20世纪80年代,能够为企业设备维护部门提供设备状态实时信息的仪表就已经出现了。这些仪表包括用于旋转设备的振动传感器、腐蚀监测器、超声波和红外线传感器。一开始,维护人员携带着这些传感设备来收集大部分的监测数据。后来,这些仪表被安装在现场或者车间内,维护人员可以对现场设备进行就地监测,一旦工作完成,还可以将监测数据下载到维护系统中去。
近年来,这些监测相关状态的传感器已经安装到机器上或者嵌入到设备内部,并通过网络将这些监测的数据传送到集中式资产管理应用软件中去。这些应用软件可以提醒维护和操作人员一些有可能导致生产效率下降和(或)产品质量降低的现场监测数据的变化情况。同时,这些软件还可以与计算机维护管理系统(Computerized Maintenance Management System, CMMS)进行数据互联和相互作用,并自动触发产生相应的维护作业定单,以便对相应设备进行维护。
这种基于硬件和
技术和过程 智能仪表 工厂装置可靠性的提高
自动化的预防监测已经在产生相应的价值效应,即工厂可以大大缩减其内部维护人员的数量”,Rockwell Automation公司维护业务的全球销售经理Jim McGlone这么说。通过使用预防维护技术,基于从现场获取的一组稳定的数据流,维护人员就可以把有限的时间花到那些确实需要维护服务的关键设备上去。
说到底,要使这些监测工具所能带来的效益最大化,用户必须能很好地理解在什么地方使用这些预防维护仪表能发挥其最大的优势、并选择合适的仪表设备和(或)相应的配置软件以及在决策过程中根据现实情况做出必要的变化。
除了记住这些东西外,还要考虑到下述最新的技术进展,因为它们已经把预防维护系统的功效大大地推进了一步。
随着智能水平的提高,现场设备能够将故障诊断信息传送到工厂维护人员那里。“像光电眼这样对人体无害的设备现在就能告诉你它有了类似镜头脏了的问题。因此,就可以替代以前要维护部门定期派人巡检设备并按照每周一次的规律对光电眼进行清理。现在的光电眼一有问题就能提醒附近的相关人员,他就可以随即对镜头进行擦拭清理”,McGlone说。
网络更快速,功能更强大
鉴于老式的模拟通讯网络在数据传送数量上受到比较大的限制,目前已经有了它们的替代品。这包括模拟/数字混合式网络协议(如HART)和全数字现场总线网络(如基金会现场总线、 PROFIBUS、 ControlNet和 DeviceNet)。而且,很多网络可以进行高速率的数据传输,提供给用户现场过程的高质量图片,提高用户发现潜在问题和故障的能力。比如,GE FANUC公司的Control Memory Xchange是一种嵌入式技术,能够使众多的设备通过光纤网络共享大容量的控制数据。一旦数据被写入到共享的存储器内时,这些数据就能立即以最大可达每秒174兆速率,自动播送到同一网络上的所有其他节点设备。
“在机器控制领域,很多问题会在不同的操作序列间出现”,GE FANUC公司市场拓展经理Jeff Bartoletti说。“工程师能够查看过程数据,并了解限位开关1和2是否已经全部被突破,可是目前由于相关的过程数据很少进行更新,工程师们就没有必要去了解发生限位突破的次序。但是,你一旦有了网络系统,你就可以足够快地来识别这些限位突破的顺序,从中就能发现潜在的故障因子。因此用户可以通过一系列的预防维护过程来优化他们的机器设备,从而可以提高设备的运行性能和过程产量。”
设备或装置性能数据的利用能增加设备正常运行时间和在资产投资上获取更好的回报,这样的因果关系一旦变得很明显,用户就会想尽办法将这些性能数据与系统和应用软件相集成,以方便设备管理人员在运行中做出更优的决策。其产生的效果就是在工业生产中把关注的焦点从原来很狭窄的设备维护拓展到工厂装置的全局可靠性方面。
“如果将系统可能在一个星期内出现故障作为我们考虑问题的前提的话,设备管理经理现在必须面对以下几个问题:什么时候才是可以将系统停下来的最佳时间?你优化生产、最小化设备停机时间和对盈利冲击的操作对经济方面带来怎样的影响?”ARC 咨询集团研究总监Houghton LeRoy说,“或者,打个比方,有一批
ABB Performance Services可靠性和维护技术经理Barry Kleine指出,该公司的企业战略资产管理系统(Strategic Corporate Assessment Systems)中的RCM Turbo软件包要让用户输入各种各样的信息,包括设备每一个部位的使用方式、在运行状态下的设备环境以及巡检设备所要花费的时间。一旦有了上述所有信息后,该软件包就能推荐合适的维护方式。
“我可以通知维护系统:我想在每2个月进行振动分析。而系统可以不同意这项决定,除此之外,系统还会告诉你为什么它推荐你采用其他的作业方式。” Kleine说。RCM Turbo软件也提供了相应的信息,让你去权衡设备故障危险和维护成本之间利益,做出折衷的决定,Kleine补充道。
领先的可靠性维护系统不但能帮助用户优化设备性能,同时也能显示存储在过程与历史数据库中的过去的性能数据。这样一来,
为了促进不同系统间的数据共享,MIMOSA、OPC基金会和ISA近来组成了联合工作委员会来确立一个新的标准,一个开放式的运行和维护标准(Open O&M),以方便在同一个企业中可以集成诊断、预报、控制和维护应用软件。
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尽管使用预防维护系统具有节省费用和提高资产回报的潜在优势,但是供应商和分析家大都一致认为预防维护不能仅仅停留其仅具有发掘潜力方面。他们说,现在的问题不是硬件和软件所产生的,而是存在于那些购买预防维护系统的用户在实际购买、使用和支持该系统上的具体方式上。
“也许最大的问题,”Kleine说,“在于那些想购买维护软件的公司没有一个清楚的观念:购买这些软件,他们想力图达到什么或者为什么要达到这个目标?”。“那些公司会把购买后的预防维护软件带到现场,然后给某一个相关的人,就对他说:去把它用一下。这种方式注定是要失败的。”他说。
相反,在工厂的维护中,应该决定的是他们想要通过软件来完成什么内容,以及决定哪一些软件是适合他们的。
“现在有许许多多的维护软件种类,包括获取设备状态信息数据、分析数据以及提示你应该采用何种维护作业方式。因此你必须明白你到底想要什么。” Kleine说。
艾默生过程管理公司的副总裁Stuart Harris在对于资产设备的优化中指出,在获取到的众多工厂设备状态信息的数据时,试图花同样的注意力去研究他们每一个信息并不是个好主意。他说:“工厂维护人员需要考虑现在哪一些设备最为危急,并集中对它们进行关注分析。”
“你想要关注那些即将对你的运行产生最好效益影响的设备上去。” Harris说。
“而且,” Harris说,“工厂人员必须改变他们的作业过程以最好地使用这些预防系统。经常有这样的情况发生,工厂安装了预防维护系统,然后就会忽视它们,因为维护人员现在的工作过程并不需要把预防维护系统的信息计算在内。如果你要求工厂的相关人员给你看一下由他们的计算机维护管理系统(CMMS)所产生的工作清单时,你就会十次里面有九次发现这样一个事实:清单里根本没有提及工厂设备的预防维护工具。”
Kleine同时也指出,尽管预防维护很好、系统的可靠性很高,但是每个人决不应该盲目地接收这些仪器所产生的每一个数据,“你需要审核那些监测系统的输入和输出数据,并定期来校验这些数据的有效性。”
www.abb.com
www.arcweb.com
www.controlnet.org
www.emersonprocessmanagement.com
www.fieldbus.org
www.gefanuc.com
www.hartcomm.org
www.isa.org
www.mimosa.org
www.opcfoundation.org
www.profibus.com
www.rockwellautomation.com