HAMS设备管理系统概述

摘要:概述 1.1 设备管理系统概述随着科学技术的发展, 为了提高过程控制的管理水平, 使得工厂能够满足越来越严格的质量标准 (ISO9001质量体系) 以及法规的要求, 人们对现场测量和控制设备的要求也提高, 即不仅仅要求现场设备能提供过程测量信息, 还应该能提供许多

概述

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1.1 设备管理系统概述

随着科学技术的发展, 为了提高过程控制的管理水平, 使得工厂能够满足越来越严格的质量标准 (ISO9001质量体系) 以及法规的要求, 人们对现场测量和控制设备的要求也提高, 即不仅仅要求现场设备能提供过程测量信息, 还应该能提供许多附加信息, 包括设备自身及过程的诊断信息, 管理信息等, 这些信息通称为非控制信息。

另一方面, 计算机硬件和软件技术, 特殊用途集成电路 (ASIC) 技术以及HART协议和Foundation Fieldbus (简称FF现场总线) 为代表的双向通讯技术的迅猛发展, 赋予了现场设备更多更强的“智能化”功能。至今现场智能化设备受到了广泛地接受和应用。

一般认为, 衡量现场设备智能化的指标主要应包括如图1所示几个方面：

图1 智能化指标

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1.2 工业现场设备管理系统未来的发展趋势

提高工厂经济效益和安全性越来越依赖于高端的技术和经验。工业领域中, 随着计算机系统和高新技术的发展, 现场仪表维护越来越趋于集成化、智能化、计算机化、网络化、信息化以及专业化。如今, 现场总线技术越来越成熟, 各企业选择使用智能仪表设备实现工厂自动化生产已经成为现代工业自动化的主流。在此背景下, 现代无线网络的迅猛发展, 使用无线局域网络与现场设备进行数据通讯成为设备管理通讯的发展的趋势。

2 HART通讯协议

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HART (Highway Addressable Remote Transducer) , 可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议。采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号, 在低频的4-20mA模拟信号上叠加幅度为0.5mA的音频数字信号进行双向数字通讯, 数据传输率为1.2Mbps。由于FSK信号的平均值为0, 不影响传送给控制系统模拟信号的大小, 保证了与现有模拟系统的兼容性。在HART协议通信中主要的变量和控制信息由4-20mA传送, 在需要的情况下, 测量、过程参数、设备组态、校准、诊断信息通过HART协议访问。HART通信属于模拟系统向数字系统转变过程中过渡性产品, 因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力, 经过10多年的发展, HART技术在国内外已经十分成熟, 并已成为全球智能仪表的工业标准。

3 系统说明

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3.1 系统架构

图2 总体架构图

HAMS设备管理系统由, 设备管理软件和设备管理信息平台两部分组成。总体架构如图2所示。

HAMS设备管理系统与DCS系统的工程师站、操作员站处于同一层网络, 通过交换机与DCS控制系统的主控模块相连接, 而DCS控制系统通过HART链接器或FF链接器与现场仪表相连, 可以同时管理多种协议类型的仪表, 包括HART仪表、FF仪表、PA仪表等。

3.2 HAMS设备管理信息平台

HAMS设备管理信息平台位于企业管理层, 管理人员可以通过WEB浏览器远程查看HAMS设备管理系统的所有数据信息。从而, 全面了解设备信息, 强化在用设备使用效率与效益的跟踪管理, 保障设备安全可靠运行和管理受控, 不断优化设备结构, 从而适应设备管理信息化的客观要求。

3.3 HAMS设备管理软件及系统主要功能

HAMS是针对工厂设备资产管理的解决方案, 以HART、FF和Profibus协议为基础, 以国外先进设备集成技术EDDL (Electronic Device Description language, 电子设备描述语言) 技术和FDT/DTM (Field Device Tool/Device Type Manager, 现场设备工具/设备类型管理器) 技术为技术手段, 集数据采集和数据分析于一体, 主要用于实现工厂仪表的远程配置与诊断、在线调校、标定管理、预测性维护以及日志记录跟踪等功能。HAMS提供的设备管理与维护功能, 使智能设备能够发挥最大效益, 减少仪表的损耗并降低维护成本, 为用户提供一个快速方便统一的管理平台, 使得工厂能够在减少操作、降低维护工作量和减少运营成本的同时, 大幅提高工厂设备的可用性、生产能力和产品质量, 并可以实现HAMS系统与DCS的无缝集成。

由于传统维护方式无法实现远程在线配置、无法远程获取仪表内部性能状态信息、无法进行自动记录操作变更信息、且无法避免危险环境下对仪表的维护操作, 而“HAMS和利时设备管理系统”提供的标定管理、预测性维护管理、日志记录程序、在线设备诊断等功能, 为解决企业综合自动化提供了可靠的管理保障。HAMS提供的功能非常丰富, 主要功能描述如下:

(1) 设备组态:简易智能的设备组态, 只需扫描操作就可自动导入现场工程, 从而实现和现场不同类型、不同通信协议的仪表通信;

(2) 远程管理:可远程获取智能仪表参数, 远程设置智能仪表参数, 不需进入危险场所进行仪表维护;

(3) 预测性维护:可进行仪表的预测性维护, 不需要每日进行例行检查维护, 降低仪表故障率, 延长定期检修所需的时间, 从而减少运行和维护成本;

(4) 状态检测及维护:可设置周期性诊断、检测仪表状态变化, 准确报警、完善的报警管理为现场提供高效的仪表预警机制;

(5) 标定管理:可轻松设计标定方案, 自动生成标定报告和标定趋势曲线, 判断仪表老化程度;

(6) 文档管理:自动记录所有组态变化和操作, 提供的设备台账和工作票等功能全面提升工厂管理水平;

(7) 用户管理:可设置不同用户的权限及密码, 避免未授权用户引起的误操作, 满足工厂安全管理的需要。

结语

基于HART协议的数据通讯, 保留了4-20mA模拟量的特点。系统在现场基础上开发不受制于现场, 也不影响现场仪表或DCS, 比以往的手持型通讯工具功能更丰富、维护更方便。总体来看性能价格比比较高。系统在实际应用中, 因其计量数据精度高, 使用维护方便, 故障率低, 界面美观实用, 而受到用户好评。

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