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匈牙利布達(dá)佩斯附近的MOL Danube煉油廠，正在開發(fā)一套預(yù)測(cè)性維護(hù)系統(tǒng)，HART技術(shù)在其中發(fā)揮著重要作用。HART通訊基金會(huì)將這家工廠評(píng)為2010年HART年度工廠。
鳥瞰MOLDanube煉油廠：工廠擁有1200名員工，煉油能力是每天16萬2千桶。這里的幾乎每一個(gè)控制回路都使用HART技術(shù)，這項(xiàng)通訊技術(shù)對(duì)于煉油廠具有戰(zhàn)略性意義，讓工廠的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)工作更加高效。在工廠全部的4萬臺(tái)儀表中，已經(jīng)有3萬臺(tái)使用了HART通訊，其中有3707臺(tái)HART儀表與在線維護(hù)系統(tǒng)連接。圖片來源：艾默生過程控制
在MOL Danube煉油廠應(yīng)用HART進(jìn)行診斷之前，工廠中大概有60%的控制閥門需要維修，而現(xiàn)在這一數(shù)字已經(jīng)下降到了大約5%。不再需要拆卸無故障的控制閥，維護(hù)部門預(yù)計(jì)公司在一次停機(jī)期間，每個(gè)單位平均可以節(jié)約73843美元。工廠在運(yùn)營(yíng)和維護(hù)策略中廣泛使用HART通訊，提升了系統(tǒng)績(jī)效，因而贏得了年度HART大獎(jiǎng)。
2003年初，這家煉油廠的儀表和電氣部門做了兩項(xiàng)重要決定。Gábor Bereznei領(lǐng)導(dǎo)著這個(gè)位于匈牙利布達(dá)佩斯附近的團(tuán)隊(duì)，他告訴筆者，首先，部門決定只購(gòu)買支持HART通訊協(xié)議的模擬現(xiàn)場(chǎng)儀表。
由于今天制造的絕大多數(shù)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)儀表都裝有HART電子元件，通常不需要花費(fèi)任何費(fèi)用或者只要一點(diǎn)錢就可以具備通訊功能，所以這就成了理所當(dāng)然的選擇。很多其他行業(yè)的公司實(shí)際上也是這樣做。現(xiàn)在，全世界范圍內(nèi)已經(jīng)安裝超過三千萬臺(tái)支持HART的設(shè)備。
第二個(gè)決定更加具有戰(zhàn)略意義：MOL集團(tuán)簽署了一項(xiàng)內(nèi)部決議，鼓勵(lì)其工程部門深入開發(fā)和使用HART儀表中嵌入的通訊功能。
因此，HART儀表以壓倒性的數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)與手持設(shè)備實(shí)現(xiàn)直接通訊，比如艾默生深受歡迎的375 HART通訊機(jī)，用來進(jìn)行初始安裝和調(diào)試。
網(wǎng)絡(luò)資產(chǎn)
對(duì)于數(shù)百萬臺(tái)HART設(shè)備來說，可能安裝的時(shí)候是它們第一次也是最后一次在數(shù)字HART框架內(nèi)進(jìn)行通訊，除非一兩年后有工程師拿著手持設(shè)備進(jìn)入儀表安裝現(xiàn)場(chǎng)從事維護(hù)工作。Bereznei認(rèn)為，這是對(duì)資產(chǎn)的浪費(fèi)。嵌入在儀表中的HART電子元件，能夠使用4-20 mA信號(hào)進(jìn)行通訊，也就是控制系統(tǒng)中使用的雙絞線。
HART數(shù)字信號(hào)包含豐富的有價(jià)值的信息，可以保證工程師監(jiān)視車間中的設(shè)備健康情況。讓HART設(shè)備發(fā)揮作用，就成為儀表和電氣部門的重要任務(wù)。在Danube煉油廠，安裝了超過30000臺(tái)HART儀表，工程師連接了其中的3707臺(tái)，這些絕大多數(shù)都是關(guān)鍵控制回路中的閥門和儀表，直接與計(jì)算維護(hù)管理系統(tǒng)（CMMS）相連。大部分儀表（2874臺(tái)）都部署在艾默生資產(chǎn)管理系統(tǒng)（AMS）之中，使用ValveLink進(jìn)行診斷（該系統(tǒng)這另外還有437臺(tái)儀表通過基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接），與之類似，其他的833臺(tái)儀表與橫河電機(jī)的工廠資產(chǎn)管理系統(tǒng)連接。
MOL Danube工廠使用MTL和倍加福多路轉(zhuǎn)換器，將HART的儀表連接到控制系統(tǒng)當(dāng)中，這些控制系統(tǒng)主要來自霍尼韋爾和橫河電機(jī)。
煉油廠中HART儀表的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在AMS校準(zhǔn)支持系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，這里沒有電子維護(hù)程序，現(xiàn)場(chǎng)診斷需要使用手持通訊終端。這些每天使用的儀表可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的測(cè)量范圍進(jìn)行重新設(shè)置、診斷通訊缺陷、并且變更配置。通訊終端可以在控制回路的任意一點(diǎn)與信號(hào)線連接，這就意味著工程師需要在控制儀表箱那里工作就可以了，不需要前往偏遠(yuǎn)甚至是可能有危險(xiǎn)的地區(qū)。
MOL Danube工廠在AMS與SAP公司提供的ERP系統(tǒng)之間開發(fā)了兩種連接方式。SAP也提供自己的預(yù)防性維護(hù)軟件SAP-PM。
分離自有系統(tǒng)
煉油廠已經(jīng)使用維護(hù)系統(tǒng)很長(zhǎng)一段時(shí)間，在20世紀(jì)90年代后期，MOL Danube工廠就已經(jīng)有了自己開發(fā)的系統(tǒng)。工廠的維護(hù)經(jīng)理設(shè)定了下列目標(biāo)：
·創(chuàng)建一個(gè)在線分析、傳送及裝配診斷系統(tǒng)；
·創(chuàng)建一個(gè)實(shí)驗(yàn)室與現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)支持系統(tǒng)；
·自動(dòng)將測(cè)量結(jié)果和診斷報(bào)警發(fā)送給ERP系統(tǒng)，尤其是SAP-PM系統(tǒng)；
·提升工廠生產(chǎn)可得性，削減維護(hù)成本；以及
·加強(qiáng)CAPEX（資本支出）項(xiàng)目支持，做到“物盡其用”。
HART通訊
將3707臺(tái)儀表連接到在線診斷系統(tǒng)當(dāng)中，已經(jīng)改變了MOL維護(hù)部門工作的方式。在線設(shè)備診斷，來自現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)傳送到工廠維護(hù)和控制系統(tǒng)當(dāng)中，可以防止工廠停產(chǎn)或者生產(chǎn)率下降。工程師可以檢測(cè)到那些日積月累可能會(huì)造成嚴(yán)重事故的小問題，由此引發(fā)的工廠停工就得以避免。
報(bào)警管理
設(shè)備的報(bào)警管理系統(tǒng)，旨在提升運(yùn)營(yíng)效率。工程師需要檢測(cè)各種設(shè)備的型號(hào)和生產(chǎn)商，根據(jù)嚴(yán)重程度為HART通訊所提供的設(shè)備報(bào)警設(shè)定優(yōu)先級(jí)?；镜囊?，是在一個(gè)缺陷還沒有發(fā)展到需要購(gòu)買新的設(shè)備以取代失效設(shè)備之前，盡量用低的成本消除隱患。
更加穩(wěn)定的運(yùn)行
MOL Danube工廠自動(dòng)化工程師József Bartók認(rèn)為，該系統(tǒng)“可以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，提高控制的精度”。這是該項(xiàng)技術(shù)直接關(guān)乎企業(yè)盈虧平衡的一個(gè)方面，它可以增加企業(yè)的利潤(rùn)。
儀表和電氣部門了解到，使用HART技術(shù)可以輕松彌補(bǔ)由于控制不精確帶來的利潤(rùn)損失。
“在既定工廠的內(nèi)部，由于應(yīng)用分離過程的回路控制不精確，很容易反過來影響控制閥失調(diào)，如果不借助HART技術(shù)支持的智能閥門定位器，很難將這個(gè)故障識(shí)別出來，”Bartók說：“通過應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)，閥門失效可以掃描出來，通過反復(fù)校準(zhǔn)，損失可以降低到最低。”
HART年度工廠大獎(jiǎng)是由HART通訊基金會(huì)頒發(fā)，用來表彰全世界范圍內(nèi)在實(shí)時(shí)領(lǐng)域使用HART通訊技術(shù)的先進(jìn)功能提升運(yùn)營(yíng)水平、降低成本、提高工廠可靠性的人員、企業(yè)和工廠。
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