工业气体发生器标准化多厂控制策略

作为世界上最大的工业气体生产商，普莱克斯经常在主要客户现场或附近建立生产设施，以确保不间断的产品交付。例如，该公司在全球运营着40个氢气生产设施和7个氢气管道系统，每天向炼油厂、化工厂、食品厂和其他使用大量工业气体的过程工业输送近10亿标准立方英尺的氢气。

像这样的卫星工厂帮助普莱克斯在任何情况下都能持续向客户供应产品。通过标准化这些工厂的设计，它能够实现高效、有纪律的项目执行，这在其最近的一个设施中得到了例证。

普莱克斯位于印第安纳州怀廷的日产2亿标准立方英尺的氢气设施证明了这一战略，因为它致力于开发高运营效率和长期可靠性。在规划和建造这个为附近炼油厂服务的大型制氢设施时，普莱克斯首次与控制系统制造商艾默生过程管理公司合作，开发了一个DCS(分布式控制系统)，以配合其SCADA(监控和数据采集)结构。结果是DeltaV现场自动化系统与普莱克斯其他工厂使用的SCADA结构集成，将过程控制扩展到小型包装单元。

此外，普莱克斯聘请艾默生委托并启动新的生产设施。这种系统设计、构建、测试和项目实现的协作方法产生了高水平的执行效率。部分原因是启用hart的现场设备的使用，使得启动工作变得容易，准备充分的操作和维护人员可以有效地运行设施，并将干扰最小化。这种方法将作为未来多个项目的模型，在工程、仪器仪表、启动、操作和维护方面节省资金。

团队合作

普莱克斯和艾默生共同致力于该项目，从FEED(前端工程和开发)阶段开始，一直到设计、文档编制、测试和实现。每个项目小组都有经理，他们成为同时开发生产和控制系统的联络人。这个项目的范围有一个完整的可交付成果清单。对规划和建设效率的重视有助于降低这一项目和未来项目的成本。

普莱克斯的工艺工程团队习惯于记录设计概念，以标准化生产部件和施工方法，使每个工厂都相同。例如，每一种植物都以完全相同的方式连接。艾默生团队遵循了这个例子，指定了标准控制系统组件和可重复的控制策略，因此这个氢气工厂可以在世界上任何地方复制。

FEED项目需要大约6个月的时间，在此期间，两家公司密切合作，确定每个控制回路和每个I/O点，以便在早期阶段制定初步控制策略。相互冲突的意见在联席会议上得到解决，优先讨论提高效率的最佳做法。在FEED阶段结束时，项目定义明确，艾默生团队获得了构建和编程控制系统所需的所有生产过程信息。

新工厂的DCS接口必须与普莱克斯图形标准的外观和感觉相匹配。当这些被整合到DeltaV屏幕上时，工厂操作人员和维护人员很容易识别图形。艾默生AMS套件:Intelligent Device Manager资产管理软件与控制系统的集成，可轻松访问智能现场设备及其产生的诊断，为节省成本的预测性维护打开大门。

普莱克斯赞赏的一项设计发展是远程仪器外壳(RIE)，这使得在一个完全有线的外壳中构建和组装所有控制系统面板成为可能。RIE可以在工厂进行建造和测试，然后运送到施工现场，无需拆卸，也不会在现场发生错误。在非现场建造和测试RIE，避免拆卸和重新组装，节省了长达六周的时间。RIE还减少了控制功能所需的空间量。

通过参与工厂验收测试(FAT)，普莱克斯的操作人员熟悉了DCS，并帮助培训其他人，以便在系统运行时，工作人员做好了充分的准备。

调试启动

在仪器调试和启动期间，艾默生团队对维护人员进行了额外的现场培训，因此这些人员对他们将负责的控制系统有了很好的了解。

使用集成设备管理平台与现场仪器通信，显著节省了设备配置。在调试期间确认仪器校准和回路完整性可能是一项耗时的活动。然而，使用AMS技术，单个技术人员可以直接从RIE查询每个现场仪器，确保设备在线，验证设备的功能，并转移到另一个设备，而无需任何人打开仪器盖或查看I/O柜。通过这种方式，可以在几分钟内验证每个循环的完整性。此外，工厂中每个设备的校准记录都保存在AMS数据库中，供技术人员用于故障排除和预测性维护。

所有现场设备都按预期运行，控制系统自动运行，启动过程非常顺利。结果，工厂投产时间比预期提前了。

预见性维护

预测性维护不仅节省资金，还有助于提高工厂的可靠性。资产管理应用程序通过提供对智能现场设备和集成到DCS中的第三方包单元生成的诊断数据的访问，促进了这种能力。使用AMS软件可以很容易地获得每个设备的运行状况以及各种性能特征。这些知识有助于避免某些部件意外故障时的反应性维护，这在高可靠性工厂是不允许的。

通过利用现有的设备数据，维护人员能够以合理的精度预测仪表或控制阀在需要维修或更换之前能继续令人满意地工作多长时间。在某些情况下，可能需要立即采取行动来保持进程运行，但通常有可能将服务工作推迟到下一次定期维护关闭。到那时，所有必要的维修部件都可以进行，技术人员配备了正确的工具和知识，可以安全、有效和正确地进行必要的维修。

当前和未来的运营

在惠廷工厂项目中开发和验证的所有方法和标准现在都被应用到其他地方，节省了时间，并提供了普莱克斯所要求的设计和施工效率。

Ashish Umbarkar是普莱克斯先进控制系统HYCO团队的工程师。George Foor是东北控制公司的控制系统客户经理，并与普莱克斯位于纽约州托诺沃克的技术中心合作。他参与了该项目的FEED阶段。

关键概念:

本案例研究介绍了两家公司如何通过更复杂的技术和更深入的控制系统集成来改善工艺装置的设计和性能。他们的解决方案可能为不同应用中的类似情况提供了思路。

有关普莱克斯的更多信息，请访问:www.praxair.com

艾默生过程管理为怀廷提供了控制系统:www.emersonprocess.com

系统集成商东北控制公司帮助设计和实施:www.northeastcontrols.com

有关分布式控制系统的更多信息，请访问www.globalelove.com．在“DCS”上搜索广泛的建议

控制工程维护一个目录的控制系统集成商www.globalelove.com/integrators

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