阀门初生值 (Valve Signature)
出厂测试— 获取阀门初生值
通过与阀门初生值叠加比较 分析阀门当前的性能
阀门性能的诊断
• 在线诊断程序可以诊断各 种问题：
➢ 仪表压缩空气的质量、泄漏和 供气压力不足
➢ 摩擦力、死区超出校正范围
➢ 执行机构膜片问题
➢ 阀杆填料问题
➢ 阀座环问题，等等
阀门性能测试报告
将信息集成到ERP 系统，还可以实现 业务的自动化
企业ERP
故障信息 维修指导信息
过程 操作
设备 维护
变送器如何做到早检测早预报？
4-20mA变送器没有在线性能
监测，发生故障时可能影响生
产。
堵塞
Ff变送器有各种自诊断功能， 可以实现早检测早预报。
Ff变送器的高级诊断还可以检 测到工艺的异常。
➢ 设备诊断
✓ 报警监视 ✓ 工作状态显示
➢ 设备组态
✓ 组态变更、对比 ✓ 参数设定
➢ 设备校验
✓ 校验帮助, 校验历史
➢ 设备台账（文档）
✓ 所有变更记录, 工程图纸、笔记
➢ 附加应用软件(SNAP-ON)
ERP系统
生产 操作
可靠性 维护
减少停车时间
工厂最大的挑战是减少停车时间，包括：
– 非计划停车
Compressors Drives
Electricals Furnaces / Boilers
Piping Paints/Coatings Mixers/Agitators
Insulation Materials Handling
Tools Other
传统的日常维护工作
以前
每天做重复的巡检 工作
要在系统上打印出设备维护报告，上面会清楚记录每台设备
的维护和校验时间，以及前后的对比信息，文这档足工以作说是明自生动产 是符合规范的…他们对此非常满意。” 和实时完成的。
预测智能可以更符合安全、健康、环保的要求
减少非计划停车
– 早检测早预报
减少或避免有害物质的排放
– 过程有波动时及时预报
减少有害环境对员工的侵害
可靠性部门
Source: OREDA Failure Data
Compressors
压缩机
Turbines
汽机
Pumps
泵
Power Gen
发电机
Safety System
安全系统
Heat Exchangers
热交换器
Valves
阀门
Transmitters & Sensors
变送器
0
最可靠!
2000 1000
DCS
水
生产装置的过程波动
生产装置的波动无处不在。有些波动不明显，操作人员很 难发觉，也常常把这些波动视为正常。
小的波动可能随时间推移而不断累积，向后传递，影响生 产的稳定性。
由于波动，设定值往往 低于设计目标， 生产达不到设计能力， 或产品质量达不到要求。
控制回路不稳定的根源
现场普遍存在的问题
更加了解工厂的运行状况 减少装置停车时间 装置运行更加稳定 更加符合安全、健康和环保的要求 减少维护和运营成本
4-20mA信号的局限
每台现场设备只有一个测量或控 制信息，对工艺和设备运行状况 无法完全掌握。
没有信号的有效性验证机制。任 何信号只要在4-20mA范围内， 均被认为是好值。
x 100
x 10
x1
“注意! 温度变送器 性能正在下降!”
锅炉跳车
火灾、爆炸、污染物排放 – 大事故
工厂停车
温度变送器故障
时间
怎样 预防 非计划停车的发生?
引压管堵塞是常见现象，采用模拟仪表没法预 测，一次停车损失高达$7百万美金。
更换成智能仪表后，可以提早半小时预警引压 管堵塞，有效避免停车。
DV_LO_ALM
“明天12:45, 这台阀门将出现故障”
智能设备都具有丰富的自诊断信息
压力变送器
➢ 导压管堵塞功能诊断 ➢ 压力传感器失效 ➢ 温度传感器失效 ➢ 传感器模块内存故障 ➢ 环境温度超限 ➢ 压力超限
流量计
➢ 空管 ➢ 电极故障 ➢ 线圈故障 ➢ 反向流 ➢ 流速过高 ➢ 温度过高 ➢ 过程噪音过大
6/12
对待故障: 早检测早预报
传统维护方式：
– 86% 是定期维护
• 大部分是不必要的，或 • 被动的维护 (亡羊补牢式的)
预测性维护：早检测早预报
– 减少不必要的维护工作量及成本 – 在问题变为灾难前得到解决 – 减少计划停产的频率 – 避免非计划停车
阀门如何做到早检测早预报？
目前的普遍做法
预测性维护提高工厂稳定性
艾默生过程控制有限公司 林永春 市场总监 电话：010-5821.1122 Email:
引言
智能仪表和阀门有丰富的自诊断信息。 这些诊断信息能给用户带来什么好处？
用户如何使用这些诊断信息？ 有没有实际的使用案例？
智能诊断信息给用户带来的好处
温度变送器
➢ 传感器故障 ➢ 冷端故障 ➢ 传感器漂移 ➢ 传感器热备启动 ➢ 标定错误 ➢ 环境温度超限
pH计
➢ ➢ ➢ ➢ ➢ ➢ ➢
热电阻配线故障 热电阻开路 玻璃电极故障 参考电极故障 PH超限 毫伏或者热电阻超限 参考电极报警
阀门的诊断信息更加丰富
阀门信号特性曲线 动态误差带特征曲线 驱动信号特性曲线 步进相应曲线 性能特征曲线 摩擦力与死区趋势 供气压力低 供气压力高 执行机构仪表风管线堵塞 执行机构连锁激活
x 10000 x 1000
事故成本
x 100 x 10 x1
锅炉跳车 温度变送器故障
火灾、爆炸、 污染物排放 – 大事故
工厂停车
时间
怎样 预防 非计划停车的发生?
设备的故障如果能提早送给操作员、维护人员，他 们就可以主动采取措施，排除故障，避免故障进一 步恶化。
x 10000 x 1000
事故 成本
HI_HI_PRI, HI_HI_LIM, HI_PRI, HI_LIM, LO_PRI, LO_LIM, LO_LO_PRI, LO_LO_LIM, HI_HI_ALM, HI_ALM, LO_ALM, LO_LO_ALM
ST_REV, TAG_DESC, STRATEGY, ALERT_KEY, MODE_BLK, BLOCK_ERR, PV, SP, OUT, PV_SCALE, OUT_SCALE, GRANT_DENY, CONTROL_OPTS,
• 由设备故障或过程波动引起的意外停车
– 计划停车
• 要防止停车的时间过长或频繁停车
理论运行极限 运行目标
平衡线
工厂财务状况
计划停车
固定成本 (工厂处于 闲置状态)
非计划停车
典型工厂
时间
怎样 预防 非计划停车的发生?
任何一次非计划停车都是由于小故障逐步积累而成 的。
小故障不及早排除，就会酿成大事故、大损失。
– 大多数阀门没有在线性能监控功能
• 如果阀门发生故障，带病运行，会降低生产量 • 没有在线性能监控，对阀门的维护和改造是盲目的
– 对于SIS系统的阀门，行程测试只在停车时进行
• 需要更长的停车时间 • 备件储备缺少计划性
影响阀门机械性能的几个因素
• 准确的弹簧预紧力 • 正确的行程 • 填料摩擦力 • 阀座状况 • 阀座关闭力
控制算法和其它控制软件不区别 数据状态。
潜在的问题难以检测，或不可能 被检测到。除非操作员发现过程 波动后，采取故障排除法，被动 地排查设备问题。
哑巴工厂
数字化通讯技术使工厂实现智能化
智能设备提供很多信息：
➢ 设备本身的自诊断信息 ➢ 设备主动汇报健康状态 ➢ 预测设备的寿命 ➢ 多变量的测量值等
STATUS_OPTS, IN, PV_FTIME, BYPASS, CAS_IN, SP_RATE_DN, SP_RATE_UP, SP_HI_LIM, SP_LO_LIM
LO_LIM, LO_LO_PRI, LO_LO_LIM, DV_HI_PRI, DV_HI_LIM, DV_LO_PRI, DV_LO_LIM, HI_HI_ALM, HI_ALM, LO_ALM, LO_LO_ALM, DV_HI_ALM.
流通量, TPM 统计过程监视
60.00
50.00 模拟表没有报警
40.00 30.00
23:30 23:30
智能表“引压管堵塞”报
20.00 警
23:00
10.00
0.00 5/29
5/31
6/2
6/4
6/6
6/8
6/10
在埃克森美孚炼油厂收集的两周的数据
10.00 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00
– 比如差压变送器可以检测到引压 管堵塞的情况。
分析仪表的主要极限 提示标定
日常标定周期
氧化锆氧量分析仪
– 内置的 “锆池阻抗 ” 诊断功能 – 在镐池故障前提醒用户标定 – 建议对镐池维护或更换
时间
pH计玻璃电极破裂会引起阻抗的 突然下降，报警并发给操作员或 维护人员。
公众对污染意识的提高，进一步 加大企业应负的环保责任。
工厂需要花费很大的精力准备报 告和文档。
工具不对!
智能设备管理软件具有自动电子文档的功能
以前
现在
填表“当、上资级料有查关找部等门工例行作检都查是，需要我们提交报告，以证明对 设手备工的操定作期，的费维时护费和校力验。他们对此印象非常深刻A，udit T我rail 们只
不需要到现场去查询
阻抗 （M）100