羅克韋爾自動(dòng)化（中國）有限公司 董本剛

闡述了集成狀態(tài)監(jiān)測的融合技術(shù)以及其在同一平臺(tái)下提供實(shí)時(shí)信息的能力，并最終為企業(yè)帶來可持續(xù)的生產(chǎn)力。

生產(chǎn)過程中設(shè)備故障停機(jī)給企業(yè)帶來的損失是巨大的，只有確保設(shè)備在安全、穩(wěn)定、長周期、滿負(fù)荷、優(yōu)質(zhì)的狀態(tài)下運(yùn)行，才會(huì)有效地提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，增強(qiáng)企業(yè)的競爭力。由于現(xiàn)行的設(shè)備維修及管理方式和技術(shù)距達(dá)到這個(gè)目標(biāo)仍存在著不同程度的差距，因此期盼著先進(jìn)的維修方式及理念。融合的集成狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)能夠更好地服務(wù)于企業(yè)的智能、安全、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，可為企業(yè)帶來可持續(xù)的生產(chǎn)力。

集成狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)能幫助企業(yè)解決的問題是：了解關(guān)鍵設(shè)備和重點(diǎn)設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行狀況，判斷被監(jiān)測機(jī)器的狀態(tài)變化趨勢，診斷被監(jiān)測機(jī)器故障的發(fā)生部位和故障的嚴(yán)重程度，檢查和驗(yàn)收大修或臨時(shí)維修的效果。實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備故障的早知道、早預(yù)報(bào)、早診斷，把故障消滅在萌芽階段。提高設(shè)備完好率、減少設(shè)備停機(jī)時(shí)間及降低維修成本。

集成狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)是隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展而深入和完善，不斷地滿足各個(gè)行業(yè)的不同應(yīng)用需求。在新形勢和需求下，更與其他技術(shù)和應(yīng)用相融合。

一、集成狀態(tài)監(jiān)測融合了機(jī)組保護(hù)、生產(chǎn)保障、預(yù)測維修和質(zhì)量保障

傳統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測主要應(yīng)用于關(guān)鍵機(jī)組的安全保護(hù)和預(yù)測維修（故障監(jiān)測及診斷），完全獨(dú)立于過程控制或自動(dòng)控制等系統(tǒng)。即使要與外界分享數(shù)據(jù)，也是通過OPC等定期傳送數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)有限且不實(shí)時(shí)。如今，更多企業(yè)把狀態(tài)監(jiān)測應(yīng)用于更廣泛的領(lǐng)域，如大型生產(chǎn)線（鋼廠冷軋線或汽車沖壓線等）的生產(chǎn)保障及制造產(chǎn)品過程或產(chǎn)品出廠檢驗(yàn)的質(zhì)量保障。

如2008年全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)期間，美國某大汽車公司為降低成本，相繼關(guān)閉了在國外的幾條汽車生產(chǎn)線，但在美國國內(nèi)的生產(chǎn)線上追加投資兩百多萬美元，安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)。這些需求由生產(chǎn)管理人員直接提出，主要目的就是用于生產(chǎn)保障，防止生產(chǎn)線非計(jì)劃停車導(dǎo)致重大經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也希望降低生產(chǎn)線維修費(fèi)用。

圖1

二、集成狀態(tài)監(jiān)測確保生產(chǎn)人員和維修人員在同一平臺(tái)下獲取實(shí)時(shí)信息

企業(yè)的關(guān)注點(diǎn)多在自動(dòng)化設(shè)備的投資上，而對(duì)狀態(tài)監(jiān)測或預(yù)測維修重視不夠。其實(shí)狀態(tài)監(jiān)測通過保障機(jī)器的連續(xù)優(yōu)質(zhì)運(yùn)行，進(jìn)而保障了生產(chǎn)自動(dòng)化充分發(fā)揮作用。由于維修人員和生產(chǎn)人員在各自的平臺(tái)依據(jù)不同的系統(tǒng)開展工作，從而使信息交流受限或滯后，如圖1所示。

傳統(tǒng)的信息交換模式，信息共享的前提是依據(jù)各自的傳感器和硬件系統(tǒng)，現(xiàn)場在線顯示和診斷分析都以各自獨(dú)立方式進(jìn)行。在數(shù)據(jù)交換的要求下，要經(jīng)過各自的軟件平臺(tái)通過OPC實(shí)現(xiàn)。集成狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)可在一個(gè)控制系統(tǒng)平臺(tái)下，用一個(gè)可視化軟件了解機(jī)器信息，即同時(shí)獲取實(shí)時(shí)信息，這樣用戶可以從不同的角度關(guān)注機(jī)組保護(hù)、生產(chǎn)保障、預(yù)測維修和質(zhì)量保障。

三、集成狀態(tài)監(jiān)測幫助企業(yè)生產(chǎn)最優(yōu)化

集成狀態(tài)監(jiān)測基于振動(dòng)監(jiān)測及故障診斷技術(shù)，監(jiān)測振動(dòng)、溫度、油液、過程量等多種參數(shù)。集成狀態(tài)監(jiān)測可用在線實(shí)時(shí)監(jiān)測、在線自動(dòng)巡檢以及離線監(jiān)測三種方式，共享軟件平臺(tái)。提供滿足API670標(biāo)準(zhǔn)的完整的TSI監(jiān)測方案，可覆蓋所有重要設(shè)備的監(jiān)測需求。

當(dāng)今國內(nèi)外新建電廠項(xiàng)目中，除了為汽輪發(fā)電機(jī)組和給水泵提供TSI系統(tǒng)，還對(duì)所有主機(jī)島設(shè)備（BTG）和輔機(jī)設(shè)備（BOP）進(jìn)行全面監(jiān)測，即全廠振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)（VMS）。在石油化工、冶金、地鐵、水/污水處理行業(yè)，在線監(jiān)測技術(shù)也得到了更廣泛的應(yīng)用。這也說明了對(duì)狀態(tài)監(jiān)測的要求提高了，對(duì)信息交換及應(yīng)用的速度加快了。在另一個(gè)層面上來說，在線監(jiān)測普及推廣應(yīng)用改善了人們的工作環(huán)境，讓他們集中精力從事分析及診斷工作。

不僅如此，集成狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)可集成到過程自動(dòng)化控制、智能馬達(dá)控制及中壓變頻器控制中，共享系統(tǒng)的控制和顯示平臺(tái)，降低系統(tǒng)的總體配置成本，方便系統(tǒng)維護(hù)和使用。

四、集成狀態(tài)監(jiān)測為企業(yè)帶來可持續(xù)生產(chǎn)力

新技術(shù)、新要求推動(dòng)了先進(jìn)技術(shù)的產(chǎn)生及融合，狀態(tài)監(jiān)測未來將會(huì)逐漸被越來越多的行業(yè)所接受和使用。一方面，電力、石化、冶金等傳統(tǒng)行業(yè)的新建項(xiàng)目會(huì)加大狀態(tài)監(jiān)測實(shí)施的深度和廣度；另一方面，石油天然氣輸送、礦山、風(fēng)電、水/污水/污泥處理、船舶、汽車、港口機(jī)械逐步實(shí)施狀態(tài)監(jiān)測，今后，狀態(tài)監(jiān)測還將向半導(dǎo)體、食品飲料、家用日化、生命科學(xué)等領(lǐng)域延伸。集成狀態(tài)監(jiān)測與目前技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用的融合使?fàn)顟B(tài)監(jiān)測不僅是維修人員關(guān)注的對(duì)象，也是自動(dòng)化及電氣人員在控制系統(tǒng)方案規(guī)劃和設(shè)計(jì)時(shí)需要集成的關(guān)鍵內(nèi)容之一。

除了應(yīng)用前景好之外，集成狀態(tài)監(jiān)測本身也不斷融合無線通信在內(nèi)的眾多創(chuàng)新技術(shù)和應(yīng)用。例如基于無線技術(shù)的振動(dòng)傳感器、基于以太網(wǎng)技術(shù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測模塊、支持DLR（設(shè)備級(jí)環(huán)網(wǎng)）的以太網(wǎng)冗余網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模塊。系統(tǒng)監(jiān)控軟件也接入狀態(tài)監(jiān)測信息、共享組態(tài)軟件和分析顯示軟件等。通過集成的軟件平臺(tái)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，就如同觀察自動(dòng)控制信息一樣便捷。此外，Ethernet/IP和交換機(jī)的發(fā)展也為狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的推廣應(yīng)用提供了廣闊的空間。