老旧设备的救星

流程设备的数字化技术改造

作者:Stephan Sagebiel 文章来源:PROCESS《流程工业》 点击数:12 发布时间:2019-03-11
在目标明确、措施得当地引进现代化的自动化技术之后,就能给老设备注入新的活力。从简单的控制系统迁移到数字化和人工智能,使流程设备重新焕发青春。
老旧设备的救星

当老旧流程设备的运营商与其拥有最先进流程设备生产相同产品的竞争对手相抗衡时,如果不能系统地解决其负面发展趋势的问题,那么老旧设备的性能不可避免地要略逊一筹,这就要进行现代化的技术改造。不可否认,在达到像刚刚开发的Fabrik 4.0企业一样高效、透明和安全运行的现代化生产能力之前,这将是一条漫长的道路。‘年老’和‘智能化’不是相互排斥的,而且常常在迈出了第一步之后就已经带来了巨大的进步。

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支持控制系统迁移的方案

现代化技术改造不仅是取代旧技术,更多的应是从技术改造一开始就为下一步奠定坚实的基础。这一坚实的基础是对老旧流程设备现状的精准分析,采取合适的中间步骤和设定长期的利益目标,这是一个有意义且切实可行的现代化路线图的发展模式。然而,有一些基本条件限制了这一路线图的贯彻落实。但到控制系统或控制技术系统停止工作时,就是开始技术改造的时候了。

如果希望系统迁移的停机时间最短,建议在自动化技术公司的帮助下进行PLS过程控制系统的迁移。它能够帮助完成系统迁移前的准备工作,提出一些例如技术能够支持的最佳长期目标等可靠建议。除了高可靠性和可用性之外,也能通过紧凑型的搬迁方案来最佳利用现有的控制室,以便为将来的扩建留下充足的空间。Phoenix Contact电气公司不仅能够提供所需的技术,而且还可以提供所需的工程技术服务。Phoenix Contact公司为所有常规控制系统迁移提供专用的、误差最小化的适应性解决方案。很多情况下,流程设备仪器仪表现有的现场布线可以保留,并在流程设备工作运行期间进行现代化改造。

数字化的文档

在更换过时的仪器仪表和零部件产品时,重新做好标记也是一件非常重要的事情。因为这些标记在多年的风吹雨打之后常常已经模糊,即使是流程设备的操作者也常常搞不清楚,来自外部企业的技术服务人员或者新的操作者就更加困难了。易于辨认的、耐用的标志和不干胶标签不仅有助于提高流程设备维护保养的效率,而且也有助于提高设备操作的安全性。将条码识别技术与RFID-HF高频或者UHF超高频无线射频识别技术相结合,这样的标签技术方案有助于提供面向未来的流程设备维护保养解决方案,它可以在平板电脑上使用流程设备的维护保养软件。在监控巡视期间,它比任何检查检验单都能更好的指导用户完成监控巡检的任务,并使其更加容易地用在线方式完成监控巡检记录。第一家化工企业已经开始探索增强现实的应用技术了,维修技术人员可以通过增强现实技术,在流程设备现场查阅维护保养手册或者连接远方的专家请教技术问题。

提升数据的价值

在提升数据价值方面,Phoenix Contact电气公司能够提供多种多样的技术支持,从为整个流程设备运营商企业提供RFID射频标签到成套的技术服务直至无线基础设施的安装,也包括了关键的IT安全技术方案。除了标准的GSM、3G和4G或者蓝牙等标准技术解决方案之外,也可以提供像Wireless Hart以及Trusted Wireless等无线通信技术服务。在使用WLAN技术之后可以实现工业化的集群管理。另外,当企业需要传递大量数据,则如果企业使用了火灾报警网络时,可以利用现有的通信渠道和SHDSL对称高速数字用户接入技术来构建一个更加高效的混合解决方案。

来自现场的数据并没有很好的利用到生产现场,许多企业都忽略了这些宝贵的数据,也在竞争中失去了提高过程效率、实现更有竞争力价格的大好机遇。但长久以来,他们都从现场总线系统或具有Hart通信能力的现场设备中获取了大量的数据和信息,这些数据和信息除提供了检测结果之外,还提供了故障诊断的可能性。

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从在线测量到大数据

事实上,上文介绍的技术方案时常没有得到应用,这可能与数据源的多少、数据量的大小有关。 最关键的是没有同步处理这些数据,处理数据还有一个优先性原则。首先要回答的是2个重要的问题:在任何时候、任何地方都能保证员工的安全吗?是否有的设备和装备经常导致流程设备计划外的维护保养设置或直接导致停工停产?在Phoenix Contact电气公司专家的支持下,系统地分析了流程设备中所有的薄弱环节之后,还要考虑如现场检查等一些费时费力的经常性重复工作。特别费时的检查行程,例如大型企业中厂区之外的水井监控检查,是可以利用简单的在线测量技术和一个调制解调器来完成的。

安全问题方面也是如此,消防洒水喷头应该始终是正常工作的,而不是在最后一次定期巡检之后才正常工作。连续性的监控能够确保消防喷头能够在紧急情况下正常洒水,并确保紧急救援时有非常重要的通知信息。因此,数据采集和数据传输也可能成为工厂的救星。

在新旧流程设备中有许多类似的、提高安全性和设备可用性的可能性方案。一个简单的Namur限位开关就能清楚地指示手动阀的位置。在流程设备管道中的介质冻结或在整个生产过程瘫痪之前,能够轻松获知伴热装置是否还能正常工作以及通过简单的电流测量得到准确的结论。管道泄漏监测也十分容易,除了检测站的定期检测之外,所需的只是数据传输。每次泄漏都能够迅速地做出反应,然后记录和确定泄漏点的位置。

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智能化维护保养工具

当需要对智能信号发射器发出的信号,也就是检测值的补充信号进行数值评判时,就对它们提出了更高的要求。当操作者需要有效利用这些信号时,就能从新的视角提高流程设备的效率、产品质量和过程管理。各种阀门、定位装置以及旋转设备,例如泵和压缩机都提供了大量的故障诊断信息。同时要保证尽可能完整地完成这些信息的评判分析,从中得出下一步操作的建议,例如预防性的维护保养任务。许多维护保养团队使用的标准维护保养工具,因缺乏必要的计算能力而达不到这样的要求。即便是大型的流程设备控制系统也常常在这方面无能为力, 因为它们还有其他重要任务要完成。

云技术的目标是在公用或私用中实现没有限制的运算能力,同时允许人工智能的广泛传播。利用Proficloud耦合器可以轻松的通过OPC UA接口传送数据。IT技术专家以及智能工具都能很好地分析和使用这些数据,例如利用Profinet现场总线系统返回新设定的参数值。

操作者可以授予仪器仪表生产厂家一定的访问权限,这就使他们能够在全球范围内更好的了解许多相同仪器仪表故障诊断数据、变量和干扰量的基本情况。在大数据分析和Web服务的帮助下,仪器仪表生产厂家能够提高流程设备的生产效率,例如通知流程设备运营商下个月更换流程泵,或者修一次某个阀就能够防止性能下降。在人工智能的支持和帮助下,‘老旧设备’在新生代的流程设备面前也将毫不逊色。