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工业用气体生产商对控制系统进行升级

作者:Rich Chmielewski2013.09.08阅读 2964

        零售气体批发商已经无法从位于美国Madison附近的Airgas公司气体分销厂获得足够的产品。此分销厂于1994年开始生产,隶属Airgas Merchant Gases公司并由其运营,它长期处于供不应求状态。


由于技术人员能够使用更大数量的运行数据,所以维护和故障查找功能被大大提升。

        在此工厂运营的初期,采用Bailey INFI 90 DCS和具有LAN-90 Process Control View 4.3控制台的HMI来控制所有的过程。2007年,Airgas公司的团队认为虽然DCS的表现尚且令人满意,但是在经济、速度和其他重要功能指标上,包括报警管理,HMI的表现都落后于技术曲线。
        “以前的HMI系统成为了整个工厂的短板,”Airgas工厂经理Bernard Malnarick说道:“故障查找能力是个大问题,而且数据管理也无法实现,因为HMI的内存空间不足。”
        经过了复杂的比较,Airgas公司团队制定了一项升级方案,用来避免停机并最优化对现有设备的投资。
        此方案不仅能够提供现有HMI平台的所有功能控制工程网版权所有,还通过保留现有Bailey控制器硬件和那些已验证的现场应用设置来满足资本支出目标。Airgas公司选择了Siemens公司的Simatic PCS 7/90 OS HMI,因为其具备与INFI90的自动连接工具。Siemens的解决方案合作伙伴AMCS公司于2008年为其安装了此HMI系统,新系统沿用Airgas公司的Bailey控制器。
        Airgas公司估计,由于无需更换硬件和I/O,施工起码节省了1周的停机时间。PCS 7/90 OS cGMP的设计和方便易得的Siemens公司文档又进一步减少了系统移植时间。“我们希望现有控制器能够不辜负我们的投资,而且我们并不想将每一个器件都做改变,”负责此区域多家Airgas工厂生产管理的Wharmby说道,“同时我们需要对新控制代码做必要的验证。AMCS公司与我们密切配合,确保PCS 7/90 OS满足甚至超过我们对运营改进的期望,并确保系统符合cGMP要求。”
        并行作业避免停机
        在项目的移植期间,现有系统和新系统的并行作业缓解了系统变更、验证和操作员培训所面临的窘境。“并行作业临时使用CIU与两台PCS 7/90 OS 服务器通讯,同时另一个CIU保持与Bailey控制台保持连接,”AMCS公司工程副总裁Wai Wong说道:“一旦系统验证完成可以运行,Bailey控制台就可以切断了。然后另一台PCS 7 OS连接,作为Airgas公司的备用HMI。”
        AMCS公司将四台工作站之一安装在具有大约300个I/O端口的中央控制室内,以满足方案需要。一条线与PCS 7 OS连接,另一条线仍旧与Bailey INFI 90连接。Malnarick说这种并行作业“能够给我们时间以适应系统,并训练操作人员”。
        无缝移植
        据Malnarick称CONTROL ENGINEERING China版权所有,除了Bailey系统之外,操作人员之前并未操作过任何其他HMI。最初使用时不免有些担心,但是没过多久,他们就会习惯新系统。他对AMCS公司的服务给予了高度评价,对新系统在无缝移植和操作人员快速适应上所表现的兼容性也赞誉有加。


老系统使用的专用终端被标准的全键盘和USB鼠标所取代。图片来源:Siemens

        “一旦操作人员习惯了新HMI系统,他们就会发现无法离开它了,”Malnarick说道:“轻松移植的实现得益于AMCS公司愿意与我们合作,确保系统进入全面运营时所有的部件都正确运转。”作为移植的一部分,AMCS公司使用Simatic PCS 7/90 OS软件将基础的MS DOS黑白控制界面更换成了Windows界面。
        “基本上说,AMCS公司带走了老旧的显示屏,将其形状和外观集成到新的HMI系统中,”Malnarick说道:“每一个部件都得以呈现:阀门的位置与以前几乎相同。我们只想改动几件事情,例如控制器的位置。这进一步帮助了操作人员完成移植。”
        更好的趋势分析,更好的维护
        系统移植完成以后,更新后的HMI的效果立竿见影,过去,工厂只有大约50%的I/O端口动作能够在老系统中完成趋势分析,虽然数据量如此之少,系统也只能维护仅仅8个小时的历史数据,更早的数据只能被自动删除。
        现在,工厂所有的I/O端口动作和所有反馈回HMI的信息都能够自动完成趋势分析,并且在可选的实时历史数据存档中保存30天。除此之外CONTROL ENGINEERING China版权所有,Malnarick还能够通过Internet无线远程监视并控制工厂。
        “系统升级在预防性维护方面给与我们极大地帮助,”Malnarick说道:“过去,我们只有4道8个小时的历史数据,更早的数据都无法保存,这根本无法完成故障查找。现在,我们能够梳理极为庞大的数据,帮助我们最优化生产和效率,以及分析电能用度趋势。有了这些数据,加之更好的报警管理办法,我们就能够立即识别并提前发现潜在问题。有一次,我们的一台设备发生了故障CONTROL ENGINEERING China版权所有,趋势分析帮助我们确定,这并非过程故障,而是机械故障。仅仅几分钟我们就能够确定故障源头,节省了大量工时www.cechina.cn,更避免了停机。”
        满意的结果
        运营副总裁Tom Mulqueen说道,对于所有的Airgas工厂来说,稳定性是第一位的。在供不应求的Madison工厂,停机成本是极为高昂的。“我们工厂不得不99%地运转,”他说道:“如果Madison工厂的产量下降,我们就不得不从竞争对手手中购买产品,这在经济上说不过去,而且送货到客户的时间也加长了。因此,我们对PCS 7/90 OS的期望很高,这也是为什么从投运之初它就100%地运行的原因。”
        升级到PCS 7/90 OS HMI所带来的稳定性和高性能也为Airgas Madison工厂提供了多处未来的改进可能。“我们下一步计划按需淘汰老式控制器,”Wharmby说道:“新型HMI系统给了我们更多的选择,包括Siemens的 Simatic控制器、Profibus和新型I/O产品。无需多少停机时间,也不会超过我们的资本支出目标,我们就可以更新所有的东西。”
        Malnarick补充道:“有了这套系统,我们可以提升作业性能并且依照时间和资源允许,对未来资本支出目标作出规划。工厂性能因此得到了提高,现有资产也得到了管理。”
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