HART年度最佳工厂:数字输出
就像所有的道路曾经通罗马一样，今天所有的管道都通向萨斯喀彻温堡——至少那些在加拿大石油丰富的阿尔伯塔省中部运送碳氢化合物的管道是这样。管道枢纽是位于该市的BP加拿大工厂。“我们在阿尔伯塔省中部几乎有每一条管道进出Ft。
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就像所有的道路曾经通罗马一样，今天所有的管道都通向萨斯喀彻温堡——至少那些在加拿大石油丰富的阿尔伯塔省中部运送碳氢化合物的管道是这样。管道枢纽是位于该市的BP加拿大工厂。“我们在阿尔伯塔省中部几乎有每条管道进出萨斯喀彻温堡，”英国石油公司加拿大能源公司的高级仪器/电气工匠Marcel Boisvert说。
管道中的材料不仅在该地区移动，而且还会改变所有者。英国石油公司加拿大萨斯喀彻温分公司负责监管转移的测量工作，要准确获得这些读数是一项挑战。然而，多亏了辛勤的工作和HART通信技术，Boisvert报告说:“我们的测量平衡非常棒。我们的精确度是惊人的。”。
该工厂的工程人员将HART支持的变送器的数字过程可变输出投入使用，从而提高了精度，每年节省高达25万美元，并获得了2006年HART年度工厂荣誉。对于任何想知道HART技术如何帮助改进流程的人来说，这是一个有趣的故事。
平衡账目
萨斯喀彻温堡工厂生产丙烷、丁烷、天然气液体(NGL)凝析油和乙烷，并去除二氧化碳。每年有150万立方米的丙烷离开该工厂，运往英国石油公司的其他设施。生产的其他产品也大量出货。工厂工作人员使用温度和压力读数来补偿流量测量，并量化管道中的物质。
十年前，BP加拿大公司开始在萨斯喀彻温堡安装hart功能的温度和压力变送器。今天，工厂的600个发射机中的大多数都启用了hart。作为升级包的一部分，该公司还安装了流量计算机，每台计算机最多可安装四个变送器。
Boisvert说，在最初的配置中，从发射器输出的4-20 mA模拟信号被送入流量计算机。作为HART标准的一部分，叠加在模拟信号之上的数字信号作为与发射机之间的第二个通信通道，但不被流计算机使用。
为了审计和其他目的，流量计算机读数与标准的认证压力表的读数进行了比较。一名工厂工作人员负责发射机校准，另一名负责仪表验证。合同所要求的大批量交货的准确度是百分之一或百分之二，这个数字转化为对高度精确的温度和压力读数的需要。例如，0.25°C的温度误差会导致高达0.07%的净流量误差。乘以萨斯喀彻温省船只的货物数量，这个错误意味着每年可能损失25万美元。对于NGL来说，相应的数字是35万美元，这为精确测量创造了强烈的动机。此外，那些接受产品的人会做出自己的读数，并在发现足够大的差异时采取行动。“如果另一端有人能做得和你一样好，甚至更好，就会有一个修正，”Boisvert在解释会发生什么时表示。
说一种语言
然而，当Boisvert和同事试图减少测量误差时，问题突然出现了。尽管勤奋的发射机校准工作应该保持设备在十分度内运行，但仪表证明继续表明不准确性高达半度。验证仪表的员工随后会调整变送器或要求对其进行校准。校正显示变送器在公差范围内工作良好。然后，这个序列将在每个员工的区域重复，直到各个团队成员见证每个团队最终发现问题出在流动计算机内部，特别是在将模拟信号转换为数字等效信号时。“模拟到数字的转换并不像我们期望的那样精确，”Boisvert说。
误差并不大，在-18到+65.5°C的范围内，误差可能在0.2到0.5°C之间。在压力方面，在10,000 kPa的范围内，差异可能高达50千帕斯卡。然而，这些小错误足以消耗掉总体允许错误预算的很大一部分。
面对这个问题，团队开始寻找解决方案。一系列的测试使他们确信发射机的读数与模拟和数字信号一致。布瓦维尔指出，就在那时，他们决定回避皈依。“如果流量计算机显示HART，发射机显示HART，我们就读取数字值，而不是模拟值，”他说，仔细考虑了整个过程。
这个听起来很简单的想法需要做一些工作。首先，流计算机的模型本身不能读取或写入HART命令。然而，它是可编程的在一个较低的水平。供应商提供的基本上是一个翻译，允许萨斯喀彻温的团队只担心更高层次的应用软件。
解决方案还包括升级发射机。0.5度精度的发射机的典型规格是行不通的。“我们一直在寻找0.2度的精度，”Boisvert说。与供应商合作，他们发现发射机将达到更严格的规格。然而，这样的收紧是有意义的，因为转换引起的误差已经消除了。
高精度结果
随着发射机和流量计算机在中间没有模拟步骤的情况下进行通信，以及更精确的发射机，萨斯喀彻温堡工厂实现了预期的性能。很难精确地指出，由于这种改进节省了多少美元，因为正如Boisvert所指出的那样，误差可能是正的，也可能是负的。然而，可能调整的总金额每年高达数十万美元。由于该系统已经安装了10年，因此可能节省数百万美元。
另一个更难量化的好处是消除了内部的不一致性。这有助于建立一个当之无愧的声誉，有助于向外部各方证明测量。“我们的准确性从来没有任何问题，”Boisvert说。
这也节省了一些工程和技术人员的时间。举个例子，旧的电表证明需要一名员工从放置在发射器旁边的认证设备上读取读数。然后，工作人员必须去流量计算机所在的地方，看看它测量了什么。最后，员工将不得不回到经过认证的仪器，并希望在此过程中没有发生流程更改。现在这个任务容易多了，因为变送器的数字显示显示了流量计算机看到的东西。Boisvert说:“他可以看着发射机数字显示器旁边的认证设备，并比较他的读数。”
这也节省了时间，因为仪器不会被调整，其他调整也不会在之后被取消。BP加拿大能源公司估计，每周至少可以节省一个小时的工程和技术时间。
至于整个过程的经验教训，Boisvert引用了一个可以适用于各种情况的经验教训。HART不仅仅是一个维护工具。它也是一种流程改进工具。”
实时识别
HART年度工厂奖是由HART通信基金会(HCF)每年颁发的国际奖项，旨在表彰HART现场通信协议在实时工业过程工厂应用中的创新使用。
HFC表示，这是向过程自动化行业的最终用户公司颁发的唯一公开奖项，以表彰其在HART通信技术应用方面的独创性。该奖项旨在表彰“全球各地的个人、公司和工厂在实时应用中使用HART通信的全部功能，以改善运营、降低成本和提高工厂可用性”。接受者是那些已经将HART仪器的功能超越配置和校准的工厂，或者正在使用HART设备的实时诊断和过程变量，这些设备与控制、信息和安全系统集成在一起。”
此前获得HART年度最佳工厂奖的是南非萨索尔堡的Sasol溶剂SMG操作工厂(2005年);位于南卡罗来纳州万多的BP库珀河工厂和位于德国格斯特霍芬的科莱恩抗氧化剂工厂(2004年);密歇根州底特律市的底特律供水和污水处理部门(2003年);以及位于密西西比州帕斯克里斯蒂安的杜邦德利尔制造工厂(2002年)。
HART通信基金会是一个独立的非营利组织，为HART技术的应用提供全球支持。HFC成立于1993年，是HART通信协议的技术所有者和标准制定机构，得到了全球主要仪器制造商和用户的支持。会员资格是开放的。
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