自動(dòng)化儀表和控制設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)及改進(jìn)

陸峰

（上海理工大學(xué)光電信息與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院，上海 201722）

自動(dòng)化儀表和控制設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)及改進(jìn)

陸峰

（上海理工大學(xué)光電信息與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院，上海 201722）

近年來，在計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展，其中物聯(lián)網(wǎng)為多個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展創(chuàng)造了更為廣闊的空間。本文首先針對(duì)自動(dòng)化儀表和控制設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)中所存在的不足之處進(jìn)行分析，利用物聯(lián)網(wǎng)的支持，設(shè)計(jì)了自動(dòng)化儀表和控制設(shè)備的維護(hù)系統(tǒng)，并且在實(shí)踐應(yīng)用中對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)與完善。旨在對(duì)自動(dòng)化儀表和控制設(shè)備的維護(hù)系統(tǒng)達(dá)到全方位、多角度的效果，為自動(dòng)化儀表和控制設(shè)備投入生產(chǎn)提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。

自動(dòng)化儀表；控制設(shè)備；維護(hù)系統(tǒng)

近年來隨著科技水平不斷提升，大型生產(chǎn)制造企業(yè)在工業(yè)化的推動(dòng)下，引入了大批量的自動(dòng)化儀表以及控制設(shè)備，以期提升生產(chǎn)效率。但與此同時(shí)，針對(duì)自動(dòng)化儀表和控制設(shè)備的管理工作成為企業(yè)所面對(duì)的難題之一，部分企業(yè)選取了ERP系統(tǒng)、FF協(xié)議等不同模式對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線的自動(dòng)儀表進(jìn)行管理。盡管這一方式對(duì)自動(dòng)化儀表和控制設(shè)備的維護(hù)與管理起到一定效果，但相對(duì)而言，在時(shí)效性以及精準(zhǔn)度等方面還存有不足。因此，本文圍繞自動(dòng)化儀表和控制設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)的探索，具有十分積極的意義，有助于自動(dòng)化儀表和控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)更加科學(xué)的管理。

1 自動(dòng)化儀表與設(shè)備控制維護(hù)系統(tǒng)內(nèi)的不足

目前，國(guó)內(nèi)大型工業(yè)生產(chǎn)制造企業(yè)中，所具備的自動(dòng)化儀表和控制設(shè)備數(shù)量眾多，甚至已經(jīng)在萬臺(tái)以上，并且在地理位置上呈現(xiàn)出分散式分布特點(diǎn)，而這給設(shè)備的維護(hù)增添了極大的難度。并且當(dāng)自動(dòng)化儀表和控制設(shè)備在投入生產(chǎn)后，隨著科技水平的不斷進(jìn)步，對(duì)設(shè)備進(jìn)行更新?lián)Q代，以及對(duì)產(chǎn)生的故障進(jìn)行檢修。與此同時(shí)，生產(chǎn)單位通常會(huì)將設(shè)備出廠原始信息記錄到檔案中去，但是對(duì)檔案的后續(xù)更新與維護(hù)工作處于無人負(fù)責(zé)的空白狀態(tài)，設(shè)備檢修、更新等信息的變動(dòng)沒有及時(shí)記錄到檔案中去，這就導(dǎo)致自動(dòng)化儀表和控制設(shè)備的實(shí)際信息與檔案信息之間嚴(yán)重不符。在此背景下，采用ERP系統(tǒng)模式模塊對(duì)儀表與設(shè)備進(jìn)行管理的工作難度和復(fù)雜性不斷提高，系統(tǒng)維護(hù)難以展開。

同時(shí)，在自動(dòng)化技術(shù)水平不斷進(jìn)步的情況下，大量DCS控制系統(tǒng)研發(fā)出對(duì)儀表和控制設(shè)備的維護(hù)系統(tǒng)，開發(fā)了包括儀表狀態(tài)、組態(tài)檢查等功能。該類別的管理系統(tǒng)是基于現(xiàn)場(chǎng)總線儀表及控制系統(tǒng)開發(fā)的，然而總線儀表本身存在一定的不足，包括投入成本過高等，因此建立在總線儀表基礎(chǔ)上的DCS控制系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中無法解決問題。針對(duì)這一情況，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為基礎(chǔ)的儀表設(shè)備和維護(hù)系統(tǒng)研發(fā)顯得尤為重要。

2 以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的儀表設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)原始方案

在以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的自動(dòng)化儀表及控制設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)的原始方案設(shè)計(jì)中，包括了如下的流程。其一，自動(dòng)化儀表以及控制設(shè)備發(fā)生事故后，形成現(xiàn)場(chǎng)信息，包括設(shè)備配件故障。其二，在所記錄的事故信息基礎(chǔ)上，形成替代設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)入口中，引入替換的全新設(shè)備，并將其作為貯備設(shè)備，將相關(guān)信息掃描到系統(tǒng)中去。在事故信息及全新引入設(shè)備的信息基礎(chǔ)上，將事故設(shè)備更換下線，或者更換全新的配件。其三，參考事故相關(guān)數(shù)據(jù)信息，對(duì)已經(jīng)替換下線的儀表設(shè)備檢修，在系統(tǒng)出口中，登記報(bào)廢記錄。其四，如果對(duì)事故設(shè)備的檢修獲得成功，將該設(shè)備作為備用設(shè)備錄入信息，相反，如果設(shè)備的檢修失敗，最終無法修復(fù)，則在系統(tǒng)出口登記報(bào)廢記錄后，儀表設(shè)備徹底結(jié)束應(yīng)用。

在這一維護(hù)系統(tǒng)原始方案中，可以將操作流程劃分為幾個(gè)基本的模塊，即現(xiàn)場(chǎng)對(duì)象、配件/備件及維修模塊。其中現(xiàn)場(chǎng)模塊所包括的操作流程是建立在事故儀表設(shè)備基礎(chǔ)上，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并且利用這一數(shù)據(jù)，將發(fā)生事故的設(shè)備更換下線；而配件/備件模塊中，則是要在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)象模塊的工作基礎(chǔ)上，利用系統(tǒng)入口，將全新設(shè)備引入，并且在掃描后，進(jìn)行信息的登記與錄入，隨后在對(duì)故障儀表設(shè)備的修復(fù)成功后，將其轉(zhuǎn)為備件；而維修對(duì)象模塊所負(fù)責(zé)的內(nèi)容則是，如果對(duì)已經(jīng)下線的設(shè)備維修失敗，則需要在系統(tǒng)出口后，登記該設(shè)備的報(bào)廢信息。

3 針對(duì)維護(hù)系統(tǒng)原方案的改進(jìn)措施

3.1 方案改進(jìn)措施

通過深入的分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)檢驗(yàn)后，對(duì)自動(dòng)化儀表及控制設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)的原始設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化和完善，豐富和添加了使用功能，從而進(jìn)一步加強(qiáng)該方案的可執(zhí)行性。

首先，在原始設(shè)計(jì)方案中，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)象和配件/備件兩個(gè)模塊共同對(duì)儀表設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的的編碼工作負(fù)責(zé)，將設(shè)備的名稱、型號(hào)等基本信息以二維碼等形式展現(xiàn)出來，同時(shí)也對(duì)現(xiàn)場(chǎng)子設(shè)備的編碼工作負(fù)責(zé)，將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和子設(shè)備之間建立連接。該功能的主要目標(biāo)在于借助二維碼的掃描，來增強(qiáng)維護(hù)系統(tǒng)工作的效率。而在對(duì)方案進(jìn)行更加深入的探索后，提出了改進(jìn)措施，增添了設(shè)備缺陷這一全新模塊，并且為現(xiàn)場(chǎng)對(duì)象和配件/備件兩個(gè)模塊提供故障數(shù)據(jù)支持，這一改進(jìn)方案的主要目標(biāo)在于，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備故障發(fā)生后，通過對(duì)設(shè)備缺陷這一模塊的信息查詢，能夠?yàn)樵O(shè)備故障分析提供更多的參考價(jià)值，為同類型故障的解決創(chuàng)造經(jīng)驗(yàn)。

其次，添設(shè)了回路數(shù)據(jù)模塊，負(fù)責(zé)的工作內(nèi)容是對(duì)儀表及控制設(shè)備的回路進(jìn)行全程化的檢測(cè)，并且記錄回路完好率等相關(guān)信息。很多情況下，技術(shù)人員在維修故障設(shè)備時(shí)，對(duì)于某一類型設(shè)備回路的了解并不夠全面，并且欠缺該設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)，而經(jīng)由回路數(shù)據(jù)模塊對(duì)設(shè)備回路的全程化信息記錄，能夠?yàn)榧夹g(shù)人員提供大量的儀表設(shè)備回路相關(guān)信息，防止操作失誤而造成對(duì)設(shè)備的損壞。

第三，增設(shè)維修計(jì)劃模塊，將該模塊與現(xiàn)場(chǎng)對(duì)象模塊相連接，主要負(fù)責(zé)內(nèi)容為定期的維護(hù)和保養(yǎng)設(shè)備，下設(shè)多個(gè)不同單元，生成相應(yīng)的維修單據(jù)。這一部分的維護(hù)系統(tǒng)方案改進(jìn)預(yù)期達(dá)到的效果時(shí)，經(jīng)過維修計(jì)劃模塊與現(xiàn)場(chǎng)對(duì)象模塊之間的連接，設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)備維修的計(jì)劃，包括定期維修的間隔時(shí)間、保養(yǎng)時(shí)間等，從而利用最為合理的時(shí)間，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障，在確保儀表設(shè)備正常運(yùn)行的前提下，能夠節(jié)省設(shè)備維修的時(shí)間。

第四，添設(shè)維修文檔模塊，這一模塊是對(duì)其他模塊的輔助環(huán)節(jié)，在與其他幾個(gè)模塊之間建立連接后，對(duì)其他模塊運(yùn)行過程中的生成的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，并且以文檔的形式進(jìn)行保存。由于自動(dòng)化儀表及控制設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息量較大，而通過維修文檔模塊，能夠?qū)⑦@些信息形成一個(gè)有序的鏈接，技術(shù)人員在查閱相關(guān)信息時(shí)，能比較快速的的掌握相關(guān)數(shù)據(jù)，大幅度節(jié)省了時(shí)間。

3.2 改進(jìn)方案的執(zhí)行

在對(duì)自動(dòng)化儀表及控制設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)的方案進(jìn)行改進(jìn)后，需要進(jìn)一步將其落實(shí)到實(shí)際應(yīng)用中去。在具體的操作和執(zhí)行過程中，該系統(tǒng)將對(duì)儀表設(shè)備的維護(hù)工作劃分為兩個(gè)基本環(huán)節(jié)，一方面由技術(shù)操作人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)際操作，僅僅在操作過程中，使用智能手機(jī)或其他終端對(duì)所操作的儀表設(shè)備進(jìn)行掃描二維碼處理，而管理人員則通過這一系統(tǒng)，快速對(duì)設(shè)備的維護(hù)、故障等相關(guān)信息進(jìn)行查閱，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化的跟蹤監(jiān)控。在這一系統(tǒng)的使用過程中，企業(yè)甚至無需安裝其他軟件，僅僅通過瀏覽器訪問服務(wù)器后，就能夠完成操作，同時(shí)該維護(hù)系統(tǒng)具備自我跟新功能，對(duì)于實(shí)踐中存現(xiàn)的問題，系統(tǒng)能夠進(jìn)行自我完善和改進(jìn)。

4 結(jié)語

綜上所述，自動(dòng)化儀表及控制設(shè)備是大型企業(yè)正常生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，為針對(duì)當(dāng)前儀表設(shè)備維護(hù)管理中所存在的不足之處，應(yīng)當(dāng)充分開發(fā)和利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計(jì)更加具有科學(xué)技術(shù)含量的維護(hù)系統(tǒng)和管理模式，并以此來達(dá)到對(duì)儀表設(shè)備的動(dòng)態(tài)化、全程化監(jiān)控，同時(shí)增加管理的功能。在這一維護(hù)系統(tǒng)方案中，能夠?qū)υO(shè)備的運(yùn)行狀況、工單以及故障等基本信息進(jìn)行全程化的檢測(cè)，從而在儀表設(shè)備發(fā)生故障和問題后，能夠快速解決問題，并且對(duì)維修、設(shè)備更換等信息記錄在檔案內(nèi)。最終，經(jīng)由這一方式，能夠形成規(guī)范化、統(tǒng)一化的維護(hù)系統(tǒng)，減少維修時(shí)間，全面提升自動(dòng)化儀表及控制設(shè)備的工作效率。

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1671-0711（2017）06（下）-0037-02