好的效果。893現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)反饋電機(jī)運(yùn)行中的各項(xiàng)運(yùn)行“健康指數(shù)”(如軸瓦溫度,通過(guò)電機(jī)電壓,電流參數(shù)判斷斷電,斷相,通過(guò)轉(zhuǎn)矩辨識(shí)算法得到電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩等),對(duì)電機(jī)運(yùn)行中的異常狀態(tài)及時(shí)報(bào)警,實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)診斷。通過(guò)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析,優(yōu)化設(shè)備的調(diào)度運(yùn)行,對(duì)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(shí)行設(shè)備的“狀態(tài)性”的維護(hù)和設(shè)備數(shù)字化動(dòng)態(tài)管理。在了解和掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)的基礎(chǔ)上區(qū)分、識(shí)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(bào)故障的發(fā)展趨勢(shì)。設(shè)備狀態(tài)維護(hù)系統(tǒng)和一般生產(chǎn)運(yùn)行測(cè)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(cè)設(shè)備運(yùn)行的參數(shù)而且能根據(jù)對(duì)設(shè)備監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià),分析設(shè)備的故障類(lèi)型與原因。它是將監(jiān)測(cè)、控制、評(píng)價(jià)融為一體的系統(tǒng)。在企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)運(yùn)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(píng)價(jià)軟件,對(duì)設(shè)備運(yùn)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(yùn)行監(jiān)測(cè)中都得到了很好的應(yīng)用,在現(xiàn)有的生產(chǎn)運(yùn)行測(cè)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開(kāi)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(jì)圖紙,工程安裝情況等,還包括維護(hù)管理過(guò)程中輸入的各類(lèi)人工管理信息,如,設(shè)備升級(jí)維修及保養(yǎng)記錄,備品庫(kù)存等,同時(shí)能結(jié)合設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)的自動(dòng)搜集設(shè)備運(yùn)行中的動(dòng)態(tài)信息如設(shè)備運(yùn)行日記,設(shè)備的歷史運(yùn)行過(guò)程和實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)等。這樣完整反映設(shè)備“生命過(guò)程”中的各項(xiàng)“健康指數(shù)”,對(duì)設(shè)備運(yùn)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(duì)病人全面檢查并結(jié)合病人的病史才能對(duì)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(guò)了解和掌握設(shè)備在使用過(guò)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(bào)故障發(fā)展趨勢(shì)。
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(dòng)調(diào)度及優(yōu)化運(yùn)行
       為了可靠性的要求,對(duì)生產(chǎn)過(guò)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(dòng)調(diào)度策略保障設(shè)備的均衡運(yùn)行,避免單一設(shè)備的過(guò)度運(yùn)轉(zhuǎn)或長(zhǎng)期待用。對(duì)一些特殊功能的設(shè)備也可以制定相應(yīng)的優(yōu)化運(yùn)行方案,比如空調(diào)機(jī)組,通風(fēng)系統(tǒng)等按照自動(dòng)運(yùn)行調(diào)度程序進(jìn)行自動(dòng)啟停,也可以按照內(nèi)外部環(huán)境條件通過(guò)對(duì)空調(diào)機(jī)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(lèi)繁雜、存放地點(diǎn)分散、設(shè)備資料分散,難以做到帳物一一對(duì)應(yīng),需要收集、整理、規(guī)范。備件和工具材料的種類(lèi)多,需要制定合理的庫(kù)存計(jì)劃和采購(gòu)

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