化企仪表以“稳”得天下!仪表运维现状及未来展望!另附我国智能工厂进程展望

作者:于世恒 文章来源:流程工业 点击数:79 发布时间:2019-05-31
本文详细介绍了石油化工仪表运维现状及未来,以及先进仪表智能维护经验分享 ,这是值得所有石化人持续关注的话题!
化企仪表以“稳”得天下!仪表运维现状及未来展望!另附我国智能工厂进程展望

本文详细介绍了石油化工仪表运维现状及未来,以及先进仪表智能维护经验分享 ,这是值得所有石化人持续关注的话题!另附我国智能工厂进程展望!实用性文章!快快收藏起来!

(本篇文章来源于演讲内容整理)

于世恒

一、石化企业仪表及仪表运维发展历史 

1、仪表发展

 第一,气动仪表时代(19c初),实现了机器对人的替代,进入机器时代;第二,电动单元组合仪表时代;第三,DCS时代(20c70y),实现了信息的快速传播,实现了工业生产信息化;第四,网络物理时代(21c15y),实现了信息、物与人的全面融合,实现了智能工业。 

2、仪表运维的发展

第一:仪表车间时代。工种齐全,维护修理并重。

第二:专业化维保时代。维修市场细分,修的能力越来越弱化,只剩下维护。 

维修对比

目前仪表运维呈现如下特点: 

甲方:一级管理、完整性管理、管理细化,由定性向定量转变 

乙方:市场化、专业化、细分化 

仪表制造厂:由制造开始向服务转型,涉足仪表维保市场 

二、石化企业仪表运维现状 

问题1:仪表车间改制后,市场还不规范,缺乏良性竞争

改制后依然由主业托管,干好干坏一个样,缺乏退出机制。 

问题2:机构设置管理方式各异

以包代管,以管带包;

仪表管理人员职责定位不清晰,指手画脚的多,动手动脚的少;

改制后矛盾集中,问题集中。 

问题3:仪表制度不健全

大部分企业没有针对仪表的维护作业程序文件,对仪表的预防性维护没有要求。

仪表巡检主要靠工艺发现问题,维护大多处于事后处理水平。

 问题4:管理方式落后

EM、ERP等信息化管理手段没有很好的应用普及,很多企业没有,有的也是两条线双轨运行。

检修计划性差,检修费用控制难。      

问题5:仪表维护缺乏有效的技术手段及工具

巡检全凭责任心;仪表完好率、泄漏率、自控率、 联锁投用率不达标。

仪表深层次隐患如:细小管线腐蚀的缺陷等隐患难于发现。

问题6:安全仪表及功能安全的理念淡漠,HAZOP分析及安全评估等知识缺乏。

花钱买评估报告应付检查现象普遍存在。

功能安全所要求的巡检频率、覆盖率等无法保障。 

三、问题改进与提高 

1、加速信息化建设,强化ERP 、 EM 的使用,杜绝双轨制

仪表台件数巨大,管理难度大,未来数字化交付是方向。 终端前移,普及移动终端,缺使用的APP, 缺互联互通。向一线仪表运维的改制单位开放权限,参与管理。 

2、应用射频扫码技术(RFID)实现库存备件管理

仪表技术的发展,仪表的小型化、部件的模块化,仪表可靠性大为提高,基本无可修部件,基本是已更换部件为主。仪表备品备件的管理极为重要,传统的管理方式缺乏计划性,难于做到精准自动平衡数据,要用先进的管理技术来管理。 仪表制造厂的出厂编号,二维编码,实现扫码读取参数,自动建立台账。 

3、大力提倡开发和使用智能仪表和工具

目前智能仪表的开发和使用还存在一定的问题,巡检存在盲区;仪表本身能提供的自诊断信息还不多,可以内置一些实用信息;受制于传感器及通讯技术,故障信息的收集、上传、汇总、分析还存在诸多问题;建立自己的仪表失效数据库。 

4、努力提高仪表的使用水平

提高自控率,仪表使用水平的提高,也是安全的有力保障;突破PID ,学习掌握先进算法如peifo_loop 等;加强报警管理等。 

5、加强在线分析仪及环保分析仪的维保

 在线分析仪及环保分析仪一直是薄弱环节,分析仪的制造水平及可靠性还不能适应生产形势;需要不断摸索总结提高。 

6、协调处理好机电一体化设备的维保

机电一体化设备往往界面模糊,是维保的难点。 

7、大力推广先进控制、优化控制提升DCS应用水平 

APC 用的很多,也取得了一定的效益,但是在局部优化上还有可为,如加热炉优化,压缩机组优化ITCC 等;高水平的应用才会有高水平的维护。

 8、按全生命周期的理念开展仪表维保工作

从项目设计源头技术方案的充分准备,仪表采购技术确认严把质量关,到日常巡检运维,注重规程、细节;强化功能安全理念的贯彻执行,以安全风险评估为行为准则,及时总结不断提升。 

9、网络安全方面:工控网络安全不容忽视

做好工控系统网络安全评估工作,尤其是已有的老系统,要根据评估情况做适度的布防。 新上系统,一定要按管理规定,同步工控网络安全设计。 

10、用好实时数据库,做好数据的收集、分析、挖掘、分类

目前实时数据的使用还仅仅是操作站CRT 的延伸,物理的延伸而已,推广应用预防性维护系统,目前还局限在大型旋转机械类 。

四、先进仪表智能维护经验分享 

1、基于总线系统的AMS智能仪表管理系统 

 1)针对现场仪表和阀门的工厂设备管理软件 

集成了预测性诊断,设备组态,标定管理和文档功能基于开放的标准–HART,WirelessHART, FF现场总线,Profibus,OPC,XML, Web Services 1。

2)智能仪表管理系统(报警管理) 

智能仪表管理系统同步并管理仪表台账信息、报警事件和组态参数,将在以下方面给设备运行与维护管理提供方向和指导;

健全设备实时台账管理实时报警监控,工程师可以在报警发生的第一时间获得报警的发生原因,为日常维护带来帮助 ;

报警历史管理,报警原因统计分析,为预测性维护提供信息

报警事件过滤,提供多级过滤机制剔除无效、无用报警维护设备生命周期内的组态参数变更,组态参数查询与对比功能提供KPI报告和自定义报表功能具有邮件周报通知,提供报警事件和报警设备排行,指导设备的预测性维护。 

3)事件报警与检修计划 

根据设备报警事件可以制定故障被动或预测性检修计划。 

事件报警与检修计划

4)阀门性能诊断系统(Valve Link)

保证各单元的阀门的离线及在线诊断工作的一致性并符合相关要求,改进阀门预测 性维护,提高阀门运行可靠性,降低阀门维护费用。

valvelink诊断功能: 

AD版具有离线诊断的功能,包括趋势记录、驱动信号测试、阶跃响应测试、阀门 特性曲线测试、动态误差带测试等功能;

PD版还具备生产时进行在线诊断,包括触发式Profile诊断气源压力诊断、放大器 调整诊断、I/P和放大器完好性诊断、行程偏差诊断、空气流量诊断、摩擦力诊断均生成参数随时变化的曲线,同时有绿、黄、红指示灯指示所出现问题的严重程度,对于出现的问题,能分析出原因同时给出解决问题的建议措施。可以检查摩擦力、行程偏差、动态响应、驱动信号、阀座载荷、供气压力、输出压力、死区、弹簧力、弹簧予紧力等参数。 

对于ESD阀门SIS定位器,由于ESD阀门为开关阀,部分行程测试一般在开位10%-30%动作不会影响阀门的生产,动作过程中发现阀门卡塞会出现报警信息。

在AMS Valve Link的主数据规格表中应填写正确的信息,这是通过DVC数字控制 器进行阀门在线和离线诊断并获得正确的诊断数据的必要条件。 

2、HAZOP分析SIL评估软件在实际工作中的应用       

在委托专业机构开展安全仪表SIL评估同时,引进专业的SIL评估软件,在公司内网任何办公电脑均可开展评估。该 软件可以开展HAZOP、LOPA分析和SIL评估,具有SIL验算功能,解决了人工验证复杂繁琐的问题。对系统中已有的评估报告,数据内容的查询和更改都比较方便。 

HAZOP分析SIL评估软件

  HAZOP分析SIL评估软件

3. 应用RCM检修技术管理关键仪表设备

阀门失效分析统计 :

2017年和特检院合作,对催化装置仪表调节阀率先开展了以可靠性为中心的维修分析(RCM),摸索实施预知预防维修技术。充分应用几年中在EM 系统中积累的维护维修数据,统计出催化装置的174台调节阀的失效模式和故障影响及其风险等级,根据失效模式和风险等级提出预测维修、预防维修、大修方案等维修策略。 

阀门失效分析统计

4、自主开发控制系统监控管理平台 

开发DCS实时报警监控平台,30套主生产装置DCS系统运行状态完全实现了办公环境集中显示和缺陷报警短信提醒功能,确保第一时间发现缺陷,及早处理。 

自主开发控制系统监控管理平台

自主开发控制系统监控管理平台

5、微信监控管理平台

建立仪表设备管理微信群,全员都是管理者,把TPM全员、全过程管理落

到实处,图文并茂曝光设备低老坏现象,对问题的整改起到了极大的促进作用。 

微信监控管理平台

6、先进巡检工具的使用    

1)联锁回路电源及接线端子检查 

建立联锁回路电源及接线端子测温台账,每周利用红外测温仪对重要联锁回路的供电电源及接线端子进行一次温度检测,并做好检测结果记录。通过测温,及时发现虚接、松动现象情况。 

先进巡检工具的使用

2)关键联锁回路电磁阀的预防性检查

建立联锁回路电磁阀测温台账,每周利用红外测温仪对现场重要电磁阀进行一次温度检测,极端天气下(>35℃) 增加检查频次,并做好检测结果记录。 通过测温,对温度高于65℃的要开盖检查线圈、端子锈蚀、有无松动情况, 共发现处理了4起隐患,避免了生产波动。 

先进巡检工具的使用

五、智能工厂智能运维展望 

关键技术路线:数字化、信息化、网络化、互通互联、数据共享

智能工厂

 1)工程设计数字化交付 

一般意义上的交付按照专业划分,资料分别交付,交付成果是分散的,没有关联关系的,很难保证数据的一致性,业主很难进行维护和再利用。而“ 数字化交付”将各专业数据进行整合,并将它们之间建立起关联关系,保证交付信息的完整性、一致性和正确性。要实现真正意义上的“数字化交付”至少要完成智能P&ID的绘制,完成3D 模型的绘制,并且通过技术手段保证二、三维数据的一致性和正确性,减少数据冗余。 

数字交付是后期智能维护的基础。更是维护的交付。 

2)复杂异构系统的互联互通 

智能工厂的各信息系统包括基础自动化系统、三级计量、实时数据库系统、分析小屋、巡检定位系统、外操培训系统、在线污水监测系统、绩效考核系统、在线培训系统等,这些系统存在技术路线各异、数据与模型不统一等问题,已经形成了诸多应用孤岛,需 要攻克异构系统集成的关键技术,实现系统的集成与互联互通。 

懂工艺懂流程是做好维护的前提,异构系统的互联互通也是整体运维必不可少的,是维修计划准确度的保障。 

3)复杂过程动态特性优化控制策略设计 

流程工业企业生产过程工艺复杂,各装置上下游工艺关联紧密,设备间的物料、能量耦合度高,对扰动十分敏感,局部干扰,往往会在整个生产流程传播。每个工序的设备、单元,甚至整个生产线,都有自身优化点、控制点及安全约束边界,而往往单个设备的优化操作点与整个生产线的全局优化点存在差异。如何协调优化各个工序的局部优化点使整个过程的趋于最佳优化点,是整个单元生 产优化控制的关键问题。 

整体优化,可以最大程度提高仪表设备的使用效率、自控率。 

4)多层次、多维度工厂统一进行建模 

生产企业管理是一个复杂的多维系统,如何建立生产、设备、质量、安全、能源等多项专业管理在时间、空间多尺度上的模型以及实现模型一致映射,是考验应用系统实用性、灵活性的关键,需 要攻克工厂统一建 模的技术难题。 

维修方案建模有利于精准描述,高度仿真、掌握机理。实现深 度维修。 

5)关键生产设备故障诊断与操作优化

关键设备一旦发生故障,不但造成巨大的经济损失,有可能还会引发安全事故。通过设备运行状态、巡检及检维修纪录等信息,找到设备变化的规律,对设备潜在的故障进行预警,是智能工厂中提高设备运行效率,实现预知行维修的重要方法。     

6)区域定量风险分析及重大事故模拟 

涉及危险化学品生产、储存的区域,要进行火灾、爆炸、泄漏、 中毒等多种灾难事故的叠加风险分析、定量计算与可视化模拟等模型 研究,并开发集安全风险容量、事故场景、多米诺效应等多种功能于 一体的安全信息系统,技术难点是上述模型的研究仍需加强。 

数字工厂
数字工厂

本文来自会议5月22日,在AchemAsia2019 展会同期,由PROCESS流程工业主办的“2019 年(第七届)石油化工工程国际论坛”上中国石化上海石油化工股份公司,炼油部设备处副处长,于世恒的精彩演讲。

中国石化上海石油化工股份公司,炼油部设备处副处长,于世恒
中国石化上海石油化工股份公司,炼油部设备处副处长,于世恒