聪明:明智地使用你的智能现场设备。

他们的情报工作在后台悄悄进行，提供一定程度的诊断，帮助企业管理所有类型的资产，包括在制品。这些设备在本地处理信息，执行从提供错误代码到自我校准调节聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)生产的阀门定位器的任务，Wellman公司是一家位于南卡罗来纳州Fort Mill的塑料树脂生产商

智能定位器对于控制威尔曼公司在密西西比州珠江工厂生产的PET颗粒的质量至关重要。它们调节了反应器中两种主要试剂——纯化对苯二甲酸(PTA)和单乙二醇(MEG)的引入和相互作用。一致性至关重要，因为最终产品是一种灵活、透明的塑料，正迅速成为饮料和其他液体的首选包装材料。塑料不仅要有规定的强度，而且还必须好看。

“控制PTA和MEG的注入，从涓涓细流到几乎喷涌的化学流，是非常困难的，也是非常非常关键的，”珠江公司高级控制工程师罗伯特·戈茨曼(Robert Goetzman)说。“这个过程必须是精确的和可重复的，以保持我们塑料的质量，无论是清晰度还是强度。”

马萨诸塞州英维思过程系统公司(Invensys Process Systems)生产的Foxboro SRD991定位机。，通过英维思FoxCom现场设备协议从控制系统和电子控制器操作气动阀门执行器。如果其中一个故障，它会在控制室触发警报，这是基于Foxboro的I/A系列自动化。作业人员要么暂时关闭PET管线，要么绕过发生故障的阀门，同时由技术人员更换定位器，这一工作包括拆卸和安装一个新的定位器。

然后自动自我校准启动。Goetzman说:“它通过消除或减少技术人员错误校准定位器可能导致的错误来加强质量控制。”这是至关重要的，因为校准错误的定位器将注入错误数量的PTA或MEG，并破坏整个批次。

使用FoxCom通信仪器，定位器在两到三分钟内自动执行必要的诊断，并将结果发送到控制室。“在我的办公室，我可以检查所有阀门定位器和变送器的状态，”Goetzman说。由于该定位器能够监控和校准公司流程的关键部分，Wellman在任何需要控制阀门开启和关闭的地方都使用了它，包括一条计划在今年将工厂PET产量提高50%的新生产线。

工作中的智力

野外设备最重要的发展是它们日益增长的智能，这种智能可以从产生的大量原始数据中筛选出有用的信息，并自动将其发送到需要的地方。如果用户想要从现有的数据中获益，将这种智能构建到现场设备中是至关重要的。

位于凤凰城的自动化控制供应商霍尼韦尔过程解决方案公司的高级产品经理里克•戈尔斯基解释说:“信息是件好事，但信息太多就不好了。”“如果设备只是向你提供大量信息，而你无法利用这些信息更好地运行流程，那么这种努力就白费了。”

英维思过程系统公司(Invensys Process Systems)测量和仪器开发总监理查德·卡西米罗(Richard Casimiro)表示，有两项发展使现场设备日益增长的智能化成为现实。首先是数字电子技术的不断进步使增强的固件成为可能。第二种是由总部位于布鲁塞尔的现场设备工具(FDT)联合利益集团颁布的国际开放通信标准，用于管理现场设备和自动化控制系统之间的配置和信息流。

FDT标准与OPC开放通信标准的不同之处在于主要关注设备的配置，从而使其独立于通信协议和运行设备或主机系统的软件。Casimiro说:“通过将通信扩展到现场设备，FDT允许与设备描述符(DD)或增强的DD语言交换更多丰富的诊断信息。”

结果是更好的资产可用性和利用率。机载诊断不仅可以对仪器的内部工作进行健康检查，还可以实时报告更丰富的信息。Casimiro说，对于阀门定位器，例如Wellman公司珠江工厂使用的阀门定位器，“管理层可以更好地规划维护，更积极地保持资产健康。”

很快，配备了自动存储和检索系统的仓库将具有同样的能力，光电传感器监测其设备。明尼阿波利斯供应商Sick公司的工业传感器产品经理韦恩•迈耶指出:“这些设备通常都非常大，没有多少人与测量设备进行预防性维护和清洁。”由于光学传感器在这些情况下是看不见也记不起来的，因此在这些设施的维护中需要自动提示，以便在传感器变脏或错位时向技术人员发出警报。

Meyer报告说Sick目前正在对一个通信网络进行beta测试，该网络可以远程设置和轮询几个光电传感器。该公司的工程师正在调整他们已经用于控制和诊断视觉摄像机和距离测量设备的技术。

让诊断付费

霍尼韦尔(Honeywell)的戈尔斯基表示:“有三种方法可以从发射机获取看似微不足道的原始信息，并将其有效地用于资产管理项目。”第一种方法是直接在设备上使用。例如，压力或温度变送器知道它应该以某种方式工作。当它不能正常工作时，它可以发送诊断代码，告诉操作员或维修技术人员有些地方不太对，然后让人来检查。使用这一级别的数据相对容易，因为它涉及从发射机读取诊断代码。

使用智能现场设备进行诊断的下一个级别是资产级别。利用这里的信息有点复杂和昂贵，因为它需要将数据集成到资产管理器中，资产管理器可以查看来自传感器的实时数据和存储在其档案中的数据。通过连接换热器、泵或其他资产上的所有传感器和其他现场设备，资产管理人员可以对设备进行整体监控，并帮助用户在故障发生前诊断和修复问题。Gorskie指出:“通过运行失败来修复问题的成本可能是计划停机来修复的成本的五倍。”

使用诊断的最高级别，即工厂级别，甚至可以节省更多的钱。然而，这一级别甚至需要更多的集成，因为它从工厂周围不同的位置收集信息，用于各种用途。例如，这些数据可以提供故障模型，操作管理人员可以使用这些模型来模拟工厂中依赖故障热交换器或泵的部分。这些模型通过工厂通信网络从几个资产和各种数据库中检索所需的数据，使用它来识别发展中的问题或排除重复出现的问题。企业资源规划(ERP)或其他管理系统还可以使用这些数据来调度工厂的资源，以应对可能在几个小时内发生的停机。

Gorskie提供了一个温度变变器监测泵的例子，以说明公司如何利用这三个级别的内置诊断。考虑这样一种情况:绝缘材料从传感器上方的蒸汽夹套上脱落。例如，当传感器跟踪泵壳的温度时，其内置的诊断程序可以报告超过建议工作范围的温度读数。维修是必要的，以防止热量破坏传感器和其他附近的设备，以及成为低效率的来源。

如果接收报告的资产管理系统集成到维护工作订单系统中，那么它可以向维护主管发送工作订单。Gorskie表示:“与此同时，系统还可以向作业者发送消息，告知资产管理公司刚刚报告了1号泵的问题。“切换到1A泵。”
在维修人员调查并解决问题之前，备用泵可以继续生产。

与此同时，可靠性和安全工程师可能会注意到，这是该泵在上个月第四次停机。如果数据被归档到某个地方，那么他不仅可以检索和分析温度读数的历史，还可以检索和分析正在收集的其他数据，并使用它们确定问题的根本原因。“因此，智能不仅可以诊断发射器本身的问题，还可以用于诊断其他问题，”Gorskie指出。

智能工具管理

过程工业并不是唯一利用现场设备上日益增长的智能的部门。离散部件制造商，尤其是汽车行业的制造商，也发现它们很有用。看看总部位于加拿大安大略省圭尔夫的全球汽车供应商利纳玛公司(Linamar Corp.)。它是Traxle制造公司。日前，该公司为德国汽车制造商戴姆勒-克莱斯勒公司设计了一个每天可生产750个车轴支架的加工单元，并在加工单元的刀具中植入了射频识别标签。

该单元包含两套七台机器，一台用于粗加工，另一台用于精加工。每台机器包含大约20铣削，钻孔，攻丝和镗刀在其工具库。每个工具都包含一个RFID芯片，或“标签”，由肯塔基州佛罗伦萨的Balluff Inc.提供。，它不仅能识别它，还能携带有关它的信息。通过将这些信息以电子方式固定在工具上，RFID标签使信息在单元中的14个加工中心和管理工具的工具槽中的设备之间自动流动。

信息流始于密歇根州安阿伯市Zoller公司生产的自动工具预设器。该单元测量每一种工具，并计算调整加工程序所需的偏移量，以适应工具之间的微小变化。然后，它将测量值和特定工具预计持续的作业数写入标记。

当工具到达其中一台机器时，技术人员使用工具推车上的读取器将每个RFID标签上的数据传输到机器的控制器中，并将工具装入机器的工具库中。然后，细胞的控制器可以检索这些信息。Traxle的项目经理Don Kraemer表示:“因此，操作员可以在单元控制器上打开一台机器，向下滚动其杂志中的工具列表，并知道该工具还剩多少次点击。”

当控制器要求使用特定的工具时，换刀臂上的读取器将偏移量数据加载到控制器中，同时换刀臂将工具加载到主轴中。在工具完成任务后，当手臂返回弹匣中的位置时，读者会更新剩余的寿命。Kraemer说:“系统会在预先设定的时间警告我们，通常是在工具使用寿命结束前的五个部分。”“在那之后，机器就不会运行那个工具了。”该工具必须返回婴儿床，并更换一个新的。

当然，这是最理想的情况。然而，有时，工作材料的变化和特定机器上出现的问题会导致工具过早磨损。因此，当生产的零件尺寸开始向公差极限漂移时，负责的工具将被送到工具床进行检查。

无论刀具是否按时或提前返回育儿床，预设器将从RFID标签中检索刀具寿命，进行新的测量，并将两组信息转储到刀具管理系统的数据库中。如果工具损坏或磨损超出可接受的范围，技术人员将更换刀片，并将修复后的工具送回预修器进行重新认证。他们还将对历史数据进行各种分析，提出一些问题，比如来自特定供应商的工具是否在运行时不起作用以及某个特定的机器是否会吃掉工具。

使用Balluf智能芯片自动化数据收集和使用Zoller软件简化分析也使Traxle能够进行实验。例如，工程师可以推出超出制造商建议的插入物，并衡量它是否有任何收益。他们还可以比较来自不同供应商的工具的寿命，并尝试新级别的插件，看看它们与公司一直使用的插件相比如何。

这些研究已经取得了成果。Kraemer报告称，在某些情况下，Traxle已经能够将预期的工具寿命设置设置得更高，并从其工具中挤压出至少15%的寿命。“正常运行时间可能会增加20%，”他说。如果没有自动化，为了获得这些好处而进行必要的研究充其量也会很麻烦，而且还需要雇佣更多的人，而此时具备必要技能的劳动力正处于短缺状态。

Balluff和Zoller的专家预计，竞争压力将迫使汽车行业比以往更多地接受这种形式的自动化。他们寄希望于汽车制造商对更严格公差和更高生产率的持续需求。为了遵守，制造工程师们正在转向
由金刚石、立方氮化硼和其他昂贵材料制成的精密工具。由于这些工具可能花费数千美元，工程师们希望RFID等技术能够帮助他们从投资中获得最大的回报。

设备通过电话通话

RFID并不是唯一将智能现场设备连接到分布式控制系统和其他计算机网络的技术。丹麦负责管理路灯的政府机构发现，移动电话技术是现场设备进行通信的另一种方式。这项技术帮助政府监控和调整灯光以适应实际情况，并在此过程中减少了35%的功耗。

要节省这么多钱，需要的不仅仅是注意改变季节变化时灯的亮起时间。它还需要考虑当前的天气状况、灯光的位置和一天中的时间。该计划不仅要求在暴风雨使天空变暗时亮灯，而且还要求在交通不那么繁忙时将不同地点的灯调暗。显然，一个简单的定时器、光电开关或人工干预是不够的。

此外，网络上的灯和其他设备也需要有能力让中央控制机构了解它们的状态。并发送自己的诊断信息。例如，管理层希望立即报告任何故障，这样就可以生成关于状态、坏灯泡和其他问题的报告，并派遣维修人员来解决问题。这意味着要在一个能够实时传输数据的网络上建立双向通信。

建立这样一个通过电线物理连接控制点的网络将过于昂贵和笨拙。因此，总部位于丹麦奥胡斯的负责整合工作的承包商Amplex决定利用全国各地已经存在的网络——移动电话系统。它安装了一个使用通用分组无线电服务(GPRS)的终端网络，GPRS是一种无线通信协议，用于在大多数欧洲移动电话公司使用的全球移动通信(GSM)网络系统上传输每秒115千比特的速度。

Amplex的工程师还指定了西门子MC 35移动无线电模块，该模块仅重16克，厚度只有6毫米。它只有54 × 36毫米，比一张名片还小。

遥测技术是否适用于工业和其他商业应用?视情况而定。西门子无线模块公司总经理彼得•福勒(Peter Fowler)承认:“如果你在一个固定的、长期的地点，那里已经有电话线和互联网连接，那么你就不会使用蜂窝网络。”他还说，这种技术不适用于任何不能忍受移动电话服务偶尔遇到的短暂中断的链接。

尽管有这些限制，仍有许多商业应用可以受益于遥测技术。福勒说:“这些站点需要监控，但要么没有通信网络，要么四处移动。”“例如，化工厂通常在偏远的地方有很多带有水箱和泵的设施。蜂窝技术可以帮助他们监测储罐中的液位和泵的状态。”另一种选择是派遣司机手动检查，但这不是智能现场设备的明智使用。

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