馮慧山

（中國石油化工股份公司天津分公司，天津 300271）

中國石油化工股份公司天津分公司100萬t/年乙烯及配套項目是至今為止國內(nèi)最大的特大型煉油化工一體化項目之一，兩個中央控制室分別控制1 000萬t/年煉油、100萬t/年乙烯30多套主要生產(chǎn)裝置和公用工程。其上萬臺各種現(xiàn)場儀表是否能夠準確、可靠運行，在很大程度上決定著項目整體運行的安全，而現(xiàn)場儀表動態(tài)管理及故障診斷技術的不斷完善是提高現(xiàn)場儀表安全運行能力的重要一環(huán)。

一、PRM簡介

1.PRM（Plant Resource Manager)現(xiàn)場儀表設備管理系統(tǒng)

隨著控制技術、計算機技術和通信技術水平的不斷提高，各種現(xiàn)場儀表設備如各類傳感器及各類執(zhí)行器的智能化程度已有了大幅提高，為改善現(xiàn)場儀表動態(tài)管理及提高故障診斷水平創(chuàng)造了良好的基礎，但大量現(xiàn)場儀表的基礎數(shù)據(jù)、運行狀態(tài)信息都存儲于現(xiàn)場儀表自身的數(shù)據(jù)庫中，傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)根本無法接收這些信息，造成了這些重要的基礎數(shù)據(jù)被大量浪費而不能被用來對現(xiàn)場儀表進行動態(tài)管理及故障診斷。天津分公司在確定100萬t/年乙烯及配套項目控制方案時引入了現(xiàn)場儀表設備管理系統(tǒng)PRM，為解決這個問題提供了一個完整的方案。

如圖1所示，PRM系統(tǒng)與控制系統(tǒng)（如DCS） 并列運行，現(xiàn)場儀表采集工廠信息傳輸給DCS供操作人員監(jiān)視工廠狀態(tài)、控制工廠運行。PRM則與現(xiàn)場儀表設備間通過FF總線或HART通信協(xié)議進行數(shù)據(jù)雙向讀寫，將存儲于這些設備自身數(shù)據(jù)庫中的大量基礎數(shù)據(jù)、運行狀態(tài)信息收集起來，實現(xiàn)對現(xiàn)場儀表自身的監(jiān)測報警、故障診斷和動態(tài)管理，以提高現(xiàn)場儀表的可靠性，保證為工廠生產(chǎn)提供可靠的服務。

2.PRM系統(tǒng)基本配置

PRM系統(tǒng)由PRM Server、Field Communication Server和PRM Client組成。其中PRM Server、Field Communication Server必須對應配對出現(xiàn)，負責采集、存儲、處理現(xiàn)場儀表智能信息；PRMClient做為儀表管理人員訪問現(xiàn)場儀表相關數(shù)據(jù)的界面，根據(jù)用戶需求配置。一對PRM Server和Field Communication Server被稱為一個“ServerSet”。

3.PRM在天津分公司的應用配置

100萬t/年乙烯及配套項目采用以“FRR（現(xiàn)場機柜間）”為單位配置PRM系統(tǒng)的原則，共配置18套“Server Set”，其中1 000萬t/年煉油部分9套、100萬t/年乙烯部分9套，覆蓋了100萬t/年乙烯及配套項目所有的現(xiàn)場智能儀表。

圖1 PRM在工廠控制系統(tǒng)中的位置示意圖

二、PRM功能

1.PRM在儀表設備資料管理上的作用

以前儀表臺賬錄入的設備信息均由人工采集，信息采集的及時性、準確性和完整性無法保證，不適應現(xiàn)代設備管理工作需要。PRM利用DCS網(wǎng)絡和信息采集系統(tǒng)，通過與智能儀表的實時通信，可確保儀表設備信息采集及時、準確和完整。另外PRM使設備管理由靜態(tài)管理變?yōu)閯討B(tài)管理，通過PRM儀表設備臺賬可隨現(xiàn)場儀表的變動自動修改，PRM的應用使儀表設備管理有了質(zhì)的飛躍。

2.信息化管理的基礎平臺

PRM的應用使ERP設備管理模塊（PM） 實現(xiàn)基礎信息的自動采集成為了可能，PRM應用之前ERP系統(tǒng)PM模塊信息完全靠人工錄入，而PRM數(shù)據(jù)庫可與ERP數(shù)據(jù)庫互連共享，使ERP信息的準確性大大提高。

3.實時在線監(jiān)控保證現(xiàn)場儀表自身的可靠性

DCS的作用是通過與現(xiàn)場儀表之間進行4～20mA信號傳遞，獲得現(xiàn)場工藝信息，并實現(xiàn)對工藝裝置的控制。目前的PRM系統(tǒng)借助網(wǎng)絡通信技術，在不影響DCS獲取工藝信息的同時讀取現(xiàn)場儀表本身的各種信息，監(jiān)控儀表狀態(tài)變化，對異常情況實施報警，使現(xiàn)場儀表自身的可靠性大幅提高，保證了現(xiàn)場儀表能正確讀取現(xiàn)場工藝信息，并可靠控制工藝裝置，提高了工廠的安全水平。

4.在線實施現(xiàn)場儀表的參數(shù)調(diào)整

在PRM系統(tǒng)上設備管理人員就能夠在線進行現(xiàn)場儀表的參數(shù)調(diào)整，并通過與歷史數(shù)據(jù)的逐一比較設定最佳的工況參數(shù)，并及時更新智能設備的數(shù)據(jù)庫。

5.歸檔記錄顯示

PRM系統(tǒng)能自動建立歷史數(shù)據(jù)庫記錄智能儀表的相關操作和工況，并能進行相關數(shù)據(jù)的過濾和分類。

6.PRM的在線診斷功能

利用PRM自動建立的歷史數(shù)據(jù)庫并通過在PRM中鑲嵌相應設備的在線診斷軟件，PRM系統(tǒng)可以實現(xiàn)對現(xiàn)場儀表的在線故障診斷，及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場儀表的故障點，同時生成報表及報警信息，為儀表設備檢修提供決策依據(jù)，指導設備管理人員安排維護和配件計劃，實現(xiàn)狀態(tài)檢修。

三、新舊維護方式的對比

1.PRM使設備維修從預防性維修發(fā)展到狀態(tài)維修

預防性維修：以時間為基本條件，產(chǎn)生大量的過剩維修；沒有早期設備故障的預警易出現(xiàn)突發(fā)事故。

狀態(tài)維修：以設備狀態(tài)為基本條件，提高了維護工作的針對性；有早期設備故障的預警，防止出現(xiàn)突發(fā)事故。

2.PRM把維護工作從現(xiàn)場轉移到控制室

傳統(tǒng)的維護方法：需要到現(xiàn)場檢查才能得到現(xiàn)場儀表的信息，工作效率低；只能做到定期的間斷性檢查，實時性差；儀表運行中一般只能進行設備表面檢查，檢查深度低；人工檢查，工作質(zhì)量與檢查人員技術水平關聯(lián)度高。

PRM的維護方法：在控制室遠程采集現(xiàn)場儀表的信息，工作效率高；不間斷地在線檢查，實時性好；儀表運行中就可采集設備內(nèi)部數(shù)據(jù)進行檢查，檢查深度高；程序檢測，工作質(zhì)量與檢查人員技術水平關聯(lián)度低。

3.在線監(jiān)測和診斷

在儀表設備管理上引入了在線監(jiān)測、診斷和早期預警概念，提高了儀表運行可靠性，降低了儀表故障帶來的裝置運行風險。

四、結束語

隨著天津100萬t/年乙烯及配套項目的開始運轉，PRM做為一個儀表設備管理新工具在天津石化剛剛開始應用，目前已完成了現(xiàn)場儀表與PRM的通信調(diào)試、現(xiàn)場儀表基礎數(shù)據(jù)的采集和部分控制閥的診斷測試。隨著PRM數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的不斷積累以及對PRM認識的不斷加深，將在儀表設備臺賬、故障臺賬和調(diào)節(jié)閥診斷等方面繼續(xù)發(fā)展，推動儀表設備管理水平的不斷提高。