HART通信在一个重大项目中被证明是有价值的，有助于成功的启动

2011年HART年度工厂是壳牌的Scotford Upgrader，在编程和调试了1500台设备后获得认可。链接到先前的获奖者。

通过Andy Bahniuk, RET，壳牌加拿大首席仪器技术专家 2012年1月20日

编者按:随着加拿大油砂石油产量的不断增长，许多能源公司一直在新建或增加现有设施，以帮助满足对油砂产品的需求。2011年，壳牌在阿尔伯塔省萨斯喀彻温堡附近的Scotford Upgrader设施上进行了10万桶/天的扩建，现有产能为15.5万桶/天。壳牌斯科福德还拥有一家炼油厂和化工厂。支持升级扩展的安全成功启动意味着Scotford仪器团队必须以最小的错误快速有效地工作。该团队发现HART技术提供了一种简化设备测试和预配置的方法，因此当设备安装时，一切都准备好了，可以顺利启动。在文章的底部，链接到先前的获奖者。

壳牌仪器技术人员Andy Bahniuk亲自参与了整个过程。以下是他对经验的描述，这为斯科福德升级者赢得了2011年HART工厂年度奖，由HART通信基金会颁发，以表彰HART技术在实时工业过程工厂应用中的创新使用。

重大挑战

2010年末，壳牌Scotford Upgrader扩建项目的团队面临两难境地。我们如何及时安全地编程和调试来自26家供应商(包括HART通信基金会成员公司Rosemount、E+H、Fisher、Krohne、K-Tek、Magnetrol、Metso和Ohmart Vega)的1500多台HART设备?在循环检查和控制叙述测试期间，我们如何获得运营部门和上层管理层的信任，以保证安全成功的启动和持续平稳的工厂运行?我们如何继续提供日常仪器故障排除，不仅可预防，而且可预测的持续维护?

通过HART通信的功能和灵活的资产管理系统，答案很简单。所有HART信息都可以通过MTL多路复用器网络或具有HART I/O的分布式控制系统(DCS)收集到集中控制室中。大多数HART仪器连接到SIS(安全仪器系统)，或第三方供应商提供的滑块。其他更关键的仪器用于更传统的HART-enabled 4-20 mA控制的调节控制。

壳牌Scotford现有的设施已经成功地使用了HART技术，但只使用了该技术的部分功能。为了充分利用支持HART的设备的全部智能，升级扩展项目团队获得了批准，将HART在该项目中的应用扩展到使用手持设备配置之外。这一决定为操作、维护和仪器仪表的工作人员提供了有价值的设备信息。

测量和控制设备本来是预先配置好的，但当设备未配置时，仪器仪表和控制团队面临的挑战是下载1500台具有量程、工程单元、NAMUR值和发射器体温警报的仪器。他们首先创建了一个数据库，以表格形式提供这些值，并建立了一个24/7传输器下载的系统过程，使这些关键值能够及时加载。这个过程节省了时间，并使我们能够继续进行下一步的调试:循环功能和控制叙述测试。

关键的测试

在器件上使用HART通信和标准HART方法进行环路功能测试和过程变量模拟。所有的测试都集中在一个地方，并由操作和工程团队共同见证。在某些情况下，如果没有涡流或超声波流量计等工艺，就无法对设备进行测试，那么用设备方法进行测试是一种完美的替代方法。这确保了操作员和工程师对所有现场设备正常运行的信心。该过程确认所有关键参数都已成功加载，并节省了正常所需时间的30%。它还消除了与这项工作相关的人为错误的可能性。

在控制叙述和安全因果测试中，还使用环路测试方法来模拟各种工艺值，并遍历不同的工艺场景。这种测试在调试和启动的最后阶段之前节省了大量时间。一些关键和复杂的安全叙述涉及超过15个输入和多个输出。使用HART通信并模拟来自控制室的所有输入，使我们能够自信地进行测试和完成。在此阶段，总体时间节省超过50%。

在调试和启动过程中，HART技术的价值和多功能性在试图实现稳态工艺条件时变得更加关键。HART通信用于调整智能Fisher DVC定位器，以优化过程控制和阀门响应时间。它还允许我们使用DVC6000方法对定位器进行微调，以匹配控制器，并在一半的时间内完成阀门校准。

智能阀门定位器还提供了读取阀门位置值的数字反馈的能力，无需任何额外的硬件。通过从控制阀上的定位器接收到的信息，我们能够使用HART第四变量(QV)通过FDM网关传递数字反馈值。此值用于图形显示实际阀门位置反馈。除了阀门定位器外，无需任何外部硬件，每个阀门节省约2000美元。

上面很冷

在加拿大漫长寒冷的冬天，气温可低至零下45°C。为了防止仪器结冰，我们的变送器安装在带有加热器的绝缘外壳中。在冬季的几个月里，监控加热器的状态是确保我们设施安全运行的关键任务。通过HART技术，我们能够监控变送器温度变量，并将该参数传递给资产管理系统，以便在开始冻结时向维护人员发出警报。我们将温度传递给操作员图形，用于实时监控和监视。这帮助我们提高了对加热箱进行年度预防性维护的效率，每年为我们节省超过20万美元。最重要的是，它确保了整个冬季的无故障操作。

在HART设备的生命周期中，为设备配置和历史数据收集设置一个中心位置是很有价值的。简单的重新校准，参数检查和设备诊断可以直接从中央控制室执行。在设备更换的情况下，所有参数都存储在一个中心位置，可以很容易地下载到一个新的设备。考虑到许可证和气体检测的费用，以及必须携带手持设备到每个发射器，每年节省的成本为10万美元。

安全性和可靠性

在壳牌，安全可靠的运行是核心价值观。从一开始，壳牌就采取了重要措施，确保安全稳定的启动是整个过程的优先事项。

在项目初始阶段，壳牌决定使用NAMUR设置来防止错误的变送器引起的假下钻或不安全操作。符合NAMUR标准值的HART设备提供了这种基础设施。在启动过程中，仪器故障的风险往往较高，通过将我们的设备合规性设置为NAMUR标准值，我们可以确保启动顺利进行，没有任何重大仪器问题。

另一个挑战是对一些关键的炉气阀门进行更高的SIL评级，以确保安全性和可靠性。部分行程测试(PST)功能支持测试阀门，而不需要将它们与过程隔离。使用PST工艺，在正常工艺操作期间，各阀门移动约5%至15%。该测试支持执行器的在线诊断，并降低按需故障(PFD)的概率。我们的HART资产管理系统和美卓定位器使用FDT/DTM驱动程序可以执行PST，提供复杂而快速的解决方案。

从预调试到正常运行，HART和基金会现场总线设备的所有功能都是相同的。壳牌采用了这两种技术，并充分利用了这两种技术;最大的好处是我们不需要对HART设备进行任何单独的互操作性测试。我们所有的HART设备都是即插即用的，通过资产管理系统连接。这提供了EDDL和FDT/DTM技术的全部优势，而无需任何额外的测试。我们正在使用打开虚拟窗口的能力，并为任何类型的测量设备以及所有制造商解锁HART通信的所有功能。

持续维护

Shell使用HART状态字节信息(随每个通信请求发送)在维护图形上表示设备健康状态。HART设备状态提供了重要的信息，如设备故障，设备在模拟，设备变量饱和，最重要的是，设备有更多的状态信息可用。这些图形使设备状态一目了然。监控实时设备诊断，提供更多可用状态，将指导维护人员对设备进行详细故障排除，并极大地减少了故障排除时间。寻找“坏演员”从未如此容易。

Andy Bahniuk, r.e.t.，是壳牌加拿大Scotford Upgrader工厂的首席仪器技术专家。