儀器儀表預(yù)測(cè)性維護(hù)技巧

　　在需要24小時(shí)不停運(yùn)轉(zhuǎn)的工業(yè)中，突發(fā)的停機(jī)事件是不可忍受的。人們正在采取新的方法，來(lái)避免設(shè)備故障造成的生產(chǎn)損失和材料浪費(fèi)。最佳的方式是預(yù)測(cè)性維護(hù)，它可以通過(guò)對(duì)重要資產(chǎn)(如儀器儀表、驅(qū)動(dòng)器、機(jī)器人)運(yùn)行情況的監(jiān)測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)。作為領(lǐng)先的服務(wù)供應(yīng)商，ABB處于設(shè)備生命周期支持的最前沿。

　　ABB為客戶提供種類齊全的儀器生命周期服務(wù)，其中有許多TeXtboX。通過(guò)把這些服務(wù)與公司現(xiàn)有的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和流程知識(shí)結(jié)合起來(lái)，客戶可從中受益，并實(shí)現(xiàn)儀表可測(cè)量和可持續(xù)的性能改善。

　　與儀器儀表有關(guān)的生命周期服務(wù)有：安裝與調(diào)試、支持與維護(hù)服務(wù)、搬遷規(guī)劃與升級(jí)項(xiàng)目、儀器咨詢與流程分析，以及培訓(xùn)、校驗(yàn)、零件與維修服務(wù)。

　　這些服務(wù)的一個(gè)重要方面是協(xié)助客戶避免因信號(hào)完整性不足或儀器、執(zhí)行器的故障引起突發(fā)停機(jī)。突發(fā)停機(jī)會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重后果會(huì)造成數(shù)千甚至數(shù)百萬(wàn)美元的生產(chǎn)損失和資源浪費(fèi)。ABB提供的緊急維修協(xié)助，旨在縮短突發(fā)停機(jī)的時(shí)間。在目前情況下，客戶要求儀器供應(yīng)商進(jìn)行拜訪或簽署合同，在預(yù)定的停工時(shí)間內(nèi)進(jìn)行定期維護(hù)，這種方法的檢修成本勢(shì)必很高。如果有一種方法可以僅在必要時(shí)檢驗(yàn)和保養(yǎng)裝置，就能減少直接和間接的故障排除成本。

　　二、預(yù)測(cè)性維護(hù)計(jì)劃

　　為確保工廠中儀器發(fā)揮最大的性能，同時(shí)減少停機(jī)時(shí)間，許多公司都將預(yù)測(cè)性維護(hù)(PDM)計(jì)劃作為全面資產(chǎn)管理或優(yōu)化計(jì)劃的一部分。ABB的專業(yè)服務(wù)機(jī)構(gòu)能使這些計(jì)劃的成本顯著低于傳統(tǒng)的預(yù)防性維護(hù)服務(wù)。

　　PDM的目標(biāo)是預(yù)測(cè)儀器裝置何時(shí)會(huì)發(fā)生故障，從而減少突發(fā)停機(jī)時(shí)間，以在不影響質(zhì)量的情況下提高生產(chǎn)率?？刹捎镁哂袡C(jī)載監(jiān)測(cè)、高級(jí)算法和通信技術(shù)的智能化裝置，在儀器內(nèi)添加微處理器驅(qū)動(dòng)的診斷和應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。借助現(xiàn)場(chǎng)總線通信(HART、Profibus、FoundationFieldbus)，這些裝置能提供被測(cè)儀器的"健康狀態(tài)"信息，這種狀態(tài)信息可由資產(chǎn)監(jiān)測(cè)器加以利用。這些資產(chǎn)監(jiān)測(cè)器(如ABB的80OXA擴(kuò)展自動(dòng)化系統(tǒng))可探測(cè)到有關(guān)儀器性能的下降，通知相應(yīng)的人員開展進(jìn)一步調(diào)查，并在適當(dāng)?shù)那闆r下提供補(bǔ)救措施。無(wú)論作為簡(jiǎn)單的顯示或報(bào)警信息執(zhí)行，或是作為完整控制系統(tǒng)的一部分，這些功能都可讓客戶主動(dòng)對(duì)資產(chǎn)使用情況進(jìn)行優(yōu)化，而非被動(dòng)對(duì)突發(fā)事件做出反應(yīng)。

　　總體質(zhì)量管理(TQM)與ISO9000的實(shí)施也使對(duì)PDM計(jì)劃的需求倍增。TQM與ISO9000都有維護(hù)計(jì)劃程序的要求，以保證流程及所有組成部分都能連續(xù)發(fā)揮高性能。ABB的儀器儀表產(chǎn)品和有關(guān)服務(wù)均圍繞這一理念設(shè)計(jì)。新型

　　ABBAW600二氧化硅及磷酸鹽分析儀是目前市場(chǎng)上最先進(jìn)的水質(zhì)分析儀，該分析儀的最大優(yōu)勢(shì)在于擁有許多高級(jí)維護(hù)功能。

　　目前，儀器儀表的維護(hù)存在兩種明顯不足。一種是維護(hù)不足。部分儀器儀表由于安裝位置難以接近或維護(hù)費(fèi)用高昂，常得不到維護(hù)。PDM可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)提供是否需要維護(hù)的信息。另一種是維護(hù)過(guò)度。業(yè)主/運(yùn)營(yíng)商希望避免裝置故障引起停機(jī)，對(duì)這些裝置定時(shí)"預(yù)約"保養(yǎng)，沒(méi)有考慮這樣頻繁的護(hù)養(yǎng)是否必要。盡管這種做法減少了突發(fā)停機(jī)，但成本極高。PDM能顯著減少不必要的護(hù)養(yǎng)次數(shù)。

　　三、CalMaSter實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)

　　ABB的CalMaster流量認(rèn)證系統(tǒng)的開發(fā)目的是幫助客戶檢查己安裝的電磁流量計(jì)的精度與狀況。這些流量計(jì)廣泛用于多種工業(yè)，由于具有大體積容量和高精度，能測(cè)量數(shù)百萬(wàn)加侖/天的大容量電磁流量計(jì)被市政部門普遍采用，應(yīng)用在水行業(yè)中，為監(jiān)管權(quán)移交和收費(fèi)提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。

　　在這些應(yīng)用中，儀器具有直接的經(jīng)濟(jì)影響。當(dāng)產(chǎn)品的監(jiān)管權(quán)或"擁有權(quán)"轉(zhuǎn)移時(shí)，征費(fèi)的合理性會(huì)受到懷疑，市政部門作為買入方，會(huì)質(zhì)疑為什么供應(yīng)商的流量計(jì)與其自身流量計(jì)的測(cè)量結(jié)果不同。由于大多數(shù)解決方案都十分昂貴并會(huì)中斷運(yùn)行，很少得到采用，征費(fèi)公司找不到簡(jiǎn)便辦法證明其流量計(jì)是準(zhǔn)確有效的。于是，市政部門只能調(diào)整它們的測(cè)量結(jié)果并降低征收的費(fèi)用。

　　類似的情況，當(dāng)電磁流量計(jì)用來(lái)測(cè)量待處理的水質(zhì)時(shí)，不良的精度會(huì)使處理費(fèi)用增加(即化學(xué)品與能源的浪費(fèi))，并可能影響環(huán)境。此時(shí)，需要進(jìn)行水處理的市政部門或工業(yè)用戶/業(yè)主為了檢測(cè)儀表的測(cè)量誤差，必須停止運(yùn)行，卸下流量計(jì)，將其送回工廠檢驗(yàn)。這種精度驗(yàn)證方式極為昂貴，是不可取的。

　　ABBCalmaster的預(yù)測(cè)性維護(hù)服務(wù)改變了這一切。與Magmaster電磁流量計(jì)一起使用時(shí)，CalMaster技術(shù)使服務(wù)工程師能用短短幾分鐘來(lái)檢查50種不同的性能和裝置健康狀態(tài)參數(shù)，無(wú)需中斷流量。Calmaster能檢驗(yàn)流量計(jì)是否按照與出廠規(guī)格相同的狀態(tài)運(yùn)行；找出己經(jīng)發(fā)生的任何問(wèn)題，如襯里磨損、水滲透進(jìn)入電子裝置或傳感器、腐蝕等；分析這些問(wèn)題是否影響到了目前的性能，或還有多長(zhǎng)時(shí)間會(huì)產(chǎn)生影響，從而預(yù)測(cè)需要對(duì)流量計(jì)進(jìn)行保養(yǎng)的時(shí)間。

　　四、2600T壓力變送器實(shí)現(xiàn)堵塞引壓管檢測(cè)

　　差壓變送器遍布多種工業(yè)及市政設(shè)施，用于感測(cè)流程中兩點(diǎn)問(wèn)的壓力差，及計(jì)算管道內(nèi)的流速。在典型的工廠中可能安裝數(shù)以百計(jì)的這類壓力變送器，其中許多位于難以接近、無(wú)法維護(hù)的地方。檢查這些裝置的隱患耗時(shí)、耗財(cái)，許多公司紛紛希望在不降低安全性的前提下，盡量減少維護(hù)次數(shù)。

　　差壓變送器通過(guò)測(cè)量由傳感元件(如文氏管、楔形計(jì)或孔板)引起的壓力降來(lái)確定流速。根據(jù)測(cè)量結(jié)果，結(jié)合對(duì)傳感元件幾何形狀的了解，可算出流速。傳感元件通常通過(guò)兩條引壓管與流程連接，這些管道的口徑通常較小(小于lcm)。在裝置的壽命期內(nèi)，引壓管可能會(huì)被部分或全部堵塞，主要原因是：

　　(1)流程中的固體物質(zhì)堵住接頭；

　　(2)管內(nèi)發(fā)生沉積，逐漸引起堵塞(例如石灰石結(jié)垢)；

　　(3)引壓管內(nèi)液體凍結(jié)。

　　引壓管被堵塞可能造成嚴(yán)重后果。雖然它對(duì)裝置硬件沒(méi)有明顯影響，傳送給控制室的流程值看起來(lái)也正常，但由于引壓管的堵塞把當(dāng)前的壓力狀態(tài)限制起來(lái)，使其與真實(shí)的流程狀態(tài)脫離?？刂葡到y(tǒng)繼續(xù)使用控制回路中的壓力值，并不知道它已被"凍結(jié)"。流程操作員能夠了解這一事件的唯一線索是有關(guān)控制回路的錯(cuò)誤運(yùn)行表現(xiàn)。錯(cuò)誤的壓力和流量測(cè)量結(jié)果如果沒(méi)能得到糾正，會(huì)造成嚴(yán)重的、甚至災(zāi)難性的事故。

　　發(fā)現(xiàn)引壓管被堵塞并予以疏通的工作非常重要，為避免中斷生產(chǎn)，一般在時(shí)間預(yù)定的預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃中加入差壓變送器，這種做法花費(fèi)昂貴。此外，由于某些流程液體更加容易造成堵塞，因此預(yù)定時(shí)間間隔更短，費(fèi)用也更高。ABB2600T壓力變送器有內(nèi)置診斷功能，叫做"堵塞引壓管檢測(cè)"(PlLD)，能迅速發(fā)現(xiàn)被堵塞的引壓管，并將信息發(fā)給控制室，無(wú)需采用昂貴的預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃。

　　PlLD功能可以測(cè)量未被堵塞的引壓管中壓差信號(hào)的噪音水平。在裝置正常運(yùn)行過(guò)程中，它把噪音水平與參比存儲(chǔ)的數(shù)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)對(duì)比。如果統(tǒng)計(jì)分析表明，當(dāng)前數(shù)值與參比值之間有顯著差異，則發(fā)出報(bào)警，表示一條或兩條引壓管被堵塞。最近，這一功能被集成在ABB2600T壓差變送器的最新型號(hào)(采用FoundationFieldbus界面)中。