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工厂的生产力在很大程度上取决于过程仪表的状况，从流量、液位、压力或温度的传感器和变送器到分析仪器和阀门。需要什么来保持现场仪器的健康和正常运行而不破坏银行?在这里，该领域的专家建议采取一些行动，并讨论了EDDL与FDT/DT的相对优点……
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工厂的生产力在很大程度上取决于过程仪表的状况，从流量、液位、压力或温度的传感器和变送器到分析仪器和阀门。需要什么来保持现场仪器的健康和正常运行而不破坏银行?在这里，该领域的专家建议采取一些行动，并讨论EDDL与FDT/DTM在显示阀门参数方面的相对优点(见侧栏)。
Rx # 1。做出正确的选择
维护流程工具的第一步是首先选择正确的设备——正确的含义适合于应用程序。
例如，不要购买复杂的智能仪器来做低优先级的工作。
然而，对于关键过程，选择具有foundation现场总线，Profibus或HART通信的智能仪器。PlantWeb艾默生过程管理全球营销经理Tom Wallace表示，当精度至关重要时，这些类型的仪器尤其重要，因为4- 20ma系统包括变送器中的数模转换器和控制系统中的模数转换器。两者都容易出错和漂移。而且，他补充说，数字发射机提供了大量的信息。
使用隔离发射机;即使大多数DCS和PLC的输入是隔离的，也经常有足够的来自驱动器和其他来源的电气噪声来引入错误。隔离的发射机可以帮助减少影响。
不要仅仅依靠开关来控制压力、温度或液位，因为它们可能会在未被发现的情况下失效。将它们用作模拟信号的备份，从而产生可以监控的连续输出。
Rx # 2。正确安装设备
如果安装不正确，世界上最好的仪器也会做不好工作或过早失效。注意事项:
设备位置。例如，不要在蒸汽管道顶部安装压力变送器，否则冷凝水会不断排出，传感器将100%暴露在活蒸汽中。
管道上。确保在流量计的上游有足够的直流或流量调节器(见插图)。
越来越多。将仪器安装在正确的方向上:向上为气体，向下为液体。
路由。仔细布线脉冲管(见插图)。如果可行的话，消除它们。
电源输入。确保电源是可靠的，没有电气噪音，浪涌和尖峰。
接地。有些仪器——例如磁力计——必须正确接地。确保屏蔽只在一点接地。
环境温度。在其额定温度范围之外操作传感器或变送器将缩短其使用寿命。
腐蚀性气氛。Moore Industries-International Inc.销售和营销副总裁斯科特•桑德斯(Scott Saunders)表示，化工行业的一些人会“对变送器进行RTD(电阻温度检测)测量;他们会安装它——一个全新的应用程序——一切都运行良好。他们将在六个月后回到他们的预防性维护计划，移除RTD引线，插入他们的RTD源模拟器，拨入特定的温度，然后回拨控制室以确保读数为4,12和20。一旦检查完毕，他们就会把RTD装回发射器的引线上。现在他们重新引入了整个测量系统的最大误差:3线RTD引线的腐蚀。”3线RTD假设引线阻抗不会改变。在腐蚀性大气中，铅电阻会随着时间的推移而增加。4线安装可以最大限度地减少这个问题。
I类第1类装置(见图示):桑德斯说:“对我来说，I类1级防爆外壳的数量是惊人的，它们并没有一直密封到所有的螺纹。”“我甚至看到我们的一些I类1级外壳的变送器，可能在启动期间，他们正在校准仪器，给仪器布线，他们设置了I类1级玻璃顶部，但没有把它一直拧紧到垫片上。这些线的存在是有原因的:在气体进入大气层之前冷却气体。”
一旦安装了仪器，验证正确的设置和安装是至关重要的。使用设备诊断检查安装错误。如果设备有模拟模式，用它来检查并确保一切正常，艾默生的华莱士补充道。
建议3:别管它
一旦仪器安装好并正常工作，通常最好不要去管它，除非它发出警报。“顶级设备是如此精确和稳定，当你把它们放在工厂里时，你不需要校准它们，”华莱士说。“你需要进行工厂校准，一旦它们安装在正确的方向上，然后将它们归零，并使用工艺流体填充脉冲腿。然后你把它们重新归零，然后走开10年。”他指出，除非需要重新校准，否则重新校准往往会适得其反。检查制造商的文档。他说:“工厂校准几乎总是比工厂或现场校准好。”
摩尔工业公司的桑德斯说，这种实用的方法之所以有效，有两个原因:首先，“这些都是可靠的设备。它们不是很贵。如果有一个大问题，你可以把它扔掉，再买一个。”其次，数字仪器具有内部诊断功能。监控它们的状态会在出现问题时发出警告。
有些人可能不愿意放弃定期重新校准。要确信这是不必要的，方法是建立一个数据库。文档校准器在这方面可以提供帮助，但数据库才是最能说明问题的。桑德斯说，有些人会投资于“较新的技术，如基金会现场总线或Profibus，但他们没有适当的中间层，比如资产管理优化包，以利用数字数据，如状态位、校准和漂移。”
这种设置和遗忘的理念不适用于安全服务和关键任务测量中经过验证的过程设备，也不适用于那些具有可能磨损或污损或严重使用的组件的设备。分析装置和阀门就属于这一类。安装在腐蚀性、磨蚀性、剧烈振动或极端温度环境中的设备也需要格外小心。而且，这个概念不适用于带有运动部件的阀门，这些部件会随着时间和使用而改变其行为。
技巧4:倾听信号
判断仪器是否健康的一种方法是检查其过程噪声。读数在数周内没有变化可能是稳定过程的标志，也可能表明仪器故障。艾默生的华莱士说:“我想起了一个分析装置，一位技术人员说，‘这个pH值在18个月里一直稳定在7.2。“这是因为在过去的18个月里，探测器已经完全被污染了，而且在那段时间里没有实际测量到一个过程变量。一个小小的过程噪音可能表明你的设备没有死。”
一些变送器具有几秒钟的阻尼功能，可以掩盖表明其工作正常的噪音。但是，如果您的设备使用foundation现场总线或Profibus，即使在过程变量中可能不明显，噪声也应该显示在数字数据中。它还可以用于跟踪过程噪声的标准偏差。Wallace说，增加“可能表明工艺流中夹带了空气，流段塞或脉冲管线堵塞。”在油气应用中，它可能会反映出流动中的砂粒。
Rx # 5。注意次要变量
许多现代仪器收集不止一个变量的数据，即使它们通常不报告。许多流量和压力仪表也可以测量温度——有时是过程温度，有时是仪表的温度——并且可以记录读数。艾默生过程管理公司压力产品市场经理Paul Schmeling说:“电子产品有它们喜欢的特定环境条件。例如，“安装在电路上的PRT(铂电阻温度计)可以判断电子设备是否被过度滥用。”
还可以设置仪器来记住它所经历的压力漂移。这些异常情况可能缩短仪器寿命或导致零点移位等动作。设备可以设置为在运行检查的时候发出信号，或者在应该关闭的时候指示热伴仪打开的情况，反之亦然。
Rx # 6。小心你的要求
监视系统中所有数字设备的所有可用数据的缺点是所谓的警报泛滥。一个过程出现故障可能会产生多种来源的警报，导致操作人员不堪重负，无法迅速做出反应，从而带来潜在的可怕后果。也许美国最著名的这类事件是1979年三里岛核电站几乎熔毁，但在美国和其他国家也发生过其他事件。
防止这种情况发生的最好方法是安装警报管理系统(每小时6次警报是一个行业基准)，但是在DCS中进行一些明智的编程会有很大帮助。如果没有紧急情况，通常最好忽略那些几乎没有可能导致问题的小错误。
英维思Foxboro现场总线项目产品经理查理•派珀表示:“许多此类设备都有警告限制和报警限制，因此它们可以提供一种‘有点高’和‘高-高’评级的理念，来判断问题的紧急程度。”“这些设备可能有20或30个警告和警报限制，”他补充说，“所以系统应该能够看到这些限制，并在某些情况下触发工作命令。”
Rx # 7。将数据转换为信息
如果没有相关性，所有来自智能传感器和变送器的数据都是无用的。摩尔工业公司的桑德斯说，一些用户安装了“所有的工具来获取所有的信息，但他们缺乏报告流程或软件水平，无法真正提供获得投资回报或适当校准所需的预测性维护。”资产管理系统可以节省大量的维护成本，因为它可以创建从预防性维护到预测性维护的变更信息。
福克斯博罗的派珀表示，资产管理系统对阀门定位器也非常有用。“你可以追踪定位器改变方向的次数。通常，您还可以跟踪杆的总行程。”他解释说，你可以知道什么时候出了问题。“大多数阀门定位器都有参数，比如过大的偏差，这将告诉你它们正在产生更高的摩擦。你命令阀门移动到某个位置，但它没有到达那里。”他说，通过查看其中一些设备提供的20或30个变量，就有可能根据需要触发工作订单。
“如果你有合适的软件和资产管理系统，”Saunders补充说，“你可以经常测试阀门特性。你可以看看分量漂移。你可以做报告，推出预测性维护(PM)计划。”他提到了一位用户，他通过计算某个特定阀门到达固定位置的频率，发现它很少出现，以至于不需要PM计划。他说，有趣的是，这个决定不是通过资产管理系统做出的，而是通过一个简单的HART接口模块，当阀杆位置低于1%时，该模块就会触发DCS的输入。
资产管理系统收集和关联的数据使开发预测性维护策略成为可能，但在某些情况下，老式的PM甚至运行到故障是更好的选择。例如，在一个需要一周时间才能填满或清空的水箱上丢失一个液位变送器可能不是紧急情况。
总的来说，如果安装了最新的技术，或者它不是关键因素，通常最明智的做法是少做而不是多做。Wallace说:“如果设备或最终元件有可能磨损或损坏的部件，并且测量具有安全，环境或重大经济影响，则需要进行预防性或预测性维护。”“在大多数情况下，将预防性或预测性维护的思维方式从‘出去做点什么’转变为‘监控并在必要时启动自动诊断’。“设备出现问题的最大原因之一就是出去做点什么。如果后果很小，忽略它，直到它失效，然后替换它。”
显示阀门参数:EDDL还是FDT/DTM?
在现场设备和控制系统之间进行通信的最佳方式一直是相当有争议的主题。“现场总线之战”见证了基金会现场总线、Profibus和其他各种协议的支持者争夺主导地位。关于处理现场设备中可设置参数并将其呈现给用户的最佳方式也出现了分歧。一方是设备描述语言(DDL)的支持者，它已经成为电子设备描述语言(EDDL)。另一方面是那些更喜欢现场设备工具/设备类型管理器(FDT/DTM)技术的人。
使用第一种和较旧的技术，制造商创建包含每个设备基本数据的设备描述(DD)文件。然后，主机获取这些数据并将其呈现给用户。艾默生过程管理HART和现场总线技术总监Martin Zielinski说:“现场设备制造商描述了参数的关联，以及它们应该如何分组和显示在显示器上，但精确的格式取决于主机。”FDT/DTM技术被设计为现场设备维护和配置的标准化环境。DTM是一种设备维护和诊断应用程序，可插入主机系统的工程和资产管理系统。与DD语言不同，设备供应商的DTM插件包含用于管理和维护设备的用户界面。它允许设备供应商创建主机应用程序，并控制界面应该如何导航以及应该显示哪些信息。
最近的变化在某些方面模糊了这两种技术之间的区别。在EDDL方面，增强功能增加了图形功能，“您可以在其中绘制图表和图形，并且(还)具有将信息存储在系统硬盘驱动器上并在将来检索它的持久数据功能，”Zielinski说。
Foxboro的Piper说，这些改进“开始组织配置屏幕。[用户]可以开始将它们组织到不同的屏幕和分组中，而不是只有一个平坦的参数列表，并告诉您哪些应该作为下拉选项呈现。这改善了屏幕的外观，从填空的形式变成了更像表格的形式。”
Piper说，尽管有了增强，但从主机制造商的角度来看，DD还是有局限性的。他说:“我们不可能为每个阀门都设计一个用户界面，因为每个阀门都不一样。”“阀门制造商必须这么做。”他坚持认为，FDT是实现这一目标的最佳技术。(见图)。
另一方面，艾默生的Wallace认为，“EDDL具有更大的潜力，可以以最小的牺牲获得最大的收益。”作为证据，他引用了支撑水平。“目前大约有1200种设备类型使用EDDL。大约有110家使用dtm。”而且，他补充道:“EDDL是所有主机供应商支持的全球标准。”
风笛手不同意。他补充说:“目前，除了一家系统供应商外，所有系统供应商都宣布支持FDT技术。”
华莱士确实提出了一个让双方都有所信任的安排。“我的建议是要求使用EDDL，并将其作为标准技术。当EDDL和使用EDDL的应用程序包或“管理单元/管理单元”无法用于所需功能时，请考虑dtm。
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