提高设备效率的利器


作者: Martin Reichinger 日期:2018/09/12 来源:PROCESS《流程工业》

目前有很多可以评判流程设备的性能,并找出流程工艺过程中薄弱环节的方法。然而,这些方法通常都是一个个独立的软件工具或是软件系统中独立的软件包,需要费时费力地把它们安装到计算机系统中并整合到一起。以实现工业4.0的标准来衡量,企业需要一个能够把这些工具全部集成在一起的整体系统。因此,B&R公司在新版流程设备控制系统软件的开发中,把提高流程设备效率作为软件系统的开发重点,包括从流程设备的状态监控到智能化的报警处理。应用该系统后,流程设备的操作者无需不断地点击报警信息,即可保证流程设备在最佳的状态下运行。

振动测量可以检测设备的损坏和污垢程度
振动测量可以检测设备的损坏和污垢程度

CPM控制性能监视模块支持操作者更加高效地运行流程设备

资产监控是流程设备监控中的重要方面。做好资产监控可以减少流程设备的维护保养费用,缩短停机时间,提高流程设备的可用性和生产能力。当您的流程设备在一个危险的工作状态下运行时,可能会出现设备故障,从而导致整体流程设备停机。

资产绩效监控可以控制流程设备当前的运行状况,并为流程设备操作者提供各设备部件的重要信息。例如,通过检查热交换器的污垢程度或者发现离心泵气穴的临界工作点,就可以很容易地防止故障的发生。将监测数据与质量上下限相结合,就可以及时地发现问题。不同的模块能帮助流程设备的操作者发现生产过程中的问题和薄弱环节,例如应用下列控制模块:

供应管线控制模块:软件模块可连续地计算管道中的压力损失,从而估算污染程度或输送管线的液体损失。

热交换器监控模块:通过连续的热交换器污染程度检测可以长期地监控热交换过程的当前有效性。

离心泵监控模块:该模块能够提供离心泵当前的测量数据和信息。通过流程泵理论数据和实测数据的比较可以得出流程泵的效率。此外,吸入和压力侧测量结合体积流量可用于气穴临界工作点的检测。

利用振动测量进行状态监控

利用振动测量可以检测设备的损坏和污垢程度。设备损毁和污垢的程度可以通过交互式3D图形显示出来,为流程设备操作者和维护保养人员提供最佳的技术支持。在I/O输入输出模块中使用傅里叶变换(FFT)可以清楚地识别3D图形中的干扰频率。通过多个检测点的显示,可以对检测点的变化情况一目了然。

基于网络技术的Mapp View支持模块化的流程设备

这样,通过谐波(谐振动)的显示可以找出哪一个频率是引起振动的原因。通过人工选择一个峰值可以确定一次频率(基本频率),其他部分都会自动地确定并显示出来。边带中的标记有助于识别特定频率上的错误。操作者手动设置基带和第一个边带,所有其他的边带都会自动生成。振幅以绝对值的形式显示在表格中,基带则以百分比的形式显示。

系统支持全级别的冗余

利用控制冗余构建的高可靠性系统对小型应用程序也极具吸引力。Aprol软件支持所有级别的冗余,从操作人员到过程总线直至运行服务和监控器都可以实现冗余。

在控制器冗余的情况下,一个控制器可以作为过程控制的监控器使用,另一个则可以作为非过程控制的、在所谓的不活动的模式下运行。这一监控器可以随时承担过程监控控制器的任务,保证了对所有需要的功能进行永久性的监控。

非过程控制的监控器通过Powerlink监控着整个现场总线系统的数据流,并因此也监控着过程控制监控器的同步信号。通过这种方式就可以在网络循环周期内毫不延时地对出现的故障做出反应。基于千兆位的以太网冗余链路不断地交换着两个监控器的数据,以保证同步。在I/O输入输出总线中一至两个任务周期内,冗余UPC的切换时间仅为几毫秒。

基于网络技术的Mapp View支持模块化的流程设备

在流程设备工作运行期间更换监控器后,会自动地更新监控器的操作系统、监控器应用软件和实时数据的同步化。当用户需要一个冗余控制器时,只需在监控器设置时将其设置为冗余监控即可,也可以在现有监控系统中补充安装。

监视控制回路的控制性能监视(CPM)模块能够帮助流程设备操作者更加高效地使用和操作流程设备。根据每个控制回路提供的可用标准数据,CPM模块可以自动计算用于评估控制质量的关键指标参数。

控制质量的关键数据都汇总在各个调节控制回路的报告中,并对这些关键数据进行分析评估和总结。根据报告中的图形组件可以快速地找出影响控制调节质量的错误特征(例如阀门的静摩擦问题)。CPM控制性能监视是实时工作的,并能实现高性能的动态分析。报告模块也为用户提供了许多功能,例如控制回路关键参数的详细处理以及流程设备中控制调节技术的报告等。用户也可以根据自身需求创建所需的关键指标。

现代化的流程工艺生产过程要求连续不断地对生产数据进行监控和评估,以便确保最高的产品质量。Aprol软件支持实时采集生产过程的原始数据以及连续采集操作和过程数据。软件的智能化功能能够完成评估数据的分析和显示。自定义的显示面板可以利用直观且基于Web浏览器的拖放式设计工具创建多个组件。显示面板类似于驾驶舱中的显示屏,例如利用转速表、曲线图和液位指示器等表示数据。

在检测和调节回路的调试过程中,性能强大且操作方便的在线参数管理器提供了很好的支持和帮助。相同或者类似的流程设备部件的在线参数可以通过拖放功能来设置。

新的操作对话框不仅允许显示某个检测点的所有参数,而且也允许比较多个检测点的数据。现有的在线参数可以通过操作对话框传输到其他检测点处。

有效减少报警

当流程设备操作者必须查看和处理太多的报警提示信息时,错误率就会提高。频繁的报警提示常常只能被盲目地确认,关闭报警提示喇叭。因此,报警和信息的发生次数和频率都必须最小化,以便流程设备操作者能够高效可靠地处理报警和提示信息。

“报警统计报告”可以协助用户清晰透明和一致性地了解报警信息,并按照EEMUA 191, ANSI/ ISA18.2和IEC 62682等标准的规定和要求提供关键绩效指标KPI,以实现高效的报警管理。通过KPI关键绩效指标的报告可以发现后续报警和波动报警。另外还可以显示每个操作的平均报警率和时间单位。按照每日、每周和每月命名的报警统计报告提供了找出现有薄弱环节的坚实基础。

利用后续报警报告可以识别任何一个报警提示,并实现最小化。利用这一报警报告还可以分析是操作员干预后的后续报警或是后续操作后的过程报警。

结语

B&R公司为Aprol R4.2赋予了许多新性能,在由Aprol R4.2搭建的信息高速路上,工业4.0的实践将畅通无阻。