4 out 5虚拟医生建议使用数字现场总线来治愈和防止失败

当你不得不跳上直升机去调查仪器故障并进行维修时，远程诊断就不仅仅是为了方便。这也是钱的问题。如果没有诊断，当设备在没有预警的情况下出现故障，维护人员不得不飞到英吉利海峡或北海的天然气平台时，你的底线可能会受到巨大的打击。

因为减少这些费用对于GDF Suez A.B.，基于巴黎的能源公司投资数字现场总线技术至关重要。网络上的智能传感器现在早点向运营员工发出问题，才能在发生纠正措施之前采取纠正措施，因为他们有机会退化到完全失败。更好的是，固有的诊断通常可以提供足够警告的技术人员，以便在预定停止到平台期间维修。

GDF Suez在将其原有的气动控制和离散布线网络升级为基于凤凰城霍尼韦尔过程解决方案基金会现场总线的新网络时，打开了业务的这一窗口。“基金会现场总线系统集成了霍尼韦尔变送器，以及其他第三方变送器，”GDF的采矿安装主管Hans Katers说。

由此产生的数字网络与公司的海上平台建立了串行、双向通信，从而实现远程控制和监控。现在，操作人员可以获得更多的信息，可以告诉它反馈设备是否正常运行，以及它们传输的过程信息是好是坏。技术人员不仅花更少的时间来验证设备是否正常工作，而且他们不再需要像以前那样进行许多例行检查。

跟踪趋势的能力也给了他们预后。“预测[性能]的能力也有助于通过检测或预测在造成任何问题之前检测或预测恶化的性能和故障条件来增加平台正常运行时间和性能，”GDF的仪器工程师之一的Hans Kwee指出。

霍尼韦尔资产管理产品经理John Yingst表示，用于评估资产健康状况的诊断和用于主动维护资产的预测相结合，构成了现场总线和智能变送器的真正优势。他说:“现场总线的价值不在于其生命周期早期吹嘘的布线节省和其他承诺。”

减轻负担,

基于现场总线的诊断的另一个优点是它可以补充基于以太网的嵌入式信号处理，其中许多石油和天然气行业正在投入其需要高速数据采集和反馈的机械。虽然智能传感器可能足以在工艺行业中的某些控制环路中足够，但是额外的数据采集和信号处理通常需要驱动这些过程的压缩机，泵和其他高速重型机械所必需的。

“你可以想象将原始数据返回到控制室的快速流动填补了硬盘，”国家仪器公司的声音和振动销售和营销分部经理Preston Johnson说（NI）Austin，Texas，Automation供应商。“处理该信息将其降低到较小的更加有意义的信息，使应用更容易。”他的公司用最新的模数转换器，现场可编程门阵列和微处理器进行，可以在数据上执行快速傅里叶变换分析。

由于处理速度快，位于休斯顿的控制和仪器供应商Supreme电气服务公司一直在其高压压裂泵中使用NI公司的CompactRIO以太网产品。Supreme电气公司高级副总裁Robert Stewart说:“我们认为其他硬件无法提供高速输入/输出和分析，以捕捉这些油井服务泵的瞬时压力峰值和振动迹象。

高功率柴油发动机和这些Triplex或Quintaplex泵上的传输都具有监控排出压力，转速和其他操作参数的电子界面。该接口在泵运行时提供诊断，并通过SAE J1939控制器区域网络（CAN）通信协议将数据传输到主控制控制台。“通过这个实时信息，运营商可以确定他们是否应该根据泵的实际性能指示继续或停止运营，”Stewart说。有关现场总线技术的更多信息，请参阅 “较少的现场总线编程头痛”。

也许是最高电气等公司的最大挑战，以将诊断集成到其机器中并不是如此实时收集数据，而是开发用于解释其意义的软件。“设施可以使用OPC（开放式连接标准）从智能发射器和从现成软件中汇集过程数据，以便做出更好的决策，”Johnson在National Instruments。“但仍然需要有一点工作，他真正了解过程和设备如何共同努力。”

他提供了他公司的振动监测系统的例子，该振动监测系统捕获振动数据并进行一些初始信号处理以识别例如振动的轴承，这些轴承比平常多一点，或者一半的轴已经出现了一点点超出平衡。“这不是一张完整的图片，”他说。“你需要将所有信息从不同来源一起加上所有信息，看看它对整个过程如何运作的内容。”他指出了辛辛那提大学的研究（自动化世界，2007年6月，第8页）在其他地方聚合大量数据并开发用于确定传感器和系统如何一起工作的自动规则。

与此同时，设备建设者可以使用各种编程辅助工具来简化可以将数据放入特定机器或过程的上下文的软件的开发。Supreme Electrical的工程人员正在使用国家仪器的LabVIEW图形编程软件来编程它用于控制和监控其设备的实时处理器，门阵列和I / O硬件。“它使软件开发方更快地比我们以基于C的编程的过去的经历更快，”斯图尔特报道。“大多数C程序员需要两年的时间，我们可以在几个月内完成。”

一盎司预防

用户还将其设备诊断绑定到另一类称为工厂资产管理（PAM）的软件，即主要控制供应商提供。此类软件的目标是帮助用户从反应维护策略转移到主动或预测的策略。由此产生的节省可以抵消安装数字总线而不是更传统的4到20毫安（MA）模拟系统的额外成本。

俄亥俄州特温斯堡自动化供应商倍加福公司的业务开发经理Bernd Schuessler说:“行业研究表明，65%的现场维护是不必要的。”有了智能设备，仪器在需要维护时自动报告。用户不再需要按设置的时间间隔进行例行维护，无论设备是否需要。

Schuessler强调除了智能数字现场总线仪表外，还需要监控物理层。“数字总线物理层代表了整个总线结构的主干，”他指出。“如果没有正确安装，它可能会导致整个工厂瘫痪，因为连接到它的设备的信息无法传递到控制系统和PAM。”出于这个原因，他的公司开发了先进的物理层诊断(ADM)，这是一种弥补仪器诊断和控制系统之间差距的技术。

ADM中内置的工具之一是一个调试向导。Schuessler报告说，当斯特曼化学公司的P + F安装基金会现场总线时，在哥伦比亚，S.C.，与传统程序相比，该暗示将调试时间减少80％。协助ADM在现场总线网络上观看是P + F的基础现场总线功率调节器和FieldBarriers。

除了部署调试向导外，伊士曼还使用ADM来监控其基础现场总线的物理层，并警告其在调试时建立的基线的任何偏差的运营人员。现在，技术人员可以识别物理层中的潜在问题 - 例如段噪声，抖动，接地故障，极性检查和缺少终止符检测 - 在他们可以中断通信之前。在必要的故障排除时，技术人员使用ADM的其他工具（如现场总线示波器）来定位问题。“这有助于他们减少不必要的停机时间和增加产量，”Schuessler说。

部分由数字现场总线实现的另一个诊断支持级别是自动化供应商提供的资产管理服务。想想密歇根州的一家电力公司的经历吧。周五晚上，该公司计划关闭一个发电机组，但却很难将其恢复过来。其中一个被重置的模块继续报告错误。ABB公司过程自动化部门的远程服务业务开发经理John DuBay Jr.在俄亥俄州Wickliffe报告说:“某个地方的配置出现了问题。”

当该技术人员致电ABB的SupportLine时，一名服务工程师在30分钟内回复了他的电话。他登录了电力公司的连续监控系统，诊断出了问题，并远程重新加载了模块。远程诊断不仅避免了昂贵的延误，而且电力公司的技术人员当晚也能回家好好休息一晚——这是良好诊断的好处。