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利用工况诊断和监控技术提高流程设备的利用率 |
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作者：Andreas Kunze 来源：PROCESS《流程工业》 |
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系统化、模块化的解决方案以及流程设备工况诊断和监控技术在流程工业生产企业中的应用不断增多。设备的故障停机不仅增加生产成本，而且将可能造成整批产品报废，为企业带来严重的损失。对于只配备了传统式自动化控制系统的流程工业企业，费斯托（Festo）公司现在也能为他们提供成套的自动化解决方案了。
用户除了希望得到包括设计、生产制造、安装调试的一揽子自动化控制解决方案外，还希望各个控制元器件之间能够进行数据交换。相互匹配的、带有数据分析评判和故障诊断功能的自动化控制元器件，是流程设备预防性维护保养的前提和基础。切实可行的故障诊断分析功能能够使流程设备的使用者减少计划外的意外停机时间，提高控制元器件的兼容性及设备的利用率，降低维护保养费用。
如按照整体使用成本（TCO）方案来考虑流程设备的自动化，一揽子方案可以实现更多的节约。例如：可快捷方便的确定某个元器件的正确位置；控制原理图中统一的元器件符号；在整个自动化控制系统中方便地加入一个单独的控制元器件；也可节省元器件定购、安装和维护保养等方面的资金投入。而费用分析并不局限在自动化控制系统的总投资和总投资节约潜力等初期阶段。在这样的流程设备自动化控制系统投入生产运行之后，还会有另一个重要的节约因素：流程设备利用率的提高以及与此相关的生产能力的提高。在自动化的流程生产工艺中，费斯托的控制元器件承担着重要的控制任务，例如分配系统的电气控制以及气动控制等等。
气动控制系统除了拥有压缩空气供应系统外，还包括了压缩空气的输送、气动控制回路以及气动流程设备、气动系统。气动控制系统中的任何一个错误都可带来生产过程的停滞或者导致错误的生产流程，影响产品质量，严重时可导致产品报废。在采用了切实可行的流程设备工况诊断分析技术之后，可以减少计划外的停机时间。流程设备工况的诊断分析可分为三个不同的层次：第一个层次为简单的监控功能（故障的识别）；第二层次为系统的诊断分析（故障位置的分析测定）；第三个层次为子系统的诊断分析（故障的界定）。
在气动控制系统中，仅需少量的传感器对压力和流量进行监控就可以判断出流程设备的工作状况，比那些采用实际值-理论值比较的检测方法要简单的多（第一层次）。在第二层次的诊断分析中，诊断控制器以及模块式的流程设备诊断分析软件根据第一层次得出的设备工作参数进行分析评判，并进行状态注释说明。从而可以在流程设备出现故障之前提醒操作者及时的采取必要的维护保养措施。该系统的第三层次监控对于特别重要的流程工艺具有非常重要的意义。此外，传感技术也将对流程设备驱动系统的工作状态进行监控，例如对调节阀、密封件的磨损情况或设备管道系统的工况进行监控。所有的诊断信息都传送到上一级的流程设备控制系统中，并予以可视化的显示，便于流程设备的操作者有目的的采取维护保养措施。
提高流程设备的利用率：费斯托公司的CPX/MPA具有强大的故障诊断功能。
费斯托公司研发生产的CPX/MPA将CPX远程输入输出终端和MPA电磁组合阀的功能组合在了一起，可以显示故障源、故障所在位置和应该采取的措施等信息。其具有以太网接口，可以实现远程操作。在预防性的流程设备维护工作中，开关控制计数器、电磁阀线圈电流精确监控以及电磁阀线圈电压的模块式监控装置等，都成为故障诊断分析的集成式展示窗口。在通过以太网接口与CPX连接之后，诊断数据可以迅速的成为集成式IT解决方案可以使用的数据资料。在循环计数器的帮助下，可以准确的确定流程设备维护保养的时间。在流程设备出现故障时，这些组合式控制阀可以告知故障所在的地点位置。在经过一段的使用之后，在操作者熟悉了组合控制阀所提供的数据信息之后，可以通过及时的设备维护来避免流程设备的故障停机，更好的控制流程设备的生产流程和快速的排除流程设备的故障。
多功能的组合控制阀结合了电子技术、气动技术和集成技术，在上一级的流程设备控制系统控制下精确的进行流程设备工作现场的状况分析与诊断。其使用的软件能够对流程设备的工况进行动态的诊断分析，故障诊断分析的结果能够转换成可识别的文字或图像符号，既可供现场的操作者使用，也可供网络用户或在全球范围内的工程技术人员“会诊”时使用。在系统的模块化外部设备中，也可接入一个前端控制器CPX-FEC，可以在现场总线系统中实现封闭的控制回路和调节回路的控制调节，实现现场的可视化再现以及对现场总线设备数据的预处理。利用远程维护功能，流程设备的操作者可以在任何一个地点“看到”流程设备的工作状况，可以在线修改流程设备的工艺参数。
利用故障诊断系统中的这一自动化控制元器件使得费斯托公司的售后服务人员提高了流程设备的利用率。压缩空气质量的分析与优化使流程设备能够长时间精确、稳定的工作，因为只有高质量的压缩空气，才能有效的提高流程设备所用各种传感器和气动元器件的使用寿命。另一个专用的节能装置Energy Saving Service甚至还可以排除流程设备的泄漏。
显而易见，畅通无阻的故障诊断分析系统不只是一个闪烁发光的LED二极管系统。它可以持续的降低流程设备整个寿命周期内的维护保养费用，同时也可以保证产品的高质量。快速、高效的流程设备维护保养和维修提高了设备的利用率。(end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(10/26/2007) |
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