1. 項目背景介紹
YARACO揚子乙酰化工(重慶)有限公司在一、二、三期項目中廣泛使用艾默生羅斯蒙特溫度、壓力變送器,高準質(zhì)量流量計、Fisher閥門等產(chǎn)品。為進一步降低維護成本,提高工作效率,加強設(shè)備管理,自2005年開始,開始應(yīng)用艾默生AMS資產(chǎn)設(shè)備管理系統(tǒng),對全廠1000多臺智能儀表實行管理、閥門自動巡檢、故障診斷、遠程維護、自動文檔臺賬管理等功能,極大地提高了工作效率,保障了自控儀表的完好率。
目前存在管理問題:
1. YARACO揚子乙酰與上下游生產(chǎn)企業(yè)間原料或成品貿(mào)易交接采用質(zhì)量流量計計量,部分儀表設(shè)備均安裝在廠區(qū)外圍,距離中控室較遠,設(shè)備巡檢和計量統(tǒng)計費時費力,無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時監(jiān)測及記錄,由于不能及時診斷設(shè)備運行狀況,給設(shè)備維護帶來較大困難。
2. YARACO第一、二期項目實施時,部分閥門設(shè)計未考慮閥位反饋信號,因而確定現(xiàn)場閥門實際狀態(tài)。隨著企業(yè)管理的深入,對現(xiàn)場運行及設(shè)備管理要求不斷提高,工藝要求閥位反饋信號應(yīng)在中控室有所體現(xiàn),以便于工藝精確控制。
3. 部分智能閥門由就地PLC系統(tǒng)控制,沒有接入到在線AMS設(shè)備管理系統(tǒng)中,無法進行遠程在線組態(tài)、報警診斷和自動文檔臺賬管理等功能。
本項目涉及到對部分質(zhì)量流量計的計量、智能閥門的診斷和傳統(tǒng)閥門的閥位精確行程反饋等,由于儀表測點分散,采用傳統(tǒng)有線方案,面臨線纜和橋架工程困難,工期長,成本高,因此YARACO揚子乙酰化工希望尋找一種經(jīng)濟高效的先進技術(shù)完成這些改造項目。
2. 項目目標與原則
本項目旨在提升全廠計量管理及設(shè)備狀態(tài)檢測,項目最終要求被納入計量管理程序,實現(xiàn)流量計流量數(shù)據(jù)和閥門位置在控制室完成實時遠程監(jiān)測,同時監(jiān)視測量儀表和就地獨立安裝的部分智能閥門的工作狀態(tài)。項目原則要求采用自控行業(yè)新技術(shù),符合國際標準,在滿足項目改造要求的同時,兼顧成本效益、操作和維護便捷性。
項目目標:
1) 對上下游生產(chǎn)企業(yè)間原料、成品貿(mào)易交接不在廠區(qū)的計量儀表,實現(xiàn)實時在線測量,接入廠內(nèi)DCS控制系統(tǒng)集成,并整合到現(xiàn)有的AMS儀表管理系統(tǒng)中在線管理;
2) 對部分需要增加閥位反饋的閥門實時的閥位反饋,接入到DCS控制系統(tǒng);
3) 對部分就地安裝智能閥門,接入到現(xiàn)有AMS設(shè)備管理系統(tǒng)中,進行遠程在線組態(tài),報警診斷管理。
3. 項目實施與應(yīng)用情況詳細介紹(詳細介紹推薦項目的規(guī)劃、實施與應(yīng)用的詳細情況,突出項目創(chuàng)新性、重點與難點問題及解決思路等。)
3.解決方案
針對YARACO揚子乙酰的實際情況,艾默生提出采用智能無線解決方案。艾默生智能無線解決方案,作為艾默生的PlantWeb®數(shù)字工廠管控網(wǎng)的一部分,采用自組織網(wǎng)絡(luò)通訊架構(gòu),其性能可靠、安全。通過無線通訊方式,可對敷設(shè)電纜困難的設(shè)備和區(qū)域進行監(jiān)測,從而節(jié)省安裝成本,有效提升工廠的維護水平,降低維護成本。此次針對YARACO揚子乙酰的改造項目,艾默生公司為其提供了完整的智能無線技術(shù)方案,幫助用戶實現(xiàn)從現(xiàn)場測量、可靠無線信號傳輸、監(jiān)控室數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視,智能設(shè)備的統(tǒng)一管理等一體化功能。
質(zhì)量流量計安裝在廠區(qū)外圍,距離中控室較遠,中間跨越一個村莊。現(xiàn)場質(zhì)量流量計由本地220VAC供電,安裝智能無線適配器THUM,將質(zhì)量流量計的HART轉(zhuǎn)換為無線信號,與網(wǎng)絡(luò)中其他無線變送器組成自組織MESH網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)與智能無線網(wǎng)關(guān)無線通訊。
智能無線網(wǎng)關(guān)安裝在操作室墻外,通過網(wǎng)關(guān)將設(shè)備的過程參數(shù)及設(shè)備管理信息集成到DCS系統(tǒng)中,同時實現(xiàn)AMS設(shè)備管理系統(tǒng)的連接,完成從現(xiàn)場測量、可靠無線信號傳輸、計量數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視、設(shè)備狀況監(jiān)測的一體化功能。
由本地PLC系統(tǒng)控制的Fisher閥門,控制功能由PLC完成,對閥門的診斷及監(jiān)測通過無線技術(shù)實現(xiàn)。通過對Fisher DVC閥門定位器加裝THUM智能無線適配器,實現(xiàn)了閥門的在線校驗,在線組態(tài)和在線報警檢測。
部分早期項目的控制閥,由于生產(chǎn)工藝的要求,需要在中控了解閥位的精確位置,對此閥門加裝4320智能無線位置監(jiān)視器 后,利用現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)與無線網(wǎng)關(guān)進行通訊,實現(xiàn)閥位反饋監(jiān)測。
網(wǎng)關(guān)通過Mudbus RS485與DCS相連,通過以太網(wǎng)實現(xiàn)AMS設(shè)備管理系統(tǒng)連接。
艾默生無線技術(shù)簡單易用,通訊穩(wěn)定可靠,利用無線適配器THUM實現(xiàn)質(zhì)量流量計的多變量過程參數(shù)、閥位反饋信號集成到DCS操作站畫面,并通過AMS在線監(jiān)控設(shè)備的完好性,實現(xiàn)遠程對設(shè)備健康狀況診斷,為預(yù)測性維護提供很好的指導(dǎo)。
智能無線網(wǎng)絡(luò)的組態(tài)包括現(xiàn)場設(shè)備和網(wǎng)關(guān)的組態(tài)。對現(xiàn)場無線設(shè)備的組態(tài)同有線Hart設(shè)備基本相同,不同之處是對無線設(shè)備需要設(shè)置初始網(wǎng)絡(luò)安全加入密碼,即網(wǎng)絡(luò)握手密碼 (Join Key)和網(wǎng)絡(luò)標識(Network ID),加入密碼設(shè)定可以使用Hart手持通訊器(例如475)設(shè)定,也可以使用標配無線設(shè)備組態(tài)軟件(AMS Wireless Configurator),通過Hart Modem設(shè)置。對網(wǎng)關(guān)的組態(tài)主要是設(shè)置和上位機通訊接口參數(shù),比如,應(yīng)用Modbus RS485接口的波特率、奇偶校驗位等常規(guī)參數(shù)設(shè)置,應(yīng)用EtherNet 采用OPC協(xié)議時,OPC服務(wù)器端口及數(shù)據(jù)項映射等信息。
目前,該項目已經(jīng)正式投運,無線網(wǎng)絡(luò)運行正常,數(shù)據(jù)傳輸可靠,以無線通訊的方式解決了傳統(tǒng)有線方式難以解決的問題,遠遠超出工廠預(yù)期的改造效果,為今后的新罐區(qū)設(shè)計及改造項目應(yīng)用無線技術(shù)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
首次應(yīng)用無線技術(shù)的成功增強了用戶使用無線技術(shù)的信心,本項目為用戶在全廠范圍內(nèi)建立了WirelessHART的基礎(chǔ)通訊網(wǎng)絡(luò),基于艾默生無線網(wǎng)絡(luò)的自組織MESH網(wǎng)絡(luò)的特性,YARACO揚子乙酰計劃將廠內(nèi)公用工程及其它區(qū)域內(nèi)無管理監(jiān)測手段的Hart設(shè)備,包括質(zhì)量流量計、阿牛巴流量計、差壓儀表、溫度儀表及調(diào)節(jié)閥閥位監(jiān)控等,通過無線技術(shù)接入到已有無線網(wǎng)絡(luò)中,實現(xiàn)工廠現(xiàn)場儀表設(shè)備的高效管理。
4. 效益分析
應(yīng)用艾默生智能無線方案,與傳統(tǒng)有線方案相比,整個項目材料及工程費用節(jié)省90%,調(diào)試施工時間僅為3天,維護巡檢工作量減少了90%。
5. 提供清晰工程現(xiàn)場照圖,照片分辨率>300DPI