儀器儀表預測性維護技巧

　　一、引言

　　在需要24小時(shí)不停運轉的工業(yè)中，突發(fā)的停機事件是不可忍受的。人們正在采取新的方法，來(lái)避免設備故障造成的生產(chǎn)損失和材料浪費。最佳的方式是預測性維護，它可以通過(guò)對重要資產(chǎn)(如儀器儀表、驅動(dòng)器、機器人)運行情況的監測來(lái)實(shí)現。作為領(lǐng)先的服務(wù)供應商，ABB處于設備生命周期支持的最前沿。

　　ABB為客戶(hù)提供種類(lèi)齊全的儀器生命周期服務(wù)，其中有許多TeXtboX。通過(guò)把這些服務(wù)與公司現有的應用經(jīng)驗和流程知識結合起來(lái)，客戶(hù)可從中受益，并實(shí)現儀表可測量和可持續的性能改善。

　　與儀器儀表有關(guān)的生命周期服務(wù)有:安裝與調試、支持與維護服務(wù)、搬遷規劃與升級項目、儀器咨詢(xún)與流程分析，以及培訓、校驗、零件與維修服務(wù)。

　　這些服務(wù)的一個(gè)重要方面是協(xié)助客戶(hù)避免因信號完整性不足或儀器、執行器的故障引起突發(fā)停機。突發(fā)停機會(huì )帶來(lái)嚴重后果會(huì )造成數千甚至數百萬(wàn)美元的生產(chǎn)損失和資源浪費。ABB提供的緊急維修協(xié)助，旨在縮短突發(fā)停機的時(shí)間。在目前情況下，客戶(hù)要求儀器供應商進(jìn)行拜訪(fǎng)或簽署合同，在預定的停工時(shí)間內進(jìn)行定期維護，這種方法的檢修成本勢必很高。如果有一種方法可以?xún)H在必要時(shí)檢驗和保養裝置，就能減少直接和間接的故障排除成本。

　　二、預測性維護計劃

　　為確保工廠(chǎng)中儀器發(fā)揮最大的性能，同時(shí)減少停機時(shí)間，許多公司都將預測性維護(PDM)計劃作為全面資產(chǎn)管理或優(yōu)化計劃的一部分。ABB的專(zhuān)業(yè)服務(wù)機構能使這些計劃的成本顯著(zhù)低于傳統的預防性維護服務(wù)。

　　PDM的目標是預測儀器裝置何時(shí)會(huì )發(fā)生故障，從而減少突發(fā)停機時(shí)間，以在不影響質(zhì)量的情況下提高生產(chǎn)率�？刹捎镁哂袡C載監測、高級算法和通信技術(shù)的智能化裝置，在儀器內添加微處理器驅動(dòng)的診斷和應用軟件，實(shí)現這一目標。借助現場(chǎng)總線(xiàn)通信(HART、Profibus、FoundationFieldbus)，這些裝置能提供被測儀器的"健康狀態(tài)"信息，這種狀態(tài)信息可由資產(chǎn)監測器加以利用。這些資產(chǎn)監測器(如ABB的80OXA擴展自動(dòng)化系統)可探測到有關(guān)儀器性能的下降，通知相應的人員開(kāi)展進(jìn)一步調查，并在適當的情況下提供補救措施。無(wú)論作為簡(jiǎn)單的顯示或報警信息執行，或是作為完整控制系統的一部分，這些功能都可讓客戶(hù)主動(dòng)對資產(chǎn)使用情況進(jìn)行優(yōu)化，而非被動(dòng)對突發(fā)事件做出反應。

　　總體質(zhì)量管理(TQM)與ISO9000的實(shí)施也使對PDM計劃的需求倍增。TQM與ISO9000都有維護計劃程序的要求，以保證流程及所有組成部分都能連續發(fā)揮高性能。ABB的儀器儀表產(chǎn)品和有關(guān)服務(wù)均圍繞這一理念設計。新型

　　ABBAW600二氧化硅及磷酸鹽分析儀是目前市場(chǎng)上最先進(jìn)的水質(zhì)分析儀，該分析儀的最大優(yōu)勢在于擁有許多高級維護功能。

　　目前，儀器儀表的維護存在兩種明顯不足。一種是維護不足。部分儀器儀表由于安裝位置難以接近或維護費用高昂，常得不到維護。PDM可根據經(jīng)驗數據提供是否需要維護的信息。另一種是維護過(guò)度。業(yè)主/運營(yíng)商希望避免裝置故障引起停機，對這些裝置定時(shí)"預約"保養，沒(méi)有考慮這樣頻繁的護養是否必要。盡管這種做法減少了突發(fā)停機，但成本極高。PDM能顯著(zhù)減少不必要的護養次數。

　　三、CalMaSter實(shí)現預測性維護

　　ABB的CalMaster流量認證系統的開(kāi)發(fā)目的是幫助客戶(hù)檢查己安裝的電磁流量計的精度與狀況。這些流量計廣泛用于多種工業(yè)，由于具有大體積容量和高精度，能測量數百萬(wàn)加侖/天的大容量電磁流量計被市政部門(mén)普遍采用，應用在水行業(yè)中，為監管權移交和收費提供準確數據。

　　在這些應用中，儀器具有直接的經(jīng)濟影響。當產(chǎn)品的監管權或"擁有權"轉移時(shí)，征費的合理性會(huì )受到懷疑，市政部門(mén)作為買(mǎi)入方，會(huì )質(zhì)疑為什么供應商的流量計與其自身流量計的測量結果不同。由于大多數解決方案都十分昂貴并會(huì )中斷運行，很少得到采用，征費公司找不到簡(jiǎn)便辦法證明其流量計是準確有效的。于是，市政部門(mén)只能調整它們的測量結果并降低征收的費用。

　　類(lèi)似的情況，當電磁流量計用來(lái)測量待處理的水質(zhì)時(shí)，不良的精度會(huì )使處理費用增加(即化學(xué)品與能源的浪費)，并可能影響環(huán)境。此時(shí)，需要進(jìn)行水處理的市政部門(mén)或工業(yè)用戶(hù)/業(yè)主為了檢測儀表的測量誤差，必須停止運行，卸下流量計，將其送回工廠(chǎng)檢驗。這種精度驗證方式極為昂貴，是不可取的。

　　ABBCalmaster的預測性維護服務(wù)改變了這一切。與Magmaster電磁流量計一起使用時(shí)，CalMaster技術(shù)使服務(wù)工程師能用短短幾分鐘來(lái)檢查50種不同的性能和裝置健康狀態(tài)參數，無(wú)需中斷流量。Calmaster能檢驗流量計是否按照與出廠(chǎng)規格相同的狀態(tài)運行;找出己經(jīng)發(fā)生的任何問(wèn)題，如襯里磨損、水滲透進(jìn)入電子裝置或傳感器、腐蝕等;分析這些問(wèn)題是否影響到了目前的性能，或還有多長(cháng)時(shí)間會(huì )產(chǎn)生影響，從而預測需要對流量計進(jìn)行保養的時(shí)間。

　　四、2600T壓力變送器實(shí)現堵塞引壓管檢測

　　差壓變送器遍布多種工業(yè)及市政設施，用于感測流程中兩點(diǎn)問(wèn)的壓力差，及計算管道內的流速。在典型的工廠(chǎng)中可能安裝數以百計的這類(lèi)壓力變送器，其中許多位于難以接近、無(wú)法維護的地方。檢查這些裝置的隱患耗時(shí)、耗財，許多公司紛紛希望在不降低安全性的前提下，盡量減少維護次數。

　　差壓變送器通過(guò)測量由傳感元件(如文氏管、楔形計或孔板)引起的壓力降來(lái)確定流速。根據測量結果，結合對傳感元件幾何形狀的了解，可算出流速。傳感元件通常通過(guò)兩條引壓管與流程連接，這些管道的口徑通常較小(小于lcm)。在裝置的壽命期內，引壓管可能會(huì )被部分或全部堵塞，主要原因是:

　　(1)流程中的固體物質(zhì)堵住接頭;

　　(2)管內發(fā)生沉積，逐漸引起堵塞(例如石灰石結垢);

　　(3)引壓管內液體凍結。

　　引壓管被堵塞可能造成嚴重后果。雖然它對裝置硬件沒(méi)有明顯影響，傳送給控制室的流程值看起來(lái)也正常，但由于引壓管的堵塞把當前的壓力狀態(tài)限制起來(lái)，使其與真實(shí)的流程狀態(tài)脫離�？刂葡到y繼續使用控制回路中的壓力值，并不知道它已被"凍結"。流程操作員能夠了解這一事件的唯一線(xiàn)索是有關(guān)控制回路的錯誤運行表現。錯誤的壓力和流量測量結果如果沒(méi)能得到糾正，會(huì )造成嚴重的、甚至災難性的事故。

　　發(fā)現引壓管被堵塞并予以疏通的工作非常重要，為避免中斷生產(chǎn)，一般在時(shí)間預定的預防性維護計劃中加入差壓變送器，這種做法花費昂貴。此外，由于某些流程液體更加容易造成堵塞，因此預定時(shí)間間隔更短，費用也更高。ABB2600T壓力變送器有內置診斷功能，叫做"堵塞引壓管檢測"(PlLD)，能迅速發(fā)現被堵塞的引壓管，并將信息發(fā)給控制室，無(wú)需采用昂貴的預防性維護計劃。

　　PlLD功能可以測量未被堵塞的引壓管中壓差信號的噪音水平。在裝置正常運行過(guò)程中，它把噪音水平與參比存儲的數值進(jìn)行統計對比。如果統計分析表明，當前數值與參比值之間有顯著(zhù)差異，則發(fā)出報警，表示一條或兩條引壓管被堵塞。最近，這一功能被集成在A(yíng)BB2600T壓差變送器的最新型號(采用FoundationFieldbus界面)中。