自动化仪表和控制设备维护系统及其改进

自动化仪表和控制设备维护系统及其改进

夏剑李爽

江苏斯尔邦石化有限公司江苏222002

摘要：自动化仪表与控制设备维护系统能够对仪表设备进行实时监控，及时发现运行过程中的故障，但是基于物联网的自动化仪表与控制设备维护系统存在一定的缺陷，需要不断采用改进优化措施完善系统，不断增加多样的系统功能，有效提高系统运行的效率。

关键词：自动化仪表；控制设备；维护系统

伴随着科学技术的发展，许多DCS系统都在对自动化仪表和控制设备维护系统进行开发，系统不仅能够对仪表的状态进行监测，还能够对组态进行检查。这种类型的维护系统是以现场总线仪表和控制系统为基础的。基于物联网技术的自动化仪表和控制设备维护系统能够有效的解决这些问题。

1自动化仪表与控制设备维护系统存在的问题

虽然我国自动化仪表与控制设备行业发展迅速，就总体水平而言与发达国家仍存在较大的差距。我国生产的自动化仪表及控制设备的分布方式多为分散型，极大地增加了日常维护与管理的难度，维护与管理的工作量大且难以展开。

随着科学技术的不断发展与进步，自动化仪表与控制设备维护系统逐渐被广泛应用，具有明显的优势和效果，能够及时反映自动化仪表的工作状态，也能定期对整组状态进行分析检查，及时反馈并做好相关的记录，及时更新自动化仪表及控制设备的状态信息，为故障检测等操作提供参考依据。自动化仪表与控制设备维护系统的应用有效减少维护管理的工作率，提高工作效率的同时节省了人力资源。但是由于自动化仪表与控制设备维护系统工作的基础是总线仪表和控制系统，而总线的成本较高，对于中小型企业而言负担过重，而且因为技术所限总线自身存在缺陷，导致自动化仪表与控制设备维护系统的应用工作受到一定的限制。

2基于物联网的仪表设备维护系统原方案

最初设计的基于物联网技术的仪表和控制设备维护信息系统方案的实施步骤如下：

a.根据现场出现故障的设备和配件分别生成设备故障信息和/或配件故障信息；b.根据设备故障信息或配件故障信息分别生成设备替换信息和配件替换信息，再通过系统唯一入口引进新增设备和新增配件分别作为备件和配件，并对备件和配件进行编码扫描录入信息，根据设备故障信息和设备替换信息利用备件对离线故障设备进行替换，以及根据配件故障信息和配件替换信息利用配件对现场故障配件进行替换；c.利用设备故障信息对离线故障设备进行维修，以及对故障配件通过系统唯一出口进行报废；d.对维修成功的设备生成维修成功信息，根据维修成功信息将维修成功设备作为备件；e.对维修不成功的设备通过系统唯一出口进行报废，结束维修。

采用上述方案的自动化仪表和控制设备维护系统的特征如图1所示[4]，该系统包括现场对象模块（1）、备件和配件模块（2）和维修对象模块（3）。备件和配件模块（2）分别与现场对象模块（1）和维修对象模块（3）连接，现场对象模块（1）与维修对象模块（3）连接。

现场对象模块（1）根据现场出现故障的设备和配件，生成相应的故障信息，并根据故障信息用备件替换离线故障设备，或根据配件故障信息和配件替换信息用配件替换现场故障配件。

备件和配件模块（2）根据设备故障信息和配件故障信息，分别生成设备替换信息和配件替换信息，再通过系统唯一入口引进新增设备和配件分别作为备件和配件，并对备件和配件进行编码扫描录入信息；同时根据维修成功信息将维修成功设备作为备件。

维修对象模块（3）利用设备故障信息对离线故障设备进行维修，并对故障配件通过系统唯一出口进行报废；同时对维修不成功的设备通过系统唯一出口进行报废，结束维修。

3基于物联网的自动化仪表和控制设备维护系统及改进方案

3.1原始方案

基于物联网的自动化仪表和控制设备维护系统，主要包括四个流程：首先，当自动化仪表和控制设备出现故障时，要将故障现场的信息收集起来，即使是配件出现故障，也要收集完整的信息。其次，以故障信息为基础，将能够替代故障设备的新设备信息记录下来，并通过系统入口将新设备引入，作为备用设备，并将新新设备的所有信息录入到系统中。再以两个设备的信息为基础，将故障设备或者配件更换下来。再次，对更换下来的故障设备进行全面的检修，并通过系统的出口登记报废记录。最后，如果更换新设备或配件后，设备能够正常运行，则说明检修成功，需要录入备用设备的相关信息。如果检修不成功甚至无法修复，应在登记报废后不再使用故障设备。在此方案中，主要包括对象、配件/备件及维修模块，每个模块对应上述的各个流程。

3.2改进方案

首先，在改进方案中，将原方案中的各个模块进行编码，编码设置为串号条码或者二维码，其中包含设备和配件的各类信息。比如，名称、规格、型号、制造商等。将编码粘贴在所有的管理对象上，通过扫码的形式对设备和配件进行入库、出库管理，从而提高对象管理的效率。

其次，增加设备缺陷模块，将其与现场对象模块连接起来，主要功能是向设备及配件发送维护建议信息。此模块能将现场对象模块的故障信息收集起来进行分析，确定出发生故障的设备。当故障设备有所更新时，可以将更新信息和故障设备仪器进入维修对象模块。这样以来，有利于后期对设备缺陷进行分析，维持现场设备的正常运行，并提高其运行效率。

再次，增加回路数据和维修计划模块，将其与现场对象模块连接起来。回路数据模块能够将自动化仪表和控制设备所在的控制回路信息记录下来，形成相应的数据信息，为维修人员对设备缺陷进行处理时提供参考依据，使其能够了解到实际的回路信息，避免由于维修人员操作不当而引发事故。维修计划模块的主要服务对象是现场设备模块，能够对设备和配件进行维修和保养，其包含的维修计划单元有多个。通过定期对设备进行检修，能够提高设备的运行质量。

最后，增加维修档案模块和两票实施模块，维修档案模块与前面提到的各个模块都要关联起来，并生成相应的运作档案和维修计划档案，再将这些档案保存下来。在增加此模块以后，能够将与设备有管的文档与设备的维修保养文档关联起来，从而有效的克服批量关联中存在的问题。由于需要维修保养的自动化仪表和控制设备比较多，在批量关联后，能够使用户的操作更加便捷，而系统多提供的信息则能够更加准确及时，可以提升用户的粘度。两票实施模块与维修对象模块、设备缺陷模块进行关联，以工作票和操作票为依据，将维修对象模块中的维修保养信息记录下来，对设备存在的缺陷进行处理。在增加此模块以后，能够将设备的维修保养时间统计出来，为成本分析提供依据，也可作为人员考核的重要指标，还能降低设备维修保养的成本。

3.3改进方案的执行

在改进维护系统的方案之后，还需要将其有效落实到实处。在实际执行方案时，该系统的维护工作主要可以分为以下两个环节：①由相关技术人员进入现场操作设备，而在实际操作过程中，需要应用手机或者其他终端系统对所操作的自动化仪表和控制设备进行扫描二维码处理；②相关管理人员需要通过这一系统，快速地对设备的维护、故障等相关信息进行查询，进行实时、动态化的跟踪监控。在这一系统的使用过程中，企业不需要安装其他软件，只需要通过浏览器访问服务器，就可以完成操作，同时该维护系统能够自动进行更新，对于一些问题，系统可以进行自我完善和改进。

结束语

以物联网为基础的自动化仪表和控制设备维护系统，可以实时监控自动化仪表和控制设备的运行状况，并且能及时发现设备、仪表运行过程中出现的故障。在进一步改进系统方案之后，新增加了设备缺陷模块、回路数据模块等，可以更好地保障自动化仪表和控制设备的稳定运行。

参考文献

[1]陆峰.自动化仪表和控制设备维护系统及改进[J].中国设备工程，2017（12）：37—38.

[2]刘相保.自动化仪表和控制设备维护系统及其改进[J].山东工业技术，2017（21）：159.