HART智能儀表在線管理系統(tǒng)的應用

夏長松（大慶煉化公司機電儀廠，黑龍江 大慶 163411）

隨著過程控制技術和智能儀表的發(fā)展，基于HART協(xié)議的智能儀表，如溫度變送器、壓力變送器、液位計、流量計、調節(jié)閥等，已經在現(xiàn)場得到了廣泛應用，但由于沒有統(tǒng)一的管理系統(tǒng)，智能儀表的優(yōu)勢并沒有得到充分發(fā)揮，這在功能上是一個很大的浪費。根據(jù)現(xiàn)場HART智能儀表維護和管理需要，幾大DCS廠商先后推出的現(xiàn)場智能儀表管理系統(tǒng)，且陸續(xù)在國內逐步地推廣，這種技術已經基本成熟。本文介紹了橫河電機的智能儀表的在線管理系統(tǒng)（PRM）在中石油大慶煉化公司30萬噸/年二期聚丙烯裝

橫河PRM的硬件要求不高，只需要一臺同操作站相同配置的工作站計算機，網絡配置與操作站的完全相同，與Vnet IP控制網絡連接，并通過控制網絡讀取現(xiàn)場智能儀表設備的信息?？刂普居布矫嫘枰x擇支持HRAT協(xié)議的I/O卡與之配合。如果需要將第三方控制系統(tǒng)內的智能儀表接入橫河PRM系統(tǒng)可以使用與安全柵同配套的專用多路轉換器與安全柵以跨接方式讀取現(xiàn)場儀表HART通訊，并通過串口通信將數(shù)據(jù)從多路轉換器傳到DCS通訊卡。

PRM軟件安裝比較簡單，只需按照提示即可完成。

PRM系統(tǒng)的配置最好在DCS硬件組態(tài)結束后，因為DCS的通道位號已經固定，從DCS中導出現(xiàn)場儀表清單比較準確。PRM系統(tǒng)配置第一步需要將DCS導出的儀表清單再導入到PRM系統(tǒng)，按照系統(tǒng)節(jié)點和I/O卡件順序建立儀表的樹狀結構。在現(xiàn)場儀表上電后要對所有HART智能儀表進行一次數(shù)據(jù)上傳?，F(xiàn)場智能儀表數(shù)據(jù)上傳后，PRM軟件會按照設備制造商分類自動再建立一個樹狀目錄。最終PRM內會分別建立按照位號、硬件I/O地址、制造商三種方式排列的儀表列表。

橫河PRM支持設備描述文件（DD，Device Description Flie）的和設備類型管理器（DTM，Device Type Manager），但不支持電子設備描述語言（EDDL，Electronic Device Description Language）。橫河的PRM軟件中默認只安裝了橫河公司的智能儀表設備的DTM文件，這就需要補全現(xiàn)場其它智能儀表設備的DTM或DD文件。如果沒有DTM和DD文件PRM會按默認參數(shù)讀出現(xiàn)場儀表信息，這種方式不直觀，可用性也差。

DD文件一般在智能通訊終端中使用，比如艾默生的375和475中，如果PRM中導入的DD和475中的DD文件相同，這兩者之間的界面完全相同。而DTM也是由設備制造商提供，與任何通用的FDT/DTM的設備管理平臺顯示風格相同，菜單和操作方法相同，現(xiàn)場設備功能完整，操作界面友好，并提供完整的圖形支持。

2 PRM在裝置開車前儀表調試階段的作用

想要PRM發(fā)揮最大的作用，須在現(xiàn)場儀表單回路調試前讓PRM達到備用狀態(tài)，即所有的智能儀表的DD文件或DTM配置齊全?，F(xiàn)場儀表上電后首先要核對所有智能設備的位號、量程、單位等參數(shù)是否正確。例如聚丙烯裝置現(xiàn)場280臺智能變送器，26臺質量流量計，僅僅用了4個小時儀表參數(shù)就全部核對完畢，而SIS系統(tǒng)使用475智能通訊終端檢查了55臺智能變送器用了2個小時。與后者相比PRM可以同時和5臺現(xiàn)場智能儀表進行通訊，也不需要接線，大大節(jié)省了時間。

對于單回路儀表調試，PRM也同樣有很高的效率，在PRM使用變送器的回路測試功能改變變送器的電流輸出，可以快速的完成儀表單回路的5點校驗。在聯(lián)鎖調試上，PRM同時調用多臺儀表，尤其大大縮短機組三取二回路的調試的時間，使得聯(lián)鎖調試更加簡單。

3 日常維護過程中的作用

PRM在日常儀表維護中的一個主要功能就是輪詢，即PRM按照一定的時間間隔（默認為1小時）對現(xiàn)場儀表進行一次巡檢，如果發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場儀表發(fā)生故障報警，將生成故障記錄，并發(fā)出報警提示儀表巡檢人員。這種儀表巡檢方式在非智能儀表時代是不可想象的，沒有人能用這么短的時間完成對現(xiàn)場儀表的巡檢，這是一個革命性的進步。此方式提高了儀表人員的巡檢范圍，將現(xiàn)場所有智能儀表都納入了巡檢范圍。從以前只能對控制系統(tǒng)進行全面的巡檢擴展到現(xiàn)場智能儀表的全面巡檢，技術的進步大大提高了勞動強度和效率。

其次PRM可以部分實現(xiàn)設備的預管理，在現(xiàn)場設備出現(xiàn)報警時采取措施，防止設備出現(xiàn)嚴重故障，導致生產波動。PRM中的報警級別分為警告、報警和故障，可以根據(jù)不同級別設置輪詢時間，對于報警的儀表可以將輪詢時間縮短為半小時或者是10分鐘。

此外，PRM可記錄某些型號的閥門智能定位器的累計運行時間、閥桿累計行程等數(shù)據(jù)，給閥門定期維護提供了依據(jù)。

在裝置運行期間，出現(xiàn)過某臺調節(jié)閥智能定位器檢測到閥門行程偏差過大，某型號的閥門定位器記錄到了短時間的一次閥門內部故障，這都應引起維護人員的高度重視，提前分析查找原因，通知操作人員注意某些設備的運行情況，制定相應的預案，盡量消減裝置因關鍵儀表設備故障而波動或者停工的風險。還有一臺小流量調節(jié)閥出現(xiàn)報警，提示維護請求，經現(xiàn)場檢查為膜頭和閥體之間的壓帽松動導致零點變化。相比以前的設備出現(xiàn)問題再去解決的設備管理模式，預管理是一個新的設備管理模式，也是應逐步探索和完善的設備管理新方法。

4 PRM功能的深層次利用

PRM系統(tǒng)通過HRAT協(xié)議讀取了現(xiàn)場設備的大量信息，儲存于數(shù)據(jù)庫中，如何更有效的利用這些數(shù)據(jù)是應該深入思考的問題。這里筆者也做了一些嘗試。

（1）導出設備列表后，可以得到現(xiàn)場設備及參數(shù)的一手資料，有助于新裝置設備臺賬的建立，和設備、備件的采購。還可以利用事件記錄分析對比儀表故障率和儀表維護工作量，為后續(xù)工作提供依據(jù)和指導。

（2）在系統(tǒng)擴展上，由于在設計時沒有考慮到裝置其它控制系統(tǒng)（例如PLC、SIS）中的智能儀表接入的問題，目前這些儀表還不能連接到PRM系統(tǒng)，解決的辦法是采用安全柵廠商提供的HART多路轉換器通過通信連接到PRM系統(tǒng)。

（3）直接利用現(xiàn)場數(shù)據(jù)，首先可以讀取變送器膜盒溫度，可以作為現(xiàn)場儀表伴熱運行是否良好的參考；其次對于重要的閥門可以讀取閥門定位器的位置反饋信號，作為閥門工作是否正常的依據(jù)；還可以利用質量流量計的密度參數(shù)，對介質汽化進行監(jiān)視。以上這些都可以實時的顯示于DCS系統(tǒng)畫面上，作為一種輔助的監(jiān)控手段，最大化地發(fā)揮現(xiàn)場智能儀表的優(yōu)勢。

5 結束語

橫河PRM系統(tǒng)在中石油大慶煉化公司30萬噸/年二期聚丙烯裝置使用中取得了良好的效果，并逐步在新建裝置推廣。

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