實驗室儀器儀表預測性維護技巧
發布日期：2011-10-07點擊次數：2683
引言
在需要24小時不停運轉的工業中，突發的停機事件是不可忍受的。人們正在采取新的方法，來避免設備故障造成的生產損失和材料浪費。佳的方式是預測性維護，它可以通過對重要資產（如儀器儀表、驅動器、機器人）運行情況的監測來實現。作為的服務供應商，ABB處于設備生命周期支持的前沿。
ABB為客戶提供種類齊全的儀器生命周期服務，其中有許多TeXtboX。通過把這些服務與公司現有的應用經驗和流程知識結合起來，客戶可從中受益，并實現儀表可測量和可持續的性能改善。
與儀器儀表有關的生命周期服務有:安裝與調試、支持與維護服務、搬遷規劃與升級項目、儀器咨詢與流程分析，以及培訓、校驗、零件與維修服務。
這些服務的一個重要方面是協助客戶避免因信號完整性不足或儀器、執行器的故障引起突發停機。突發停機會帶來嚴重后果會造成數千甚至數百萬美元的生產損失和資源浪費。ABB提供的緊急維修協助，旨在縮短突發停機的時間。在目前情況下，客戶要求儀器供應商進行拜訪或簽署合同，在預定的停工時間內進行定期維護，這種方法的檢修成本勢必很高。如果有一種方法可以僅在必要時檢驗和保養裝置，就能減少直接和間接的故障排除成本。
二、預測性維護計劃
為確保工廠中儀器發揮大的性能，同時減少停機時間，許多公司都將預測性維護（PDM）計劃作為資產管理或優化計劃的一部分。ABB的專業服務機構能使這些計劃的成本顯著低于傳統的預防性維護服務。
PDM的目標是預測儀器裝置何時會發生故障，從而減少突發停機時間，以在不影響質量的情況下提高生產率。可采用具有機載監測、算法和通信技術的智能化裝置，在儀器內添加微處理器驅動的診斷和應用軟件，實現這一目標。借助現場總線通信（HART、Profibus、FoundationFieldbus），這些裝置能提供被測儀器的"健康狀態"信息，這種狀態信息可由資產監測器加以利用。這些資產監測器（如ABB的80OXA擴展自動化系統）可探測到有關儀器性能的下降，通知相應的人員開展進一步調查，并在適當的情況下提供補救措施。無論作為簡單的顯示或報警信息執行，或是作為完整控制系統的一部分，這些功能都可讓客戶主動對資產使用情況進行優化，而非被動對突發事件做出反應。
總體質量管理（TQM）與ISO9000的實施也使對PDM計劃的需求倍增。TQM與ISO9000都有維護計劃程序的要求，以流程及所有組成部分都能連續發揮高性能。ABB的儀器儀表產品和有關服務均圍繞這一理念設計。新型
ABBAW600二氧化硅及磷酸鹽分析儀是目前市場上的水質分析儀，該分析儀的大優勢在于擁有許多維護功能。
目前，儀器儀表的維護存在兩種明顯不足。一種是維護不足。部分儀器儀表由于安裝位置難以接近或維護費用高昂，常得不到維護。PDM可根據經驗數據提供是否需要維護的信息。另一種是維護過度。業主/運營商希望避免裝置故障引起停機，對這些裝置定時"預約"保養，沒有考慮這樣頻繁的護養是否必要。盡管這種做法減少了突發停機，但成本。PDM能顯著減少不必要的護養次數。
三、CalMaSter實現預測性維護
ABB的CalMaster流量認證系統的開發目的是幫助客戶檢查己安裝的電磁流量計的精度與狀況。這些流量計廣泛用于多種工業，由于具有大體積容量和高精度，能測量數百萬加侖/天的大容量電磁流量計被市政部門普遍采用，應用在水行業中，為監管權移交和收費提供數據。
在這些應用中，儀器具有直接的經濟影響。當產品的監管權或"擁有權"轉移時，征費的合理性會受到懷疑，市政部門作為買入方，會質疑為什么供應商的流量計與其自身流量計的測量結果不同。由于大多數解決方案都十分昂貴并會中斷運行，很少得到采用，征費公司找不到簡便辦法證明其流量計是有效的。于是，市政部門只能調整它們的測量結果并降低征收的費用。
類似的情況，當電磁流量計用來測量待處理的水質時，不良的精度會使處理費用增加（即化學品與能源的浪費），并可能影響環境。此時，需要進行水處理的市政部門或工業用戶/業主為了檢測儀表的測量誤差，必須停止運行，卸下流量計，將其送回工廠檢驗。這種精度驗證方式極為昂貴，是不可取的。
ABBCalmaster的預測性維護服務改變了這一切。與Magmaster電磁流量計一起使用時，CalMaster技術使服務工程師能用短短幾分鐘來檢查50種不同的性能和裝置健康狀態參數，無需中斷流量。Calmaster能檢驗流量計是否按照與出廠規格相同的狀態運行;找出己經發生的任何問題，如襯里磨損、水滲透進入電子裝置或傳感器、腐蝕等;分析這些問題是否影響到了目前的性能，或還有多長時間會產生影響，從而預測需要對流量計進行保養的時間。
四、2600T壓力變送器實現堵塞引壓管檢測
差壓變送器遍布多種工業及市政設施，用于感測流程中兩點問的壓力差，及計算管道內的流速。在典型的工廠中可能安裝數以百計的這類壓力變送器，其中許多位于難以接近、無法維護的地方。檢查這些裝置的隱患耗時、耗財，許多公司紛紛希望在不降低安全性的前提下，盡量減少維護次數。
差壓變送器通過測量由傳感元件（如文氏管、楔形計或孔板）引起的壓力降來確定流速。根據測量結果，結合對傳感元件幾何形狀的了解，可算出流速。傳感元件通常通過兩條引壓管與流程連接，這些管道的口徑通常較小（小于lcm）。在裝置的壽命期內，引壓管可能會被部分或全部堵塞，主要原因是:
（1）流程中的固體物質堵住接頭;
（2）管內發生沉積，逐漸引起堵塞（例如石灰石結垢）;
（3）引壓管內液體凍結。
引壓管被堵塞可能造成嚴重后果。雖然它對裝置硬件沒有明顯影響，傳送給控制室的流程值看起來也正常，但由于引壓管的堵塞把當前的壓力狀態限制起來，使其與真實的流程狀態脫離。控制系統繼續使用控制回路中的壓力值，并不知道它已被"凍結"。流程操作員能夠了解這一事件的*線索是有關控制回路的錯誤運行表現。錯誤的壓力和流量測量結果如果沒能得到糾正，會造成嚴重的、甚至災難性的事故。
發現引壓管被堵塞并予以疏通的工作非常重要，為避免中斷生產，一般在時間預定的預防性維護計劃中加入差壓變送器，這種做法花費昂貴。此外，由于某些流程液體更加容易造成堵塞，因此預定時間間隔更短，費用也更高。ABB2600T壓力變送器有內置診斷功能，叫做"堵塞引壓管檢測"（PlLD），能迅速發現被堵塞的引壓管，并將信息發給控制室，無需采用昂貴的預防性維護計劃。
PlLD功能可以測量未被堵塞的引壓管中壓差信號的噪音水平。在裝置正常運行過程中，它把噪音水平與參比存儲的數值進行統計對比。如果統計分析表明，當前數值與參比值之間有顯著差異，則發出報警，表示一條或兩條引壓管被堵塞。近，這一功能被集成在ABB2600T壓差變送器的新型號（采用FoundationFieldbus界面）中。
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