利用PRM系统提升仪表设备的维护与管理水平

赖红军 王志芳

(中国石油天然气股份有限公司独山子石化公司信息网络公司)

利用PRM系统提升仪表设备的维护与管理水平

赖红军 王志芳

(中国石油天然气股份有限公司独山子石化公司信息网络公司)

探讨利用PRM系统提升仪表设备的维护与管理水平，实现预测性维护的方法。

PRM 仪表设备 预测维护

炼化是高危行业，以高温、高压、易燃、易爆为主要特点，因而在工艺过程中，局部的、瞬态的异常工况可能会引起大范围的严重后果。传统的仪表维护方式主要是故障事后维修或定期维修。随着炼油产业的不断发展，装置生产越来越重视“安、稳、长、稳、优”运行，传统的事后维修工作已经不能完全满足需要。及时发现并处理设备故障隐患，成为现代炼化企业仪表设备维护与管理的发展趋势。

1 预测维护实现的工具

预测性维护集设备状态监测、故障诊断、故障(状态)预测、维护决策支持和维护活动于一体，通过检测在线运行设备的状态来决定是否对该设备进行必要的主动维护。要实现仪表设备的预测性维修，基础是要采用现场智能设备，其次是配备智能设备管理软件[1]。

工厂资源管理系统(Plant Resource Manager，PRM)可对现场总线仪表、HART仪表和其他仪表进行集中的管理与维修。作为一套总括性的资产管理解决方案，PRM系统将预测诊断得到的信息提供给用户。通过多种协议，PRM系统将各种不同智能现场设备的维护信息收集在一起，并保存在中央数据库中。PRM系统能客观精确地分析仪表运行状态，预先判断仪表异常和故障。预测性维修技术给用户足够的时间将事故消灭在萌芽状态。

2 PRM系统的应用

独山子石化公司大部分炼油和化工装置均采用横河CS3000系列，并辅以PRM系统，基于HART协议，借用DCS硬件信道传输现场智能仪表的所有数字信号，配合带HART信息集中管理功能，构建了PRM维护管理系统。通信路线如图1所示。SIS系统采用的是TRICON产品，虽然系统本身未附带HART管理功能，但I/O卡件的接线电路板支持HART通信，可使用转换模块实现HART信号与PRM系统的传输。

3 PRM系统的功能及其优点

PRM系统除了具有电子文档管理、历史记录管理、巡检和检修记录以及运行数据的统计等功能外，还具备3个优点。

3.1使用PRM实现预防性维护

传统DCS只能得到现场仪表的测量值一个数据，而通过PRM系统，能同时得到几十甚至上百个数据，包括仪表自身的“健康”状态、仪表基本信息、仪表功能设置参数及仪表报警信息等。PRM系统将这些数据集中到服务器上，集中显示、存储、分析并输出。使用人员可以方便地在PRM客户端实时监视和控制现场仪表的内部参数，可以详细显示仪表的具体运行状况，及时发现仪表性能下降的趋势和故障先兆，提前安排维修，赶在未影响生产之前消除隐患[2]。

仪表人员通过智能在线管理平台巡检现场设

图1 PRM系统与现场设备通信连接示意图

备运行状态时，发现加氢裂化装置中某压力表存在报警信号(图2)，通过报警监测画面发现报警参数为More Ststus Available；进入DTM设备类型管理器(Device Type Manager)采集设备的详细信息为：键位沾滞(Stuck Key)，如图3所示。

图2 压力变送器报警信息

图3 压力变送器DTM报警信息

3.2使用PRM进行设备基础维护

使用PRM系统可以远程监测设备信息，尤其对于高空、封闭空间及边缘区域等危险区域的设备，以前在设备安装完成后再无法查看设备信息，使用PRM系统后，即可在机柜间内完成资料统计，方便设备管理、计划上报及台账更新等[3]。此外，电子版信息的远程收集，在现场设备更换后，可一次性完成设备具体信息的下装和更新，保证信息准确与完善的同时，减轻了现场作业人员的劳动强度。

3.3使用PRM提高仪表联校联锁试验效率

利用PRM进行现场设备的调校、参数设定及回路测试等，能充分节约调试时间，发挥智能设备和PRM的优势[4]。传统的方法，调试时需要多人在现场用信号发生器同时给信号，一个人在中控室，尤其是特殊的复杂控制回路调试需要耗费大量时间，而且难度很大，同时还要考虑到仪器和人为的误差。采用PRM系统，每个回路只需一个人在中控室，一人在现场观察动作结果，调试时间大幅缩短[5]。

新型炼油化工装置的联锁逻辑都较复杂，涉及仪表数量大，如加氢裂化装置共有联锁回路191个，制氢装置“转化炉燃烧联锁”一个联锁就涉及现场仪表18台(最少需要7台信号发生器同时工作)，一次试验要20名测试员同时到现场。增加了联锁试验的工作量和难度。尤其是装置临时停工的情况下，全装置联锁试验耗时长(制氢装置一次完整联锁试验需要加班4天完成)，直接影响装置恢复开工的时间，致使其经济损失巨大。联锁试验效率正成为制约炼化装置的瓶颈问题。使用PRM系统，可以利用智能仪表设备的数据处理功能，对联锁试验方法进行改进。对比图4、5可以看出，试验所用的模拟信号走过的路径完全相同，甚至还多测试了变送器的输出功能。因此可以保证新试验方法满足传统方法对信号通路和逻辑测试质量要求，不存在方法偏差。

图4 原仪表设备远传基础信息

图5 改进的仪表设备远传基础信息

4 结束语

PRM系统在独山子石化公司的实际应用中，从预防性维护信息的捕捉到最后故障处理、判断，均起到了较为关键的作用，为现场主要阀门设备故障信息分析提供了充分的参考数据，增强了现场维护技术的手段。同时也为基础仪表设备的基础维护提供了可靠的支持，提高了工作效率、降低了运行成本。最后，从设备预测性维护、阀门体系建立的实际情况来看，该系统的运用为企业带来了重大的实际增效。

[1] 胡相斌,陈强,李芸.基于状态的石化企业设备一体化管理系统开发[J].化工自动化及仪表,2012,39(5):666～668.

[2] 石林,王洪元,徐守坤,等.HART智能仪表在线监控系统的设计与实现[J].石油化工自动化,2007,43(2):26～29.

[3] 李朝阳.自动化仪表和控制设备维护系统及其改进[J].化工自动化及仪表,2016,43(4):412～415.

[4] 冯慧山.PRM现场仪表设备管理系统在天津石化的应用[J].中国设备工程,2010,(11):30～31.

[5] 乔祯,姚强,王冰,等.工厂资源管理系统(PRM)在炼油企业的应用[J].自动化应用,2010,(8):6～8.

赖红军(1975-)，高级工程师，从事现场仪表及控制系统的维护工作。

联系人王志芳(1984-)，高级工程师，从事现场仪表及控制系统的维护工作，lyc_wzf1@petrochina.com.cn。

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1000-3932(2017)11-1088-03

2017-07-19，

2017-09-06)

2018第十五届中国(上海)国际工业自动化及工业机器人展览会

展会时间2018年3月7～10日展会地点国家会展中心(上海)

2018上海国际工业自动化及工业机器人展览会(简称“SIA ShangHai”)将于2018年3月7～10日在国家会展中心(上海)与“中国国际现代工业智能装备展”两展同期举办，共同演绎中国乃至全球工业自动化应用领域顶级盛会。本届展会将涉及工业自动化技术、工业装配与传输技术、工业机器人整机与零部件、智慧工厂解决方案、工业自动化全面解决方案、人工智能机器人、机器视觉/传感器、非标设备定制及工业装配流水线等产品领域。促使生产过程更专业、更系统、性能更高，促进最新产品、技术和理念在制造业更多应用，最终达到生产过程更快、更好、更省的目的。

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