数字时代的维护

这是全球过程自动化系统的估计值。它们的生命周期已经接近尾声。取代它们应该被证明是自动化用户和供应商的黄金机会。ARC认为，这将为用户提供机会，用智能数字设备取代旧的现场设备，从而开始利用数字技术的能力来优化现场资产的健康和性能。

除了今天的智能设备，这种优化还有三个主要组成部分:促进设备和系统之间更好通信的数字网络;嵌入式软件可以获取设备的原始数据，并将其转换为其他系统易于理解的标准形式;资产管理系统从工厂接收大量信息，并以对工厂人员有意义的方式对其进行组织和评估。

预测性承诺

数字处理工厂地面网络有几种风格，基金会现场总线和Profibus与Hart通信协议一起主导了场景。亚利桑那州斯科茨代尔市Profibus贸易组织(PTO)副主任卡尔·亨宁(Carl Henning)说:“许多人认为现场总线是一种节省安装费用的方法，因为它们使你摆脱对大量昂贵铜线的依赖。”美国的Profibus和Profinet贸易组织。“是的，这是一个好处，但真正的好处发生在运行过程中，因为您可以获得和使用维护信息，将您的组织转换为预测性而不是反应式维护环境，”Henning补充道。“我们是那种技术、那种转换的推动者。”

当然，维护牙齿一直被认为是很重要的，尽管饭后用牙线清洁牙齿被认为是整体卫生的重要组成部分。也就是说，它很少被视为游戏规则的改变者。数字技术正在改变这种情况。

俄亥俄州Twinsburg自动化供应商Pepperl+Fuchs Inc.的业务发展经理Bernd Schuessler说:“我看到现在越来越多的安装正在考虑转向现场总线技术，他们这样做的主要原因是他们真的想利用来自现场总线设备的诊断信息。”Schuessler说，这使他们能够更有效地运行操作，并在这些问题导致停工之前发现潜在的问题。这一切都是为了保持生产正常运行，避免意外停产。”

好吧，也许不全是这样。预测性维护还可以在其他方面为公司节省资金。Scheussler说，研究表明，近三分之二的油田维护是不必要的。除了人工成本之外，仅仅因为维护计划要求更改而不必要地更换健康设备的费用也是相当可观的。

预测性维护不仅限于设备本身，还包括网络本身，这要归功于像百富的高级诊断模块(ADM)这样的工具，它可以监控Profibus和基金会现场总线安装的物理层，为每个网段生成文档，并提醒用户潜在故障的性质和位置。

Schuessler解释说:“使用ADM，我们可以检测到发射器是否进水，以便在设备丢失之前有时间解决问题。”“我们可以观察信号形式和信号振幅。我们还可以观察抖动，抖动是物理层发生事情的早期预警信号，也可以监测许多其他因素。”简而言之，用户可以在网络问题导致设备级别的故障或性能不佳之前查明网络问题。

显微镜下的设备

不过，与设备本身的实时监控和管理相比，这些优点都相形见绌。

位于德克萨斯州奥斯汀市的自动化供应商国家仪器公司(National Instruments Corp.)负责声音和振动销售和营销的部门经理普雷斯顿•约翰逊(Preston Johnson)表示:“你可以通过监测许多不同的机器参数来帮助确定机器的退化程度。”

Johnson说，这些参数包括温度、压力、流量和振动，并指出通过振动监测可以获得大多数机械故障的预警。

“温度是一种非常有价值的测量方法，因为当机械部件开始退化时，它往往会产生更多的摩擦，导致温度上升。这是机器退化的一个指标，往往比振动更接近故障点，这意味着反应的时间更少。但是温度可以用来增强振动监测，以更精确地了解机器在退化周期中的位置，”Johnson补充道。

你明白了:对关键变量的精确监控可以产生机器、设备和进程健康状况的清晰定义快照……如果你知道如何解释数据的话。NI的许多产品，就像其他一些领先供应商的产品一样，在这方面帮助用户。事实上，智能数字设备通常具有提醒用户故障可能性的能力。

尽管如此，理解工厂数据的聚合，并从中得出可操作的结论，是资产管理系统的工作，通常被称为工厂资产管理或PAM。这些系统由许多主要供应商提供，它们不仅解释数据并将其呈现给工厂的操作员和维护人员，还确定数据的相对重要性，就像报纸的编辑决定什么可以放在头版，什么可以放在第12版一样。

如果没有这种编辑功能，操作人员可能会被信息流淹没。这个假设的编辑器还维护档案，这样它不仅可以根据设备应该做的事情检查设备，还可以根据设备过去所做的事情检查设备。这种程度的专一性有助于避免故障，还允许用户安全地修改设备操作，以提高产量或实现其他目标。

到目前为止，讨论中缺少的部分是设备驻留软件。这些工具用于以标准化格式显示设备信息。实际上，它们告诉资产管理系统或其他系统设备正在使用一种特定的语言。如果没有它们，资产管理首先必须在一系列可能的语言中搜索，直到找到正确的语言，然后，假设系统能够理解它，分析信息的工作就可以开始了。

设备谈话

在设备级，两组首字母占据空间eddl(代表电子设备描述语言)和FDT(代表现场设备工具)。虽然相对鲜为人知，但这些强大的软件工具在促进预防性维护和帮助将数字自动化转变为几乎即插即用的事务方面发挥着至关重要的作用。它们可以共存于同一种植物中，尽管每一种的支持者在提到另一种时往往会感到愤怒。

EDDL历史最悠久。它可以追溯到1992年，当时，作为DD，或设备描述，它作为设备设置和诊断的辅助而推出。它被广泛采用，并于2004年成为国际标准(国际电工委员会的IEC 61804-2)，当时EDDL的名字就挂在上面。在Profibus、基金会现场总线和Hart的支持下，它几乎无处不在。许多自动化专业人员在后台默默地工作，并没有意识到它的存在。

但是有一个问题。为了与数字自动化的大方向保持一致，许多用户要求在智能设备中嵌入更强大的图形功能。进入FDT。

FDT于2003年由ABB、Endress+Hauser、英维思、美卓自动化和西门子共同推出，并于2005年在比利时Diegem正式注册成为FDT集团。它的目标是在现场设备和系统之间提供一个标准化的通信接口，该接口独立于设备或主机系统的通信协议和软件环境，允许任何主机通过任何协议访问任何设备。

它的支持者打算将FDT作为一种免费技术;也就是说，它可以与现有的EDDL应用程序一起工作，但添加了用户要求的增强图形。正如德国机械工程信息技术研究所(ITM)所说，这种解决方案被证明是“不令人满意的”，因为设备制造商和自动化供应商不愿支持两种对立的标准。针对这种反馈，EDDL合作小组和FDT小组在2007年同意共同创建现场设备集成(FDI)，这是一种设备级协议，将EDDL和FDT的最佳功能结合起来并加以扩展。

同时，EDDL在2006年推出了其标准的更新版本(IEC 61804-3)，增强了图形功能。新的图形使设备制造商在显示内容和结构上有了相当大的控制权，同时仍能确保设备之间的外观一致。

“例如，设备制造商决定显示器应该包含一个按钮，”新加坡PlantWeb咨询公司主管Jonas Berge为德克萨斯州奥斯汀的供应商Emerson Process Management设想道。“系统决定按钮的大小和颜色。通过这种方式，设备供应商可以提供对设备中所有功能的访问，而从一个设备到下一个设备的显示是一致的。”

Berge是EDDL的坚定支持者，他指出:“EDDL不仅用于将信息显示在屏幕上，还被设备管理软件用于自动配置OPC服务器，以使来自任何设备的所有数据可用于外部软件。”

OPC展望未来

OPC是一种开放连接标准，旨在允许来自不同供应商的设备和软件相互通信，以及与更高级别的系统通信，但在维护领域并没有被视为关键角色。亚利桑那州斯科茨代尔市OPC基金会的技术总监Jim Luth说:“通常情况下，通过OPC提供的资产数据或维护信息并不多，但这种情况正在改变。”

Luth表示，实现这一目标的工具是OPC统一架构(UA)。“这是OPC规范的下一代，它允许更丰富的数据结构和数据组织，以及更复杂类型的应用程序使用OPC。”他认为这有助于设备和资产管理系统以及企业资源规划(ERP)系统之间的通信。

看看播客自动化的世界总编辑加里·明切尔采访爱默生的乔纳斯·贝尔热关于EDDL，在www.myenum.com/podcast - 4816