在油氣、制藥、輸配電、水及污水處理這些行業(yè),很多企業(yè)都在不同的地方擁有多家生產(chǎn)基地,彼此相隔遙遠(yuǎn)。這樣做的好處是可以提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)能,但是各個(gè)流程和生產(chǎn)基地之間的相互依存使得實(shí)際情況并不如想象中的那么美好。
經(jīng)驗(yàn)顯示,全面的遠(yuǎn)程運(yùn)營管理解決方案可以幫助工業(yè)企業(yè)對市場狀況更快的做出反應(yīng),提升效率、減少停機(jī)時(shí)間,獲得更大的產(chǎn)能。同時(shí),它也可以減少與前往遙遠(yuǎn)的基地帶來的成本和風(fēng)險(xiǎn)。企業(yè)需要的核心人員更少,就可以在一個(gè)單一的安全地點(diǎn)滿足眾多基地的運(yùn)營需求。
雄心勃勃的技術(shù)方案
2007年6月,現(xiàn)場總線基金會發(fā)布了基金會遠(yuǎn)程運(yùn)營管理方案。這項(xiàng)技術(shù)將會推進(jìn)開放式、可互操作的現(xiàn)場總線自動化架構(gòu)的使用,推進(jìn)有線及無線高速以太網(wǎng)(HSE)與有線及無線傳感網(wǎng)絡(luò)的集成以及工業(yè)無線應(yīng)用。
基金會現(xiàn)場總線、高級診斷和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)無線解決方案的結(jié)合,可以幫助最終用戶顯著的提升其遠(yuǎn)程運(yùn)營能力?;饡h(yuǎn)程運(yùn)營管理集成了有線設(shè)備、遠(yuǎn)程I/O、ISA 100.11a和無線HART,保證可以直接獲取設(shè)備信息并進(jìn)行診斷。用戶可以將遠(yuǎn)程運(yùn)營數(shù)據(jù)融入到基金會現(xiàn)場總線架構(gòu)之中,進(jìn)行穩(wěn)定的數(shù)據(jù)管理。
基金會遠(yuǎn)程運(yùn)營管理提供了集散式功能模塊功能,HSE作為傳輸網(wǎng)絡(luò)速度更高、傳輸量更大。該技術(shù)可以支持有線和無線HSE主干網(wǎng)絡(luò),集成多臺帶有無線現(xiàn)場設(shè)備網(wǎng)絡(luò)接口的基金會遠(yuǎn)程運(yùn)營管理設(shè)備。它還可以將各種形式的傳統(tǒng)I/O輕易的融合到現(xiàn)場總線環(huán)境當(dāng)中,在通用以太網(wǎng)絡(luò)中涵蓋數(shù)字輸入/數(shù)字輸出、模擬輸入/模擬輸出和H1(31.25 kbit/s)現(xiàn)場總線。這種方法保證了在基金會架構(gòu)下對流程儀表進(jìn)行更緊密的集成。
最終用戶的收益
現(xiàn)場總線基金會最新的技術(shù)進(jìn)步旨在改變石油管道、海上平臺、油氣田、水及污水處理工廠、儲油站和礦山中進(jìn)行遠(yuǎn)程運(yùn)營管理模式。需要非常豐富的流程行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)知識,才能以前所未有的遠(yuǎn)程的方式運(yùn)營復(fù)雜的流程。來自與現(xiàn)場總線兼容的設(shè)備的越來越多的流程和診斷信息,幫助用戶做出與流程相關(guān)的智能決策,并執(zhí)行。該解決方案是提升關(guān)鍵功能區(qū)域集成度得關(guān)鍵,這些區(qū)域包括機(jī)器狀態(tài)監(jiān)控、安全互鎖、火災(zāi)和氣體檢測系統(tǒng)和視頻監(jiān)控。
基金會遠(yuǎn)程運(yùn)營管理擴(kuò)展了基金會現(xiàn)場總線的使用范圍和功能,可以涵蓋工廠內(nèi)部越來越多的設(shè)備,無論這些設(shè)備使用何種通訊方式。來自無線設(shè)備的極具價(jià)值的診斷信息,可以融入到標(biāo)準(zhǔn)化基金會自動化架構(gòu)當(dāng)中。
具體來說,基金會遠(yuǎn)程運(yùn)營管理可以:
·提升工廠資產(chǎn)管理的價(jià)值
·優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)質(zhì)量和電子設(shè)備描述語言(EDDL)
·減少對遠(yuǎn)距離員工的需求. 降低工程和運(yùn)營成本
·提升可靠性和系統(tǒng)可用性
·提升流程完善度
在遠(yuǎn)程應(yīng)用中使用基金會技術(shù)是很多工業(yè)企業(yè)運(yùn)營中一項(xiàng)里程碑式的改變。通過現(xiàn)場總線進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷,就不再需要像之前沒有遠(yuǎn)程診斷數(shù)據(jù)的時(shí)候,將人員排到偏遠(yuǎn)的地區(qū)進(jìn)行檢查和診斷了,從而顯著降低勞動力成本。舉例來說,在油氣行業(yè),使用現(xiàn)場總線遠(yuǎn)程連接設(shè)備,海上平臺的運(yùn)營人員就不需要在危險(xiǎn)環(huán)境下工作,降低了相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。
獲取高質(zhì)量的流程和設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù),有助于做出良好的運(yùn)營、維護(hù)和管理決策,可以減少停機(jī)時(shí)間,增加產(chǎn)能,最終增加用戶的利潤。
成功案例
2010年11月德州奧斯汀現(xiàn)場總線基金會舉行的驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)會議上,對基金會遠(yuǎn)程運(yùn)營管理設(shè)備與無線HART設(shè)備在無線主干網(wǎng)上的連接進(jìn)行了首次測試。根據(jù)規(guī)范的要求,無線HART的流程參數(shù)應(yīng)該與網(wǎng)關(guān)變送器模塊相匹配,可以使用HSE協(xié)議在無線主干網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通訊。作為概念測試認(rèn)證的一部分,現(xiàn)場總線基金會互操作測試工具集(ITK)系統(tǒng)可以在300M帶寬的無線Wi-Fi主干網(wǎng)絡(luò)上成功的對基金會遠(yuǎn)程運(yùn)營管理設(shè)備進(jìn)行測試。
今年9月下旬,現(xiàn)場總線基金會發(fā)布了《基金會遠(yuǎn)程運(yùn)營管理規(guī)范草案》,對有線HART和無線HART設(shè)備現(xiàn)場總線變送器模塊進(jìn)行了規(guī)范,同時(shí)升級與變送器模塊規(guī)范相關(guān)的系統(tǒng)架構(gòu)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
基金會遠(yuǎn)程運(yùn)營管理解決方案的一部分使用無線和遠(yuǎn)程I/O。新的技術(shù)規(guī)范定義了在基金會遠(yuǎn)程運(yùn)營管理設(shè)備內(nèi)部使用的現(xiàn)場總線變送器模塊。無論是有線或是無線的HART設(shè)備都可以使用這一模塊。除此之外,規(guī)范還描述了HART配置理想的方法,以及通過基金會HSE網(wǎng)絡(luò)使用既有HART命令協(xié)議連接HART設(shè)備。該項(xiàng)規(guī)范也對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了定義,在與基金會遠(yuǎn)程運(yùn)營管理設(shè)備相連的有線多觸點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)及無線HART網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中連接HART設(shè)備。
那些需要將HART和無線HART設(shè)備連接到基金會現(xiàn)場總線進(jìn)而提升控制系統(tǒng)或者基金會設(shè)備集成性的用戶將會從《基金會遠(yuǎn)程運(yùn)營管理變送器模塊規(guī)范》中受益。他們還可以將資產(chǎn)管理主站與大量的HART和無線HART設(shè)備連接,對HART進(jìn)行配置和維護(hù)。
基金會遠(yuǎn)程運(yùn)營管理方案的下一步,包括有線及無線HART規(guī)范的最終確認(rèn)。這項(xiàng)進(jìn)步將會為自動化供應(yīng)商提供機(jī)會,開發(fā)最初只能在有線HSE主干上運(yùn)行的基金會遠(yuǎn)程運(yùn)營管理設(shè)備。與此同時(shí),無線傳感器接口團(tuán)隊(duì)和現(xiàn)場總線基金會/ISA合作團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)工作,完成無線HSE主干規(guī)范的初稿,滿足安全等關(guān)鍵性的需求。