狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展為提高許多工業(yè)應(yīng)用的性能提供了新的機(jī)會(huì)。
來源：控制工程中文版，作者：DavidLincoln
從水處理廠到石化設(shè)施，大多數(shù)工業(yè)過程都嚴(yán)重依賴于各種工藝儀表。溫度和壓力變送器、流量計(jì)、氣體和液體分析儀等設(shè)備，被用于確保精確的測(cè)量和控制。
雖然工廠管理人員主要關(guān)注的是工藝流程的正確運(yùn)行，但提供數(shù)據(jù)的儀表也需要關(guān)注。它們需要可靠、準(zhǔn)確地運(yùn)行，以確保工藝流程的正確運(yùn)行，因此它們自身的健康和性能也需要優(yōu)先考慮。
現(xiàn)在的過程儀表在很大程度上已經(jīng)脫離了過去的模擬技術(shù)，大多數(shù)都是數(shù)字技術(shù)。除了提供有關(guān)工藝參數(shù)的數(shù)據(jù)之外，這些儀表還產(chǎn)生有關(guān)其自身性能和準(zhǔn)確性的豐富信息。許多現(xiàn)代設(shè)備可以檢查自己的電路是否存在問題，并評(píng)估自己的性能，這可以幫助技術(shù)人員校準(zhǔn)和維護(hù)。
01
狀態(tài)監(jiān)測(cè)和自我診斷
設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)帶來了很多好處，包括能夠持續(xù)檢查測(cè)量設(shè)備的健康狀況。在某些情況下，這些信息可以與設(shè)備供應(yīng)商共享，設(shè)備供應(yīng)商的專家可以根據(jù)設(shè)備的健康狀態(tài)和遠(yuǎn)程幫助提供服務(wù)建議。有些供應(yīng)商會(huì)從他們的設(shè)備中獲取數(shù)據(jù)，并提供完整的在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以幫助用戶更好地決定設(shè)備的狀態(tài)和未來。
另一個(gè)主要好處是減少維護(hù)。許多儀表可以通過自清潔進(jìn)行維護(hù)；然而，對(duì)設(shè)備狀況的準(zhǔn)確評(píng)估允許用戶轉(zhuǎn)向預(yù)測(cè)性維護(hù)模式。這可以避免進(jìn)行耗時(shí)的定期維護(hù)，如果設(shè)備位于偏遠(yuǎn)地區(qū)或難以接近，這也是一個(gè)重要因素。
自我診斷也有助于設(shè)備實(shí)現(xiàn)最大的正常運(yùn)行時(shí)間。這對(duì)于氣體排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等關(guān)鍵運(yùn)營(yíng)來講尤其重要。由于它們監(jiān)測(cè)潛在的有害氣體，管理這些系統(tǒng)可用性的法規(guī)變得越來越嚴(yán)格。在規(guī)定最嚴(yán)格的國(guó)家，每半小時(shí)最多只能有10分鐘的無效運(yùn)行，平均每天只能出現(xiàn)5-6次無效半小時(shí)，或者每年最多只能有10天的無效運(yùn)行。
狀態(tài)監(jiān)測(cè)也可以包括遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。這樣管理人員就可以通過直接發(fā)送到智能手機(jī)或平板電腦的報(bào)警，持續(xù)了解儀表狀況。
02
有效通信和靈活性
要想充分利用這些功能，首要條件就是要實(shí)現(xiàn)與設(shè)備的有效通信。盡管大多數(shù)測(cè)量設(shè)備都是數(shù)字的，但許多應(yīng)用仍然使用4-20mA電流回路。
另一個(gè)關(guān)鍵因素是能夠詢問設(shè)備。主要方法之一是基于NAMURNE107標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)置狀態(tài)監(jiān)測(cè)和診斷。從本質(zhì)上講，NAMURNE107將內(nèi)部診斷分為四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)信號(hào)——故障、功能檢查、超出規(guī)格和需要維護(hù)。這使處理報(bào)警的技術(shù)人員和其它工藝人員更易于處理這些問題。
狀態(tài)信號(hào)也可以包含更詳細(xì)的信息。例如，故障信號(hào)可以包括關(guān)于設(shè)備問題的信息，或者過程本身是否是故障源。
靈活性也是NAMURNE107診斷的一個(gè)主要特性——用戶可以關(guān)閉任何不需要的診斷，也可以配置如何報(bào)告診斷結(jié)果。
03
自動(dòng)化驗(yàn)證提升準(zhǔn)確性
現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證是保持設(shè)備準(zhǔn)確性的重要步驟。人工驗(yàn)證在過去被廣泛使用�；谌f用表和類似設(shè)備的使用，這需要經(jīng)過培訓(xùn)的技術(shù)人員，并需要更長(zhǎng)的停機(jī)時(shí)間。一個(gè)更快的選擇是軟件驗(yàn)證。然而，這可能需要使用幾個(gè)不同的軟件包，這些軟件包可能并不總是適用于所有通信協(xié)議。
更好的現(xiàn)代驗(yàn)證軟件包可提供更高的自動(dòng)化程度，不需要經(jīng)過專門培訓(xùn)的技術(shù)人員。它們可以支持多種設(shè)備類型，對(duì)設(shè)備狀況進(jìn)行深入分析，生成變量校準(zhǔn)報(bào)告，并確定設(shè)備是否通過驗(yàn)證。
相較于手動(dòng)驗(yàn)證，自動(dòng)驗(yàn)證可能帶來好處的一個(gè)例子是，一家企業(yè)使用這項(xiàng)技術(shù)每年減少了100多萬美元的成本。最初，該企業(yè)每年要花費(fèi)15萬美元用于驗(yàn)證75個(gè)監(jiān)管用的測(cè)量設(shè)備，而每年的維護(hù)和維修費(fèi)用達(dá)到10萬美元。由于質(zhì)量差，該企業(yè)還損失了5%的產(chǎn)量。通過轉(zhuǎn)向自動(dòng)化驗(yàn)證，該公司至少減少了16.2萬美元的維護(hù)費(fèi)用，產(chǎn)量也得到大幅提升。
最具有成本效益的維護(hù)方法是預(yù)測(cè)性維護(hù)，狀態(tài)監(jiān)測(cè)是其重要基礎(chǔ)。預(yù)測(cè)性維護(hù)使用性能數(shù)據(jù)來預(yù)測(cè)哪個(gè)設(shè)備或設(shè)備上的哪個(gè)組件可能發(fā)生故障以及何時(shí)發(fā)生故障。維護(hù)人員可以更有效地調(diào)查設(shè)備狀況，根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃執(zhí)行任務(wù)，并在儀表故障前進(jìn)行維修。更好地了解儀表的實(shí)際情況，就可以在合適的時(shí)間以合適的方式進(jìn)行維修，從而延長(zhǎng)儀表的使用壽命。
采用預(yù)測(cè)性維護(hù)計(jì)劃的主要好處之一是可以減少計(jì)劃外停機(jī)時(shí)間——如果儀表只在必要時(shí)停止運(yùn)行，就可以在最長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)持續(xù)發(fā)揮監(jiān)測(cè)作用。另一個(gè)好處是能夠更有效地安排任務(wù)和利用勞動(dòng)力資源。
從預(yù)防性維護(hù)轉(zhuǎn)向預(yù)測(cè)性維護(hù)有助于消除沒有價(jià)值或不能改善設(shè)備運(yùn)行的日常任務(wù)。除了降低整體維護(hù)成本外，還可以消除不準(zhǔn)確調(diào)整的風(fēng)險(xiǎn)。
現(xiàn)代測(cè)量和監(jiān)測(cè)儀表具有很大優(yōu)勢(shì)，它們有助于對(duì)自身狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為預(yù)測(cè)性維護(hù)提供信息。通過這種方式，它們可以保持更長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間；確保任何行業(yè)的儀表用戶都能以經(jīng)濟(jì)高效的方式，盡可能延長(zhǎng)過程正常運(yùn)行時(shí)間，同時(shí)滿足相關(guān)監(jiān)管要求。
