賴紅軍 王志芳

(中國(guó)石油天然氣股份有限公司獨(dú)山子石化公司信息網(wǎng)絡(luò)公司)

利用PRM系統(tǒng)提升儀表設(shè)備的維護(hù)與管理水平

賴紅軍 王志芳

(中國(guó)石油天然氣股份有限公司獨(dú)山子石化公司信息網(wǎng)絡(luò)公司)

探討利用PRM系統(tǒng)提升儀表設(shè)備的維護(hù)與管理水平，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)的方法。

PRM 儀表設(shè)備 預(yù)測(cè)維護(hù)

煉化是高危行業(yè)，以高溫、高壓、易燃、易爆為主要特點(diǎn)，因而在工藝過(guò)程中，局部的、瞬態(tài)的異常工況可能會(huì)引起大范圍的嚴(yán)重后果。傳統(tǒng)的儀表維護(hù)方式主要是故障事后維修或定期維修。隨著煉油產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，裝置生產(chǎn)越來(lái)越重視“安、穩(wěn)、長(zhǎng)、穩(wěn)、優(yōu)”運(yùn)行，傳統(tǒng)的事后維修工作已經(jīng)不能完全滿足需要。及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備故障隱患，成為現(xiàn)代煉化企業(yè)儀表設(shè)備維護(hù)與管理的發(fā)展趨勢(shì)。

1 預(yù)測(cè)維護(hù)實(shí)現(xiàn)的工具

預(yù)測(cè)性維護(hù)集設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷、故障(狀態(tài))預(yù)測(cè)、維護(hù)決策支持和維護(hù)活動(dòng)于一體，通過(guò)檢測(cè)在線運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)來(lái)決定是否對(duì)該設(shè)備進(jìn)行必要的主動(dòng)維護(hù)。要實(shí)現(xiàn)儀表設(shè)備的預(yù)測(cè)性維修，基礎(chǔ)是要采用現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備，其次是配備智能設(shè)備管理軟件[1]。

工廠資源管理系統(tǒng)(Plant Resource Manager，PRM)可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線儀表、HART儀表和其他儀表進(jìn)行集中的管理與維修。作為一套總括性的資產(chǎn)管理解決方案，PRM系統(tǒng)將預(yù)測(cè)診斷得到的信息提供給用戶。通過(guò)多種協(xié)議，PRM系統(tǒng)將各種不同智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的維護(hù)信息收集在一起，并保存在中央數(shù)據(jù)庫(kù)中。PRM系統(tǒng)能客觀精確地分析儀表運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)先判斷儀表異常和故障。預(yù)測(cè)性維修技術(shù)給用戶足夠的時(shí)間將事故消滅在萌芽狀態(tài)。

2 PRM系統(tǒng)的應(yīng)用

獨(dú)山子石化公司大部分煉油和化工裝置均采用橫河CS3000系列，并輔以PRM系統(tǒng)，基于HART協(xié)議，借用DCS硬件信道傳輸現(xiàn)場(chǎng)智能儀表的所有數(shù)字信號(hào)，配合帶HART信息集中管理功能，構(gòu)建了PRM維護(hù)管理系統(tǒng)。通信路線如圖1所示。SIS系統(tǒng)采用的是TRICON產(chǎn)品，雖然系統(tǒng)本身未附帶HART管理功能，但I(xiàn)/O卡件的接線電路板支持HART通信，可使用轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)HART信號(hào)與PRM系統(tǒng)的傳輸。

3 PRM系統(tǒng)的功能及其優(yōu)點(diǎn)

PRM系統(tǒng)除了具有電子文檔管理、歷史記錄管理、巡檢和檢修記錄以及運(yùn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)等功能外，還具備3個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

3.1使用PRM實(shí)現(xiàn)預(yù)防性維護(hù)

傳統(tǒng)DCS只能得到現(xiàn)場(chǎng)儀表的測(cè)量值一個(gè)數(shù)據(jù)，而通過(guò)PRM系統(tǒng)，能同時(shí)得到幾十甚至上百個(gè)數(shù)據(jù)，包括儀表自身的“健康”狀態(tài)、儀表基本信息、儀表功能設(shè)置參數(shù)及儀表報(bào)警信息等。PRM系統(tǒng)將這些數(shù)據(jù)集中到服務(wù)器上，集中顯示、存儲(chǔ)、分析并輸出。使用人員可以方便地在PRM客戶端實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制現(xiàn)場(chǎng)儀表的內(nèi)部參數(shù)，可以詳細(xì)顯示儀表的具體運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)儀表性能下降的趨勢(shì)和故障先兆，提前安排維修，趕在未影響生產(chǎn)之前消除隱患[2]。

儀表人員通過(guò)智能在線管理平臺(tái)巡檢現(xiàn)場(chǎng)設(shè)

圖1 PRM系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通信連接示意圖

備運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，發(fā)現(xiàn)加氫裂化裝置中某壓力表存在報(bào)警信號(hào)(圖2)，通過(guò)報(bào)警監(jiān)測(cè)畫面發(fā)現(xiàn)報(bào)警參數(shù)為More Ststus Available；進(jìn)入DTM設(shè)備類型管理器(Device Type Manager)采集設(shè)備的詳細(xì)信息為：鍵位沾滯(Stuck Key)，如圖3所示。

圖2 壓力變送器報(bào)警信息

圖3 壓力變送器DTM報(bào)警信息

3.2使用PRM進(jìn)行設(shè)備基礎(chǔ)維護(hù)

使用PRM系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)設(shè)備信息，尤其對(duì)于高空、封閉空間及邊緣區(qū)域等危險(xiǎn)區(qū)域的設(shè)備，以前在設(shè)備安裝完成后再無(wú)法查看設(shè)備信息，使用PRM系統(tǒng)后，即可在機(jī)柜間內(nèi)完成資料統(tǒng)計(jì)，方便設(shè)備管理、計(jì)劃上報(bào)及臺(tái)賬更新等[3]。此外，電子版信息的遠(yuǎn)程收集，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備更換后，可一次性完成設(shè)備具體信息的下裝和更新，保證信息準(zhǔn)確與完善的同時(shí)，減輕了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

3.3使用PRM提高儀表聯(lián)校聯(lián)鎖試驗(yàn)效率

利用PRM進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的調(diào)校、參數(shù)設(shè)定及回路測(cè)試等，能充分節(jié)約調(diào)試時(shí)間，發(fā)揮智能設(shè)備和PRM的優(yōu)勢(shì)[4]。傳統(tǒng)的方法，調(diào)試時(shí)需要多人在現(xiàn)場(chǎng)用信號(hào)發(fā)生器同時(shí)給信號(hào)，一個(gè)人在中控室，尤其是特殊的復(fù)雜控制回路調(diào)試需要耗費(fèi)大量時(shí)間，而且難度很大，同時(shí)還要考慮到儀器和人為的誤差。采用PRM系統(tǒng)，每個(gè)回路只需一個(gè)人在中控室，一人在現(xiàn)場(chǎng)觀察動(dòng)作結(jié)果，調(diào)試時(shí)間大幅縮短[5]。

新型煉油化工裝置的聯(lián)鎖邏輯都較復(fù)雜，涉及儀表數(shù)量大，如加氫裂化裝置共有聯(lián)鎖回路191個(gè)，制氫裝置“轉(zhuǎn)化爐燃燒聯(lián)鎖”一個(gè)聯(lián)鎖就涉及現(xiàn)場(chǎng)儀表18臺(tái)(最少需要7臺(tái)信號(hào)發(fā)生器同時(shí)工作)，一次試驗(yàn)要20名測(cè)試員同時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)。增加了聯(lián)鎖試驗(yàn)的工作量和難度。尤其是裝置臨時(shí)停工的情況下，全裝置聯(lián)鎖試驗(yàn)耗時(shí)長(zhǎng)(制氫裝置一次完整聯(lián)鎖試驗(yàn)需要加班4天完成)，直接影響裝置恢復(fù)開(kāi)工的時(shí)間，致使其經(jīng)濟(jì)損失巨大。聯(lián)鎖試驗(yàn)效率正成為制約煉化裝置的瓶頸問(wèn)題。使用PRM系統(tǒng)，可以利用智能儀表設(shè)備的數(shù)據(jù)處理功能，對(duì)聯(lián)鎖試驗(yàn)方法進(jìn)行改進(jìn)。對(duì)比圖4、5可以看出，試驗(yàn)所用的模擬信號(hào)走過(guò)的路徑完全相同，甚至還多測(cè)試了變送器的輸出功能。因此可以保證新試驗(yàn)方法滿足傳統(tǒng)方法對(duì)信號(hào)通路和邏輯測(cè)試質(zhì)量要求，不存在方法偏差。

圖4 原儀表設(shè)備遠(yuǎn)傳基礎(chǔ)信息

圖5 改進(jìn)的儀表設(shè)備遠(yuǎn)傳基礎(chǔ)信息

4 結(jié)束語(yǔ)

PRM系統(tǒng)在獨(dú)山子石化公司的實(shí)際應(yīng)用中，從預(yù)防性維護(hù)信息的捕捉到最后故障處理、判斷，均起到了較為關(guān)鍵的作用，為現(xiàn)場(chǎng)主要閥門設(shè)備故障信息分析提供了充分的參考數(shù)據(jù)，增強(qiáng)了現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)技術(shù)的手段。同時(shí)也為基礎(chǔ)儀表設(shè)備的基礎(chǔ)維護(hù)提供了可靠的支持，提高了工作效率、降低了運(yùn)行成本。最后，從設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)、閥門體系建立的實(shí)際情況來(lái)看，該系統(tǒng)的運(yùn)用為企業(yè)帶來(lái)了重大的實(shí)際增效。

[1] 胡相斌,陳強(qiáng),李蕓.基于狀態(tài)的石化企業(yè)設(shè)備一體化管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[J].化工自動(dòng)化及儀表,2012,39(5):666～668.

[2] 石林,王洪元,徐守坤,等.HART智能儀表在線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].石油化工自動(dòng)化,2007,43(2):26～29.

[3] 李朝陽(yáng).自動(dòng)化儀表和控制設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)及其改進(jìn)[J].化工自動(dòng)化及儀表,2016,43(4):412～415.

[4] 馮慧山.PRM現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備管理系統(tǒng)在天津石化的應(yīng)用[J].中國(guó)設(shè)備工程,2010,(11):30～31.

[5] 喬禎,姚強(qiáng),王冰,等.工廠資源管理系統(tǒng)(PRM)在煉油企業(yè)的應(yīng)用[J].自動(dòng)化應(yīng)用,2010,(8):6～8.

賴紅軍(1975-)，高級(jí)工程師，從事現(xiàn)場(chǎng)儀表及控制系統(tǒng)的維護(hù)工作。

聯(lián)系人王志芳(1984-)，高級(jí)工程師，從事現(xiàn)場(chǎng)儀表及控制系統(tǒng)的維護(hù)工作，lyc_wzf1@petrochina.com.cn。

TH865

B

1000-3932(2017)11-1088-03

2017-07-19，

2017-09-06)

2018第十五屆中國(guó)(上海)國(guó)際工業(yè)自動(dòng)化及工業(yè)機(jī)器人展覽會(huì)

展會(huì)時(shí)間2018年3月7～10日展會(huì)地點(diǎn)國(guó)家會(huì)展中心(上海)

2018上海國(guó)際工業(yè)自動(dòng)化及工業(yè)機(jī)器人展覽會(huì)(簡(jiǎn)稱“SIA ShangHai”)將于2018年3月7～10日在國(guó)家會(huì)展中心(上海)與“中國(guó)國(guó)際現(xiàn)代工業(yè)智能裝備展”兩展同期舉辦，共同演繹中國(guó)乃至全球工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用領(lǐng)域頂級(jí)盛會(huì)。本屆展會(huì)將涉及工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、工業(yè)裝配與傳輸技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人整機(jī)與零部件、智慧工廠解決方案、工業(yè)自動(dòng)化全面解決方案、人工智能機(jī)器人、機(jī)器視覺(jué)/傳感器、非標(biāo)設(shè)備定制及工業(yè)裝配流水線等產(chǎn)品領(lǐng)域。促使生產(chǎn)過(guò)程更專業(yè)、更系統(tǒng)、性能更高，促進(jìn)最新產(chǎn)品、技術(shù)和理念在制造業(yè)更多應(yīng)用，最終達(dá)到生產(chǎn)過(guò)程更快、更好、更省的目的。

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