儀器儀表在過程工業(yè)中的作用是至關(guān)重要的,在同一個項目中,常常有成千上萬個不同種類、不同功能的儀器儀表在共同工作,以確保生產(chǎn)的順利運行。而對儀器儀表的維護與管理,自然也成為了企業(yè)所關(guān)注的重要一環(huán)。
這是由于一方面,儀器儀表的可靠性直接關(guān)系到整個生產(chǎn)過程的**和效率,一旦出現(xiàn)故障,輕則造成停車損失,重則導(dǎo)致嚴(yán)重事故;而另一方面,儀器儀表維護形成的財務(wù)成本和人力成本,是整個項目生命周期總成本的重要構(gòu)成部分,企業(yè)對此必定要做出精細的考量。所以,如何恰到好處地制定儀器儀表的維護策略,做到既保證穩(wěn)定可靠又節(jié)省成本,成為了受到廣泛關(guān)注與討論的課題。
預(yù)測性維護脫穎而出
據(jù)上海工業(yè)自動化儀表研究所教授級**工程師繆學(xué)勤介紹,傳統(tǒng)的儀器儀表維護方式主要是故障維護或定期維護。
其中故障維護是指當(dāng)檢測到儀器儀表設(shè)備出現(xiàn)故障后,再對其進行維修,這種方式比較被動,付出的成本也比較大;而定期維護則是指每隔一段固定的時間,就對儀器儀表進行人工巡檢,這種方式有一定的預(yù)防性,但由于維護周期往往無法得到合理的計算和確定,所以大部分巡檢過程事實上是不必要的,一定程度上也造成了人力物力的浪費。
近年來,在一些廠商的介紹與推動下,一種新的儀器儀表維護策略逐漸脫穎而出,這正是預(yù)測性維護。2009年11月5日,基金會現(xiàn)場總線應(yīng)用研討會在京召開,在會上,基金會現(xiàn)場總線中國市場委員會秘書長林永春、中國石化工程建設(shè)公司副總工程師林融等幾位嘉賓在演講中都不約而同地提到了儀器儀表的預(yù)測性維護及其實際應(yīng)用情況,這也印證了業(yè)界對于儀器儀表預(yù)測性維護的關(guān)注。
那么,這究竟是怎樣的一種維護策略呢?據(jù)林永春介紹,預(yù)測性維護技術(shù)是指通過檢測在線運行設(shè)備的狀態(tài)來決定是否對該設(shè)備進行必要的維護,而由于預(yù)測性維護對設(shè)備的狀態(tài)檢測一般都是在線進行,所以不會對設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)產(chǎn)生干擾,因此在節(jié)省成本的同時,設(shè)備運行的可靠性也得到加強,這也正是其綜合優(yōu)勢的體現(xiàn)。
預(yù)測性維護優(yōu)勢顯著
由于預(yù)測性維護是建立在對儀器儀表在線狀態(tài)的分析上的維護策略,所以在實際應(yīng)用中,這種預(yù)測性維護就體現(xiàn)出更加精準(zhǔn)的優(yōu)越性。繆學(xué)勤教授指出,從總體上而言,預(yù)測性維護*主要的效果是提高操作與維護人員的工作效率,也提高了儀器儀表的可靠性和生產(chǎn)的**性。
而談到這一維護方式的優(yōu)勢時,林永春認為,除以上談到的優(yōu)勢之外,預(yù)測性維護還可以幫助企業(yè)更加清晰地掌握工廠的運行信息、減少停車、提高控制精度,并使企業(yè)符合**、健康和環(huán)保法規(guī),從而從多個方面共同實現(xiàn)成本的降低。
林永春談到,無論是故障導(dǎo)致的非計劃停車,還是過于頻繁的計劃內(nèi)停車,都將增加不必要的成本,一旦出現(xiàn)重大事故,其造成的損失則更加可觀;而由于所有設(shè)備的維護記錄都可以在系統(tǒng)中以電子記錄的格式存在,這也有助于將來企業(yè)在應(yīng)對相應(yīng)的環(huán)保法規(guī)時,更加便于整理和提交所要求的報告和文檔。
如果從實際應(yīng)用的角度,將預(yù)測性維護與傳統(tǒng)維護方式相對應(yīng)比較時,其特點就更加明顯。中國石化工程建設(shè)公司副總工程師林融在演講中談到,與傳統(tǒng)方式相比,預(yù)測性維護解決了兩個關(guān)鍵問題。首先,與故障后維護的方式相比,預(yù)測性維護的可預(yù)測性使得問題在故障之前得到解決,而并非之后,這是從設(shè)備維修到設(shè)備管理的一個趨勢,也是**個關(guān)鍵問題;其次,與定期維護的方式相比,預(yù)測性維護的準(zhǔn)確性實現(xiàn)了只在必要時采取維護行為,從而節(jié)省了占整個維護工作63%的不必要工作量,這是**個關(guān)鍵問題??梢?,正是這兩方面的特點,使預(yù)測性維護真正稱得上是一種“恰到好處”的維護策略。
預(yù)測性維護提高工廠穩(wěn)定性
艾默生過程控制有限公司市場總監(jiān)林永春
《今》:請您簡要介紹儀器儀表預(yù)測性維護的含義與機制?這種方式的出現(xiàn)與發(fā)展是基于哪些方面的需求?
林永春:預(yù)測性維護(Predictive Maintenance)技術(shù)是通過檢測在線運行設(shè)備的狀態(tài)來決定是否對該設(shè)備進行必要的維護。對設(shè)備的狀態(tài)檢測可以是定期的或者是在線連續(xù)的方式,*終的目的是以一種低成本的方式在設(shè)備*佳性能喪失之前,能對它進行及時的維護。預(yù)測性維護對設(shè)備的狀態(tài)檢測一般都是在線進行,這樣不會對設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)產(chǎn)生干擾,因此能節(jié)省很多成本,設(shè)備運行的可靠性也得以加強。
預(yù)測性維護技術(shù)是隨著智能儀表的出現(xiàn)而發(fā)展的。在激烈的市場競爭中,每個企業(yè)都會面臨許多挑戰(zhàn),包括:提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量、盡量避免意外停產(chǎn)、努力降低生產(chǎn)和維護成本、降低能耗、符合國家的**生產(chǎn)和環(huán)保法規(guī)等等。預(yù)測性維護技術(shù)能有效地幫助企業(yè)應(yīng)對以上的挑戰(zhàn)。
《今》:要實現(xiàn)儀器儀表的預(yù)測性維護,需要基于哪些軟硬件的基礎(chǔ)?舉例而言,艾默生能夠為此提供哪些種類的系統(tǒng)、產(chǎn)品與服務(wù)?
林永春:要實現(xiàn)預(yù)測性維護,基礎(chǔ)是要采用現(xiàn)場智能儀表,其次是要配備智能設(shè)備管理軟件AMS?,F(xiàn)場智能設(shè)備現(xiàn)在已經(jīng)廣泛使用,AMS也已經(jīng)成為自動化系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)配置。
艾默生提供豐富的智能現(xiàn)場設(shè)備,比如壓力、溫度、液位、流量、分析儀表和閥門及閥門定位器等等,還有控制系統(tǒng)DeltaV和Ovation。艾默生的智能設(shè)備管理軟件AMS更是業(yè)界的翹楚。它可以集成各種HART和現(xiàn)場總線FF儀表,實現(xiàn)在線診斷、遠程組態(tài)、設(shè)備校驗記錄、設(shè)備臺賬管理等功能。如果附加其它應(yīng)用軟件,比如閥門的在線性能診斷軟件,AMS的功能更加強大。我們也為用戶提供現(xiàn)場服務(wù)和培訓(xùn),保證用戶用好,有效益。
我們從一個更高的層次來理解預(yù)測性維護在整個自動化結(jié)構(gòu)中的作用,提出工廠管控網(wǎng)(PlantWeb)的概念。所謂工廠管控網(wǎng)的概念,就是一個工廠自動化結(jié)構(gòu)必須能充分發(fā)揮現(xiàn)場設(shè)備智能的效益,現(xiàn)場智能信息上的來,用得上,并可以真正提高工廠的運行效益。
《今》:成本問題是比較受到關(guān)注的問題之一,對整個生命周期內(nèi)的成本而言,預(yù)測性維護能夠帶來怎樣的收益?有什么成功的案例?
林永春:預(yù)測性維護的優(yōu)勢是明顯的,現(xiàn)場設(shè)備的故障如果得不到早檢測早預(yù)報,小事故就可能造成大事故,輕則造成控制不穩(wěn)影響產(chǎn)品品質(zhì),大則造成意外停車,甚至**事故。預(yù)測性維護技術(shù)給用戶足夠的時間將事故消滅在萌芽狀態(tài)。
在國內(nèi)成功應(yīng)用預(yù)測性維護的典型案例也不少。比如上海賽科,全廠采用FF、HART設(shè)備和AMS,儀表投用率高達99.8%,這是一個非常了不起的成績。賽科從2005年投產(chǎn),2009年才進行**次大檢修。大檢修(計劃停車)間隔四年才進行一次,儀表的高投用率無疑起了很好的作用。賽科還應(yīng)用閥門在線性能診斷軟件,在大檢修之前列出了需要維修的閥門清單,制定了閥門維修的具體計劃和細節(jié),有效節(jié)省了維修時間。
福建煉油乙烯一體化項目全廠也是采用FF、HART設(shè)備和AMS,大量節(jié)省了儀表維護人員配置。它原有400萬噸煉油裝置,儀表工有75人?,F(xiàn)在新建了800萬噸煉油的14套裝置和80萬噸乙烯等6套化工裝置,全廠儀表工還是這75人。人員沒有增加,管理以前規(guī)模五倍大的工廠,反而覺得現(xiàn)在的維護工作量比以前少,這就是預(yù)測智能和AMS帶來的效益。
總體來說預(yù)測性維護在工廠的整個生命周期內(nèi)至少可以提高運行效率2%,這是很多用戶使用后的一致體會。
《今》:與傳統(tǒng)方式相比,應(yīng)用預(yù)測性維護的方式后,對工廠操作與維護人員是否有更高的要求?對他們的工作流程及規(guī)范,會帶來怎樣的改變?
林永春:與傳統(tǒng)的維護方式相比,應(yīng)用預(yù)測性維護對工廠的操作和維護人員沒有特別的更高的要求。傳統(tǒng)的方式采用手操器對現(xiàn)場設(shè)備進行維護,現(xiàn)在改用AMS在計算機上進行,信息量會更大、更豐富,這需要操作和維護人員熟悉AMS的使用。對操作和維護人員的工作流程帶來的改變是巨大的,他們不需要到現(xiàn)場巡檢了,對現(xiàn)場設(shè)備的巡檢改在中控室進行,而且設(shè)備有故障就會自動報警。維護工作從被動變成了主動,操作和維護人員的工作量大大減少,他們有更多的時間去關(guān)注那些確實需要解決的問題。
《今》:您認為要使預(yù)測性維護在實際應(yīng)用中發(fā)揮出*大的效果,在設(shè)計、實施與運行的各個環(huán)節(jié)中應(yīng)注意到哪些問題?
林永春:要使預(yù)測性維護在實際應(yīng)用中發(fā)揮出*大的效果,在設(shè)計、實施和運行等各個環(huán)節(jié)都應(yīng)該注意一些問題。
在設(shè)計階段,應(yīng)該盡量采用智能儀表,AMS應(yīng)該成為標(biāo)配,還要考慮控制系統(tǒng)是否能直接集成現(xiàn)場智能信息。如果控制系統(tǒng)不能直接集成智能信息,則要考慮使用多路轉(zhuǎn)換器。
在實施方面,在現(xiàn)場設(shè)備和控制系統(tǒng)安裝完成之后,應(yīng)該首先使用AMS進行現(xiàn)場設(shè)備的調(diào)校、參數(shù)設(shè)定和回路測試等,這樣才能充分節(jié)約調(diào)試時間,發(fā)揮智能設(shè)備和AMS的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的方法,調(diào)試時需要一個人在現(xiàn)場,一個人在中控室,每個回路的調(diào)試至少要2個小時。如果用AMS,每個回路只需要一個人在中控室,調(diào)試時間*多只需25分鐘。
在運行階段,操作和維護人員需要關(guān)注AMS的使用,熟悉各種設(shè)備報警信息的含義,應(yīng)該制定各種設(shè)備報警對應(yīng)的操作維護步驟。
《今》:從長遠來看,推動儀器儀表預(yù)測性維護的進一步普及,還需要哪些條件?
林永春:從長遠來看,預(yù)測性維護技術(shù)的進一步普及和推廣需要工廠的管理者更加重視。其實投資在預(yù)測性維護技術(shù)的軟件成本是非常低的,效益卻很大。另外,維護人員應(yīng)該更熟練地使用AMS,才能發(fā)揮其效益。我們也將加大宣傳力度,為廣大的用戶提高維護水平多做些工作。也希望媒體多介紹和宣傳預(yù)測性維護技術(shù)。