西门子公司推出的PumpMon系统是一个流程泵的监控方案；同时它还能显示流程泵的节能潜力。

在实际操作过程中，如何在第一时间内了解流程泵的使用状况以及即将出现的严重故障呢？为了减少流程工业企业的停工，高等院校都在努力研发智能化的故障终端系统。其目标是开发出简单而又经济的解决方案，且适合于在小型流程泵中使用。围绕着故障早期识别这一问题，生产厂家们推出了不同的、旨在提高流程泵可用性的技术服务方案。本刊对这一领域中的发展现状进行了报道。

无论流程泵的生产企业还是使用者都清楚，许多流程设备的零部件的损坏并不都是由于自然磨损导致的，其很大程度上是因为使用操作不当而引起的。据流程工业企业内部人士透露：生产过程中60％的情况都是如此。因此从安全和流程设备可用性的角度出发，企业通常会安装一个备用泵，以保证主泵发生故障时，生产不受到影响。但安装备用泵后，会导致很难及时发现因非正常操作而引起的主泵失效，这也是一个令企业非常头疼的问题。

流程设备监控和故障周期识别系统就是为解决此问题而设计的。当流程泵在非正常工作范围内工作时或者有可能出现损伤时，它就会向流程设备的操作者发出信号。

这种智能化的故障诊断系统的研发和生产得到了流程泵生产企业和高校的大力支持。那些对流程泵领域不太熟悉的企业，也用其特殊的故障诊断系统进入到这一领域中，再次证明了其巨大的市场潜力。

根据VDI的估计，在流程工艺生产系统中，备用系统投资占总费用的9％左右。据VDI介绍，仅省略备用泵一项每年德国的流程工业企业就可减少5亿欧元的投资。

在市场中，一些较成熟的解决方案利用振动、压力、温度或电机的电流传感器发送流程泵当前工作状态的信息，发送当前流程工艺条件信息。

除了价格因素外，缺少标准化、缺少纳入中央控制系统的措施也是影响流程设备用户采用这一技术的重要原因。现在，利用VDMA协会的设备规格型号即可解决这一问题。这种规格型号的泵为用户提供了传送故障诊断信息所需的标准功能。

图1 有了流程泵监控系统以后，被气蚀彻底破坏叶轮的状况也许不会出现了。

流程泵监控及效率检测工具

为了经济的实现流程泵工况监控，同时也能显示流程泵的效率，西门子公司研发设计了Simatic PCS 7控制系统使用的PumpMon软件模块，用于对叶片泵进行监控。该模块的用途为：

在不利的工作条件下对流程泵进行监控，在流程泵受损之前提出报警；

对流程泵自身出现的损伤预兆进行早期识别；

通过对流程泵工作数据的统计分析提出优化流程泵配置的长期解决方案（负载合成的数据采集）。

据西门子公司介绍，这一监控软件模块既可用于电气驱动的叶片泵，也可用于恒定转速或可变转速的流程泵。

当流程泵的实际工况超出了额定范围时，即与希望的工作曲线出现差异时，PumpMon模块会向操作者发出提示信息，并经模块的输出端把有关数据发送给主控系统，以供参考。西门子公司表示，所有的数据都可由Simatic PCS 7的常规工具（计算工具、曲线显示工具、报警历史记录工具等）进行处理。模块本身就具有足够的故障诊断功能，无需主动进入正在工作的流程泵中进行诊断分析，达到了可在不影响流程设备正常生产的情况下进行使用（以及补充安装）。必要时，可通过主动介入的方式对流程泵进行访问（如在出现气蚀时降低流程泵的转速），通过模块的输出端对流程泵的工况进行评判。

实现了有计划的维护保养

在2009年的Achema展览会上，KSB公司展示了其合作伙伴Nikkiso公司研发的E-Monitor流程泵监控系统。这种专门为屏蔽泵研发的系统能够对泵的轴向和径向轴承的状态进行监控，能够连续的显示滑动轴承的状态演变。在泵的正常和连续工况下，屏蔽泵通常的使用寿命为8~10年。据生产厂家介绍，系统的诊断模块能够实现实时诊断分析，预告下次检修的时间。代价昂贵的屏蔽套损坏和绕组损坏以及计划外的设备停机时间都可以避免；也使得维护保养人员能够有计划、有步骤的实施屏蔽泵的维护和保养。

这一监控系统利用安装在电机定子室内的8个传感器获取信息。这些传感器在转子磁场的帮助下对转子的位置进行监控。当转子偏离了其允许的位置时，检测传感器则记录下这些偏差。经过进一步的数字化处理之后，会利用液晶显示屏把泵的工作状态告知操作者。

实现流程泵的在线控制

在流程工业企业中，位于中控室的工作人员无法看到现场的流程泵的工作情况。为了能够实现流程泵的远程遥控，Grundfos公司专门研发设计了一种Remote Management流程泵管理软件。该软件允许通过网络对成套设备中的各个流程泵和泵系统进行监控。为此，流程设备中的每个流程泵、传感器及其控制调节系统都要与GPRS数据记录仪相互联系。利用销售服务公司的计算机就可实现各个流程泵的数据管理。这使得流程设备的操作者可以获得其所用流程泵的整体概况

图2 KSB公司在本年度的Achema展会期间展示了由其合作伙伴Nikkiso公司研发生产的E-Monitor流程泵监控系统。

这样做的目标是使流程设备的操作者能够与所安装使用的元器件达成通信，如通过优化的转速调节装置来节约能源。Remote Management软件具备了下列功能：

对所安装的流程泵和泵系统的实际工作状况一目了然；

流程泵的开、关控制和理论工作参数的修改（包括复位）；

获取所有连接的元器件、系统报警、维护保养和系统修改的历史数据；

监控系统能源消耗的最小化；

直接为操作人员提供报警和维护保养提示；

优化销售服务和维护保养工作；

在可靠的工作站中下载系统文件；

可将重要的文件报告分类保存（如维修服务报告）。

为了能够实现内容丰富的Remote管理，流程泵必须带有相应的模块。

提高流程设备的可靠性

由于流程泵状态分析也可通过移动设备来实现，因此流程泵的生产厂家制定了相应的维修方案。设备运行的可靠性即是这一方案的关键。最高的可用性只有在及时的技术服务和合理的物流方案保障下才能实现。

Lewa公司的实践经验告诉人们如何在实践中落实这一方案。如对设备的远程故障进行诊断，在某零部件有极高损坏可能的情况下维修专家就会及时地与用户联系，在事故发生前就发出配件。特殊的专业技术服务，例如对钻井平台上的机械设备的维护保养也属于类似情况。同样能够提供给用户的另一种替代技术服务方案是流程设备用户列出需要保障的流程泵明细，为此每年支付一次性的服务费，保障技术规范要求的可用性。

KSB公司的另一个技术服务方案是在用户那里建立一个服务中心，或接管所在地的维修厂。

Grundfos公司按照VDI 3839对设备状态分析的要求进行了投标。振动检测结果要纪录在检测报告中。合同发包方得到的是流程泵故障风险的分析结果，使所需的维修保养都可按计划实施，并能够在流程设备出现故障之前进行维修。即使是流程泵在非正常状态下工作，也能按照这种方法进行分析。利用冲击脉冲检测可确定滚动轴承和润滑的详细问题；能够把隐藏的风险以及经常使设备停机、出现故障的原因及早的识别出来。

专门从事流程泵技术服务的Uhthoff & Zarniko公司把维护保养、技术服务和故障诊断三者结合在一起。为提高现有设备的生产能力，降低CO2的排放，Uhthoff & Zarniko公司把服务重点放在执行DN 31051标准规范上。利用诊断分析技术对流程设备的弱点和存在的错误进行分析，例如振动脉冲检测、冲击脉冲检测以及工作曲线的分析。另一项技术服务就是通过更新和技术改进提高流程泵的效率。

小结

故障早期识别的初期任务是发现磨损，及时发出相应的识别信号、准确的给予注释说明。流程设备可用性的提高使操作者从中受益，并延长了维修周期，节省备用设备的投资（甚至无需这方面的投资了，参见左侧说明）。

备用泵与故障早期识别

采用备用泵还是采用故障早期识别技术?有些情况下要求把备用泵与早期识别技术结合使用。例如某个石油精炼厂设备检修间隔通常为5~6年，在这样的企业中通常都要采用故障早期识别系统，以便及时的发现可能存在的故障损失。为了节省流程设备零部件更换的时间，通常还需要一套备用泵。这样可以实现很高的流程设备可用性，但流程工业企业需要承受相应的投资。

目前的问题是重要零部件剩余寿命内的承载性能诊断。对此，在IML研究院ReMain项目的框架内，流程设备的用户和生产厂家们正在积极努力的工作着。