淺談工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備管理平臺(tái)

常建永

（上海龍陽(yáng)精密復(fù)合銅管有限公司，上海 201201）

淺談工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備管理平臺(tái)

常建永

（上海龍陽(yáng)精密復(fù)合銅管有限公司，上海 201201）

摘要：隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，各行業(yè)的自動(dòng)化程度不斷加深，工業(yè)設(shè)備由于自身存在著特殊性，對(duì)工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行有效管理的難度較大。本文談及的自動(dòng)化設(shè)備管理平臺(tái)的研究對(duì)象是工業(yè)設(shè)備本體，建立在智能化的基礎(chǔ)上，以信息化為平臺(tái)，根據(jù)現(xiàn)階段的現(xiàn)實(shí)的設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀，綜合技術(shù)現(xiàn)狀、經(jīng)濟(jì)條件、組織措施，為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備維護(hù)提供科學(xué)的管理措施。

設(shè)備管理；自動(dòng)化技術(shù)；控制管理

在此基礎(chǔ)上，對(duì)自動(dòng)化工業(yè)設(shè)備管理平臺(tái)不斷進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)成為解決工業(yè)設(shè)備管理難題最為有效的途徑。目前，部分發(fā)達(dá)國(guó)家的工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備管理系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入了相對(duì)完善的階段，形成了包括智能輔助和決策在內(nèi)的綜合性的設(shè)備管理信息系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)的工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備管理平臺(tái)的研究由于起步較晚，仍處于不斷研發(fā)和完善的階段。

1.工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備管理平臺(tái)的重要性

現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，作為生產(chǎn)基礎(chǔ)的工業(yè)設(shè)備也逐漸呈現(xiàn)出了集成化、自動(dòng)化、綜合化、智能化等新特點(diǎn)，工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備管理平臺(tái)的系統(tǒng)規(guī)模也隨之面臨著新的難題。第一，工業(yè)設(shè)備和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出日益復(fù)雜的特點(diǎn)，面對(duì)規(guī)模日益擴(kuò)大、造價(jià)日益提高的設(shè)備管理方式，如何采取行之有效的維護(hù)方式成為關(guān)系著設(shè)備能否正常運(yùn)用的關(guān)鍵問(wèn)題。第二，隨著工業(yè)設(shè)備和應(yīng)用系統(tǒng)的不斷研發(fā)和更新，隨之產(chǎn)生了版本數(shù)量眾多、生產(chǎn)廠商多樣、操作系統(tǒng)兼容性等問(wèn)題，這些問(wèn)題增加了工業(yè)設(shè)備管理的難度。第三，采取人工對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作和控制，通過(guò)文檔記錄的方式對(duì)工業(yè)設(shè)備的各項(xiàng)數(shù)據(jù)和現(xiàn)狀進(jìn)行記錄，不僅工作量大，而且難以保證對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的完備記錄。

2.工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備管理平臺(tái)管理應(yīng)用現(xiàn)狀

目前的工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備管理平臺(tái)的發(fā)展水平處于領(lǐng)先地位的是艾默生、西門(mén)子以及ABB等公司，其針對(duì)HART、FF以及Profibus開(kāi)發(fā)了各自的設(shè)備管理平臺(tái)，得到了大規(guī)模的應(yīng)用。工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備除了現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)設(shè)備管理之外，還需要其他眾多的設(shè)備的協(xié)同配合，形成以智能化為基礎(chǔ)，以自診斷技術(shù)和信息平臺(tái)為支撐，包含大型控制系統(tǒng)以及輔助決策系統(tǒng)在內(nèi)的綜合性設(shè)備的管理。

以Rosemount公司的AMS設(shè)備管理系統(tǒng)為例，其利用過(guò)程控制儀表管理的方案已經(jīng)能夠使用戶(hù)通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各儀表的在線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)，獲得相關(guān)工業(yè)設(shè)備的各項(xiàng)維護(hù)信息；利用遠(yuǎn)程控制的方式通過(guò)視窗和拖拉方式進(jìn)行測(cè)試儀表功能的標(biāo)定。AMS設(shè)備管理系統(tǒng)建立在開(kāi)放的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)設(shè)備管理的基礎(chǔ)上，使用的是HART通信格式，具有良好的兼容性，能夠?qū)⒉煌a(chǎn)商的設(shè)備、系統(tǒng)以及應(yīng)用軟件很好地進(jìn)行集成，完成眾多功能的組合。目前，AMS軟件主要用于完成運(yùn)行、工程管理和維護(hù)，形成了如圖1所示的以現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器軟件為平臺(tái)的T形結(jié)構(gòu)，能夠支撐強(qiáng)大而豐富的服務(wù)器操作。

在實(shí)際的運(yùn)行操作過(guò)程中，整個(gè)設(shè)備管理平臺(tái)實(shí)際上是一個(gè)系統(tǒng)的組合的形式，這個(gè)平臺(tái)包括AMS設(shè)備信息管理平臺(tái)、智能設(shè)備管理系統(tǒng)根、機(jī)械設(shè)備狀態(tài)管理系統(tǒng)、性能檢測(cè)系統(tǒng)和實(shí)時(shí)優(yōu)化系統(tǒng)，通過(guò)這5個(gè)系統(tǒng)的協(xié)同作用能夠?qū)崿F(xiàn)平臺(tái)運(yùn)行的各種功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能儀表閥門(mén)的控制，對(duì)各個(gè)機(jī)械設(shè)備性能的檢測(cè)，對(duì)設(shè)備使用過(guò)程中性能和運(yùn)行狀況的檢測(cè)以及整個(gè)系統(tǒng)的保護(hù)等功能。各個(gè)系統(tǒng)的功能分別是智能設(shè)備管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各個(gè)設(shè)備所有信息的保存和自動(dòng)更新；機(jī)械設(shè)備狀態(tài)管理系統(tǒng)能夠?qū)C(jī)械設(shè)備、電子系統(tǒng)、過(guò)程設(shè)備、儀表以及閥門(mén)等設(shè)備進(jìn)行全面檢測(cè)并提交評(píng)估信息；設(shè)備性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠監(jiān)測(cè)運(yùn)行過(guò)程中機(jī)械設(shè)備的各項(xiàng)確切信息，并根據(jù)用戶(hù)需求進(jìn)行相關(guān)設(shè)備功能的追蹤；實(shí)時(shí)優(yōu)化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的優(yōu)化，提高包括機(jī)械設(shè)備、電系統(tǒng)等在內(nèi)的各項(xiàng)設(shè)備的適用性能；AMS設(shè)備管理信息平臺(tái)通過(guò)瀏覽器將獲取的所有的設(shè)備信息集成到統(tǒng)一的管理界面上進(jìn)行管理。

3.工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備管理平臺(tái)基本管理解決方案

3.1 設(shè)備管理的基本組成和主要內(nèi)容

圖1　 AMS軟件結(jié)構(gòu)圖

圖2　設(shè)備管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型

工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備管理平臺(tái)的管理內(nèi)容包括各個(gè)控制系統(tǒng)、智能控制儀表以及與之配合的PLC設(shè)備、DCS設(shè)備等，通過(guò)對(duì)這些設(shè)備的控制來(lái)管理基礎(chǔ)信息、預(yù)防性維護(hù)管理以及大修管理、工單管理等內(nèi)容。

在工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備管理平臺(tái)上需要建立所有設(shè)備的狀態(tài)檢測(cè)和設(shè)備基礎(chǔ)信息等數(shù)據(jù)，從設(shè)備的采購(gòu)到使用、后期維護(hù)和檢修、拆卸直至最終的報(bào)廢，對(duì)需要通過(guò)管理平臺(tái)進(jìn)行跟蹤。由于不同設(shè)備之間可能存在著諸如電氣連接、機(jī)械連接、管道連接等關(guān)系，因此需要對(duì)各類(lèi)設(shè)備狀況進(jìn)行跟蹤，這有助于在設(shè)備設(shè)備維護(hù)和檢修過(guò)程中做出正確的決策。

3.2 工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型

圖2為設(shè)備管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型，從圖中可以看到向下能夠本地設(shè)備和系統(tǒng)之中，同時(shí)能夠接入第三方系統(tǒng)之中，容納非常系統(tǒng)性的設(shè)備，例如板卡、電源、智能儀表設(shè)備等。向上能夠接入信息網(wǎng)絡(luò)之內(nèi)，進(jìn)行以太網(wǎng)的遠(yuǎn)程擴(kuò)展，同時(shí)具有與監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)系的功能，便于與監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和信息交換，形成管理控制一體化的效果。

3.3 DCS設(shè)備管理方案描述

國(guó)內(nèi)的分布式控制系統(tǒng)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比而言，仍處于較為起步階段，DOS設(shè)備要求的實(shí)時(shí)性比較高，將其應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備的管理之中，能夠簡(jiǎn)化設(shè)備的整定，采用統(tǒng)一的設(shè)備管理平臺(tái)能夠進(jìn)行綜合整定測(cè)試，降低整定所需的事件，提高整定效率。其次，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)的各個(gè)組成部分的整合，由于應(yīng)用變卡、溫度輸入卡等開(kāi)發(fā)需要耗費(fèi)大量的精力，整合之后將這些板塊納入整個(gè)系統(tǒng)，有助于進(jìn)行統(tǒng)一地控制和管理。DCS有助于簡(jiǎn)化智能板卡的應(yīng)用，傳統(tǒng)的板卡在數(shù)據(jù)傳輸方式上存在著弊端，如設(shè)備管理信息過(guò)于簡(jiǎn)化等，使用DCS設(shè)備管理能夠有效彌補(bǔ)以上不足。

工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備管理平臺(tái)的總體結(jié)構(gòu)結(jié)合B/S和C/S兩種方式實(shí)現(xiàn)二者的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，B/S模式主要應(yīng)用于設(shè)備信息的發(fā)布，其主要優(yōu)勢(shì)在于瀏覽器能夠?yàn)橛脩?hù)提供統(tǒng)一的圖形化操作界面，便于交互使用，實(shí)現(xiàn)了客戶(hù)端、數(shù)據(jù)處理的完全分離，系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展性和移植性，同時(shí)面對(duì)復(fù)雜的應(yīng)用程序，開(kāi)發(fā)和維護(hù)費(fèi)用較C/S低。C/S模式用于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳遞，C/S結(jié)構(gòu)是典型的二層結(jié)構(gòu)，依照功能的區(qū)別分為服務(wù)部分和客戶(hù)部分，服務(wù)器部分負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)庫(kù)，客戶(hù)部分用于處理應(yīng)用程序以及請(qǐng)求服務(wù)，這樣實(shí)現(xiàn)了功能的有序分配。工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備管理平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)升級(jí)設(shè)備服務(wù)系統(tǒng)時(shí)不影響客戶(hù)端的數(shù)據(jù)，同時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)定區(qū)域內(nèi)信息的集合。

結(jié)語(yǔ)

目前工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備管理平臺(tái)在國(guó)內(nèi)仍處于積極的研發(fā)階段，其建設(shè)對(duì)于工業(yè)發(fā)展的重要性不言而喻，本文在分析工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備管理現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備管理平臺(tái)的管理內(nèi)容和結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行初步分析，并就先進(jìn)的工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備管理平臺(tái)達(dá)到的效果進(jìn)行分析，為未來(lái)工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備管理平臺(tái)的發(fā)展趨勢(shì)提供借鑒和思路。

[1]董曉磊.采用信息化技術(shù)加強(qiáng)設(shè)備管理[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2007（24）：15.

[2]佚名.新產(chǎn)品新技術(shù)簡(jiǎn)訊（三）希科設(shè)備系統(tǒng)——設(shè)備管理專(zhuān)家[J].電子與自動(dòng)化，2000（2）：43-44.

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