流程工业企业中使用的泵是反应流程设备生产情况的一面镜子,它受到不断变化的压力、介质和温度的作用。而且,大多数的流程泵或多或少的被人们“盲目”的使用着,没有有效地利用厂家提供的使用说明,这种情况应该有所改变。在使用了流程设备工况显示仪之后,就排除了与流程泵进行通信的所有障碍。
旋转的部件,如图所示的流程泵,可与整套流程设备保持良好的通信。
泵的不正常运行是引起工厂停厂的一个主要原因,其可靠性对流程设备使用性能有着直接的影响。流程设备中使用的泵及其他旋转设备(如混合搅拌器)是一个了解流程工艺的窗口,可从其工作状态了解当前过程工艺的情况(例如流量、温度、密度)。在流程生产过程中了解流程泵的信息、深入现场的资产管理应用和能源管理,充分发掘了改进流程设备维护保养的潜力,开启了经济高效的流程设备运行的大门。由于流程设备中使用了大量的泵类设备,而这些流程泵需要投入大量的资金,因此对整个旋转类设备的资产管理意义重大。
在具有数据交换能力的流程泵的帮助下,可以将损坏情况,如本图所示的气蚀(上)和轴承损坏(下)及时地识别出来。
被放弃的潜能
现实情况却恰恰相反。据不完全估计,在巴斯夫公司所在地路德维希港就有大约35000台流程泵处于“盲目”的使用状态中。在其他的大型化工生产基地中,也只有为数不多的几台大型流程泵的工作状况受到了监控。若要想使流程泵的工作信息能够进入流程控制系统,了解流程设备的当前工况,深入现场的资产管理系统是非常有必要的。有关磨损的知识,即在标准状态信息描述的帮助下得到的流程泵磨损信息,使人们有可能更好地改善流程设备的维护保养,对流程工艺和流程设备进行优化。
具有通信能力的流程泵是流程控制技术最感兴趣的产品了。尽管现场总线系统已经进入了流程工业领域,但是长期以来一直缺少一个重要的连接环节,即与流程泵类型无关的、与所使用的现场总线系统无关的、标准的、统一的流程泵信息。在VDMA泵和系统专业协会以及压缩机、压缩空气和真空技术协会的帮助下,尤其是在真空技术协会的大力支持下,从2005年年初起开始研发通用的、跨应用领域的且与通信协议无关的流程泵工况显示技术。这样的工况显示技术定义了流程设备仪器的结构、工作方式、仪器参数的结构和意义。这些参数都带有自己的属性,例如名称、描述、数据类型、取值范围、使用权、目标等级、默认值等。这种流程泵工况显示技术给流程工业企业提供一个新的可能,使它们在未来能够控制所有安装在流程设备中的仪器设备。这样一来也保证了流程设备的零部件、配件有着很好的通用性和互换性。NAMUR(德国化工及医药工业过程控制技术用户协会)和PNO(Profibus用户协会)合作,极大地推动了这项工作的发展。
在NE 107“现场设备的自监控和自诊断”和NE 91“工厂资产管理”两个技术标准中考虑了用户(主要是以NAMUR为代表)在流程泵通信能力方面的愿望。在这一技术领域中状态信息交换要求和电子可读性(XML数据)要求是最重要的。这些要求汇总起来包括 :
■ 标准的状态信息(3~4的信号);
■ 类似设备统一的故障描述;
■ 类似设备统一的标准属性和参数;
■ 标准的接口描述;
■ 标准的HMI;
■ 标准的工程应用工具;
■ 网络交换;
■ 与生产厂家无关的开发式标准。
正因为有着如此高的要求,才促使专业协会、生产企业和用户之间形成了亲密无间的合作。截止到2007年年初,适用于Profibus现场总线系统的工况显示设备的研发将进入尾声。下一步的目标将是考虑震动泵或者旋转挤出泵的工况显示装置。
流程泵工况显示的标准化除了将流程泵的基本功能(如识别、启动控制、调节、不同的测量等)大量的状态数据进行了标准化以外,还可以对这些数据进行监控。在个别情况下,还可以完成下列监控显示工作,例如:不允许的震动状况显示、轴承磨损、流程泵转向、气蚀、流体分割、无油运行、不允许的气体或者固体成分监控、不允许的粘度、温度、流量或者压力、过载、部分过载、温度错误、润滑状况监控或者工作时间的监控等等。
“如果只是流程泵有工况显示功能,而其他旋转的流程设备没有该功能,那么这种工况显示功能的意义并不大。”——Friedrich Klütsch先生,VDMA泵和系统协会
展望未来
目前,VDMA研发的流程泵工况显示装置开始在Profibus DP和Profinet IO系统的现场总线系统中进行标准化贯彻落实工作。目的是实现它们的信息标准化和接口标准化,实现与其它现场总线仪器仪表的信息交换。
VDMA的负责人表示,再远一步的目的是将这一计划也扩展应用到流程工业企业的其它设备中。如果只是流程泵有着工况显示功能,而其它旋转的流程设备没有这种功能,那么,这种工况显示功能的意义是不大的。
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