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自動化儀表的系統維護與儀表診斷

日期:2013年11月05日 點擊:
  基于企業對安全和質量的要求,系統維護與儀表診斷受到用戶、制造商和研究者各方面的關注。系統維護與儀表診斷分為4個層次:生產流程的診斷、生產裝備的診斷、自動化控制系統的診斷、現場儀表的診斷。
  生產流程的診斷原則上不屬于自動化儀表范疇,但是診斷信息的交換涉及自動化儀表系統。國外儀表用戶成立了一個用戶組織MIMOSA(an Operations and Maintenance Information Open Systems Alliance,運行和維護信息開放系統聯盟)。該組織的使命是開發和鼓勵企業在OM(Operations and Maintenance,運行和維護)中和CALM(Collaborative Asset Lifecycle Management,資產生命周期管理協作)中采用開放信息標準。它提供一系列相關信息標準。CCOM(Common Conceptual Object Model,通用總體對象模型)是所有MIMOSA標準的基礎,而CRIS(Common Relational Information Schema,通用相關信息模式)則提供了儲存企業運行管理信息的手段。它還提供元數據參考庫和采用XML和SQL的系列信息交換標準。該組織還與OPC合作,成立了OpenPM(OpenOperations/and/Maintenance,開放運行于維護)組織。他們制定的基礎信息標準用語多種行業,MIMOSA提供資產管理相關信息標準,OPC提供數據獲得喝傳輸標準。
  針對生產裝備的監控、診斷儀表系統是近兩年推向市場的新產品。主要用于對某些典型生產裝備(如旋轉機械、流體管線)的監控和診斷。這些系統使用的檢測手段包括振動測量、激光測量、紅外熱像、超聲掃描以及普通的溫度壓力測量,將監測的信息通過統計分析、頻譜分析、模式識別、數據挖掘等專家系統的分析,得出對設備的診斷。典型產品有Emerson公司的CSI機械設備狀態管理系統。
  自動化控制系統的診斷通常是控制系統中設備管理軟件的一個模塊或一種功能,負責控制系統自身以及現場以表達的實時診斷和預測維護。現在各家自動化儀表跨國公司幾乎都有自己的產品,例如Emerson公司的AMS(資產管理系統),Siemens公司的PDM(過程設備管理),在此不一一列舉。自動化控制系統診斷產品看的發展很快,功能和性能不斷增強;現在生產裝備的監控與自動化控制系統自身的診斷往往是在同一個平臺上進行。為了改善這一層面的可互操作性,近年Emerson公司、Siemens公司及OPC等幾家承諾相互合作推進互操作技術的統一。
  現場儀表的診斷與上述幾層的維護、診斷在方法上有很大區別。首先,上述方法都是通過傳感器采集信息,通過各種手段的分析實現診斷。現場儀表本身體積較小、功耗低,可用于診斷的信息資源很少;其次,現場儀表的診斷結果顯示往往借助控制系統軟件或手持操作器,因此其診斷過程中常常有現場儀表與另一端的互動,以補充自身資源的不足。
  現場儀表的診斷難度較大,HART基金會的《HART診斷指南(草案)》將維護分為三級:要求維護(已經發生故障)、需要維護(儀表已超過維護周期)、建議維護(儀表到了維護周期)。而維護周期由智能儀表根據儀表的損耗情況或固定的時間確定。
  我國大型設備方面的維護和診斷研究已有多年的歷史,在旋轉機械等典型裝備方面有不錯的成果和成功的應用,有兩個學會組織聚集了我國這方面的力量:中國振動工程學會故障診斷專業委員會和中國自動化學會技術過程故障診斷與安全性技術委員會。在自動化控制系統自身的診斷方面雖然也有一些研究,但應用較少,在檢測儀表和執行器的診斷方面更加薄弱,無論在維護和診斷理論研究還是開發實踐方面都與國際水平有較大差距。國產的大部分儀表在故障診斷和預測性維護方面存在空白。
  國外近年在維護和診斷方面發表的論文和專利很多,反映該項目內容在國外也正是熱點,我國企業現在急起直追為時不晚。
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