淺談工業(yè)自動化設(shè)備管理平臺

常建永

（上海龍陽精密復(fù)合銅管有限公司，上海 201201）

淺談工業(yè)自動化設(shè)備管理平臺

常建永

（上海龍陽精密復(fù)合銅管有限公司，上海 201201）

摘要：隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，各行業(yè)的自動化程度不斷加深，工業(yè)設(shè)備由于自身存在著特殊性，對工業(yè)自動化設(shè)備進(jìn)行有效管理的難度較大。本文談及的自動化設(shè)備管理平臺的研究對象是工業(yè)設(shè)備本體，建立在智能化的基礎(chǔ)上，以信息化為平臺，根據(jù)現(xiàn)階段的現(xiàn)實的設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀，綜合技術(shù)現(xiàn)狀、經(jīng)濟條件、組織措施，為工業(yè)自動化設(shè)備維護提供科學(xué)的管理措施。

設(shè)備管理；自動化技術(shù)；控制管理

在此基礎(chǔ)上，對自動化工業(yè)設(shè)備管理平臺不斷進(jìn)行研究和開發(fā)成為解決工業(yè)設(shè)備管理難題最為有效的途徑。目前，部分發(fā)達(dá)國家的工業(yè)自動化設(shè)備管理系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入了相對完善的階段，形成了包括智能輔助和決策在內(nèi)的綜合性的設(shè)備管理信息系統(tǒng)。國內(nèi)的工業(yè)自動化設(shè)備管理平臺的研究由于起步較晚，仍處于不斷研發(fā)和完善的階段。

1.工業(yè)自動化設(shè)備管理平臺的重要性

現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大，作為生產(chǎn)基礎(chǔ)的工業(yè)設(shè)備也逐漸呈現(xiàn)出了集成化、自動化、綜合化、智能化等新特點，工業(yè)自動化設(shè)備管理平臺的系統(tǒng)規(guī)模也隨之面臨著新的難題。第一，工業(yè)設(shè)備和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出日益復(fù)雜的特點，面對規(guī)模日益擴大、造價日益提高的設(shè)備管理方式，如何采取行之有效的維護方式成為關(guān)系著設(shè)備能否正常運用的關(guān)鍵問題。第二，隨著工業(yè)設(shè)備和應(yīng)用系統(tǒng)的不斷研發(fā)和更新，隨之產(chǎn)生了版本數(shù)量眾多、生產(chǎn)廠商多樣、操作系統(tǒng)兼容性等問題，這些問題增加了工業(yè)設(shè)備管理的難度。第三，采取人工對系統(tǒng)進(jìn)行操作和控制，通過文檔記錄的方式對工業(yè)設(shè)備的各項數(shù)據(jù)和現(xiàn)狀進(jìn)行記錄，不僅工作量大，而且難以保證對各項數(shù)據(jù)的完備記錄。

2.工業(yè)自動化設(shè)備管理平臺管理應(yīng)用現(xiàn)狀

目前的工業(yè)自動化設(shè)備管理平臺的發(fā)展水平處于領(lǐng)先地位的是艾默生、西門子以及ABB等公司，其針對HART、FF以及Profibus開發(fā)了各自的設(shè)備管理平臺，得到了大規(guī)模的應(yīng)用。工業(yè)自動化設(shè)備除了現(xiàn)場總線設(shè)備管理之外，還需要其他眾多的設(shè)備的協(xié)同配合，形成以智能化為基礎(chǔ)，以自診斷技術(shù)和信息平臺為支撐，包含大型控制系統(tǒng)以及輔助決策系統(tǒng)在內(nèi)的綜合性設(shè)備的管理。

以Rosemount公司的AMS設(shè)備管理系統(tǒng)為例，其利用過程控制儀表管理的方案已經(jīng)能夠使用戶通過對現(xiàn)場各儀表的在線訪問，獲得相關(guān)工業(yè)設(shè)備的各項維護信息；利用遠(yuǎn)程控制的方式通過視窗和拖拉方式進(jìn)行測試儀表功能的標(biāo)定。AMS設(shè)備管理系統(tǒng)建立在開放的現(xiàn)場總線設(shè)備管理的基礎(chǔ)上，使用的是HART通信格式，具有良好的兼容性，能夠?qū)⒉煌a(chǎn)商的設(shè)備、系統(tǒng)以及應(yīng)用軟件很好地進(jìn)行集成，完成眾多功能的組合。目前，AMS軟件主要用于完成運行、工程管理和維護，形成了如圖1所示的以現(xiàn)場服務(wù)器軟件為平臺的T形結(jié)構(gòu)，能夠支撐強大而豐富的服務(wù)器操作。

在實際的運行操作過程中，整個設(shè)備管理平臺實際上是一個系統(tǒng)的組合的形式，這個平臺包括AMS設(shè)備信息管理平臺、智能設(shè)備管理系統(tǒng)根、機械設(shè)備狀態(tài)管理系統(tǒng)、性能檢測系統(tǒng)和實時優(yōu)化系統(tǒng)，通過這5個系統(tǒng)的協(xié)同作用能夠?qū)崿F(xiàn)平臺運行的各種功能，實現(xiàn)對智能儀表閥門的控制，對各個機械設(shè)備性能的檢測，對設(shè)備使用過程中性能和運行狀況的檢測以及整個系統(tǒng)的保護等功能。各個系統(tǒng)的功能分別是智能設(shè)備管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對各個設(shè)備所有信息的保存和自動更新；機械設(shè)備狀態(tài)管理系統(tǒng)能夠?qū)C械設(shè)備、電子系統(tǒng)、過程設(shè)備、儀表以及閥門等設(shè)備進(jìn)行全面檢測并提交評估信息；設(shè)備性能監(jiān)測系統(tǒng)能夠監(jiān)測運行過程中機械設(shè)備的各項確切信息，并根據(jù)用戶需求進(jìn)行相關(guān)設(shè)備功能的追蹤；實時優(yōu)化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)的優(yōu)化，提高包括機械設(shè)備、電系統(tǒng)等在內(nèi)的各項設(shè)備的適用性能；AMS設(shè)備管理信息平臺通過瀏覽器將獲取的所有的設(shè)備信息集成到統(tǒng)一的管理界面上進(jìn)行管理。

3.工業(yè)自動化設(shè)備管理平臺基本管理解決方案

3.1 設(shè)備管理的基本組成和主要內(nèi)容

圖1　 AMS軟件結(jié)構(gòu)圖

圖2　設(shè)備管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型

工業(yè)自動化設(shè)備管理平臺的管理內(nèi)容包括各個控制系統(tǒng)、智能控制儀表以及與之配合的PLC設(shè)備、DCS設(shè)備等，通過對這些設(shè)備的控制來管理基礎(chǔ)信息、預(yù)防性維護管理以及大修管理、工單管理等內(nèi)容。

在工業(yè)自動化設(shè)備管理平臺上需要建立所有設(shè)備的狀態(tài)檢測和設(shè)備基礎(chǔ)信息等數(shù)據(jù)，從設(shè)備的采購到使用、后期維護和檢修、拆卸直至最終的報廢，對需要通過管理平臺進(jìn)行跟蹤。由于不同設(shè)備之間可能存在著諸如電氣連接、機械連接、管道連接等關(guān)系，因此需要對各類設(shè)備狀況進(jìn)行跟蹤，這有助于在設(shè)備設(shè)備維護和檢修過程中做出正確的決策。

3.2 工業(yè)自動化設(shè)備管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型

圖2為設(shè)備管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型，從圖中可以看到向下能夠本地設(shè)備和系統(tǒng)之中，同時能夠接入第三方系統(tǒng)之中，容納非常系統(tǒng)性的設(shè)備，例如板卡、電源、智能儀表設(shè)備等。向上能夠接入信息網(wǎng)絡(luò)之內(nèi)，進(jìn)行以太網(wǎng)的遠(yuǎn)程擴展，同時具有與監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)系的功能，便于與監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和信息交換，形成管理控制一體化的效果。

3.3 DCS設(shè)備管理方案描述

國內(nèi)的分布式控制系統(tǒng)與發(fā)達(dá)國家相比而言，仍處于較為起步階段，DOS設(shè)備要求的實時性比較高，將其應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備的管理之中，能夠簡化設(shè)備的整定，采用統(tǒng)一的設(shè)備管理平臺能夠進(jìn)行綜合整定測試，降低整定所需的事件，提高整定效率。其次，能夠?qū)崿F(xiàn)對控制系統(tǒng)的各個組成部分的整合，由于應(yīng)用變卡、溫度輸入卡等開發(fā)需要耗費大量的精力，整合之后將這些板塊納入整個系統(tǒng)，有助于進(jìn)行統(tǒng)一地控制和管理。DCS有助于簡化智能板卡的應(yīng)用，傳統(tǒng)的板卡在數(shù)據(jù)傳輸方式上存在著弊端，如設(shè)備管理信息過于簡化等，使用DCS設(shè)備管理能夠有效彌補以上不足。

工業(yè)自動化設(shè)備管理平臺的總體結(jié)構(gòu)結(jié)合B/S和C/S兩種方式實現(xiàn)二者的優(yōu)勢互補，B/S模式主要應(yīng)用于設(shè)備信息的發(fā)布，其主要優(yōu)勢在于瀏覽器能夠為用戶提供統(tǒng)一的圖形化操作界面，便于交互使用，實現(xiàn)了客戶端、數(shù)據(jù)處理的完全分離，系統(tǒng)具有良好的擴展性和移植性，同時面對復(fù)雜的應(yīng)用程序，開發(fā)和維護費用較C/S低。C/S模式用于實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的傳遞，C/S結(jié)構(gòu)是典型的二層結(jié)構(gòu)，依照功能的區(qū)別分為服務(wù)部分和客戶部分，服務(wù)器部分負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)庫，客戶部分用于處理應(yīng)用程序以及請求服務(wù)，這樣實現(xiàn)了功能的有序分配。工業(yè)自動化設(shè)備管理平臺能夠?qū)崿F(xiàn)升級設(shè)備服務(wù)系統(tǒng)時不影響客戶端的數(shù)據(jù)，同時數(shù)據(jù)服務(wù)器可以實現(xiàn)對設(shè)定區(qū)域內(nèi)信息的集合。

結(jié)語

目前工業(yè)自動化設(shè)備管理平臺在國內(nèi)仍處于積極的研發(fā)階段，其建設(shè)對于工業(yè)發(fā)展的重要性不言而喻，本文在分析工業(yè)自動化設(shè)備管理現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對工業(yè)自動化設(shè)備管理平臺的管理內(nèi)容和結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行初步分析，并就先進(jìn)的工業(yè)自動化設(shè)備管理平臺達(dá)到的效果進(jìn)行分析，為未來工業(yè)自動化設(shè)備管理平臺的發(fā)展趨勢提供借鑒和思路。

[1]董曉磊.采用信息化技術(shù)加強設(shè)備管理[J].電腦知識與技術(shù)，2007（24）：15.

[2]佚名.新產(chǎn)品新技術(shù)簡訊（三）?？圃O(shè)備系統(tǒng)——設(shè)備管理專家[J].電子與自動化，2000（2）：43-44.

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