PRM現場儀表設備管理系統在天津石化的應用

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多套主要生產裝置和公用工程。其上萬臺各種現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，而現場儀表動態管理及故障診斷技術的不斷完善是提高現場儀表安全運行能力的重要一環。

一、PRM簡介

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

隨著控制技術、計算機技術和通信技術水平的不斷提高，各種現場儀表設備如各類傳感器及各類執行器的智能化程度已有了大幅提高，為改善現場儀表動態管理及提高故障診斷水平創造了良好的基礎，但大量現場儀表的基礎數據、運行狀態信息都存儲于現場儀表自身的數據庫中，傳統的DCS系統根本無法接收這些信息，造成了這些重要的基礎數據被大量浪費而不能被用來對現場儀表進行動態管理及故障診斷。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場儀表設備管理系統PRM，為解決這個問題提供了一個完整的方案。

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

2.PRM系統基本配置

PRM系統由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，負責采集、存儲、處理現場儀表智能信息；PRMClient做為儀表管理人員訪問現場儀表相關數據的界面，根據用戶需求配置。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（現場機柜間）”為單位配置PRM系統的原則，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場智能儀表。

圖1 PRM在工廠控制系統中的位置示意圖

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，不適應現代設備管理工作需要。PRM利用DCS網絡和信息采集系統，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使設備管理由靜態管理變為動態管理，通過PRM儀表設備臺賬可隨現場儀表的變動自動修改，PRM的應用使儀表設備管理有了質的飛躍。

2.信息化管理的基礎平臺

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

3.實時在線監控保證現場儀表自身的可靠性

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

4.在線實施現場儀表的參數調整

在PRM系統上設備管理人員就能夠在線進行現場儀表的參數調整，并通過與歷史數據的逐一比較設定最佳的工況參數，并及時更新智能設備的數據庫。

5.歸檔記錄顯示

PRM系統能自動建立歷史數據庫記錄智能儀表的相關操作和工況，并能進行相關數據的過濾和分類。

6.PRM的在線診斷功能

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

三、新舊維護方式的對比

1.PRM使設備維修從預防性維修發展到狀態維修

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

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

2.PRM把維護工作從現場轉移到控制室

傳統的維護方法：需要到現場檢查才能得到現場儀表的信息，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，工作質量與檢查人員技術水平關聯度高。

PRM的維護方法：在控制室遠程采集現場儀表的信息，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部數據進行檢查，檢查深度高；程序檢測，工作質量與檢查人員技術水平關聯度低。

3.在線監測和診斷

在儀表設備管理上引入了在線監測、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，目前已完成了現場儀表與PRM的通信調試、現場儀表基礎數據的采集和部分控制閥的診斷測試。隨著PRM數據庫中數據的不斷積累以及對PRM認識的不斷加深，將在儀表設備臺賬、故障臺賬和調節閥診斷等方面繼續發展，推動儀表設備管理水平的不斷提高。