近日,兰州石化榆林化工有限公司的智能化工厂项目顺利通过了中国石油天然气集团有限公司的评审验收。在智能工厂建设过程中,艾默生提供了AMS Device Manager智能设备管理系统以及AMS Optimizer智能设备信息平台。这是继2019年长庆石化智能工厂项目后,艾默生再次助力中国石油天然气集团进行智能工厂的建设。该项目实现了对全厂智能设备的一体化管理,通过实时监测现场设备的健康状况,实施预测性和计划性维护,降低了工厂的维护成本,提高了维护效率和对现场设备的管理水平,保证了装置的稳定可靠。
兰州石化榆林化工有限公司是中石油直属的地区分公司,现有80万吨/年乙烷裂解制乙烯装置、40万吨/年高密度聚乙烯、40万吨/年全密度聚乙烯装置以及公用工程、配套辅助装置。
工厂目前有多达17套来自于不同的系统生产厂家以及成套设备厂商所提供的DCS、SIS、PLC、GDS、CCS、PDS等系统(以上系统皆非艾默生DeltaV系统),安装分散,维护工作量很大。
• 传统的回路测试过程中,需要现场、机柜间、控制室分别配置人员,并安排仪表人员现场寻找仪表、手动测试、手动记录测试结果,效率低下,耗费大量的人工和时间。
• 传统的故障维修、经验维修、常规巡检等落后的维护方式所需时间长且计划性差。仪表组态修改、报警等事件也需要采用手动记录的方式,效率低下,维护人员的短缺与工作量增加的矛盾日益加剧,而且容易产生人为失误,成为装置安全生产的潜在风险。
• 工厂在实施智能工厂项目之前已经采购了DCS、SIS、PLC等系统,这些系统不能将现场设备的健康信息、诊断数据上传到统一的设备管理平台。
艾默生经过多次和业主沟通交流,并到现场进行了实地调研,在充分了解现场实际情况和业主的需求之后,提供了以下解决方案:
• 为乙烯、高密度聚乙烯以及全密度聚乙烯三套主装置分别配置AMS智能设备管理系统,按装置实现对来自于不同厂家的第三方系统(DCS、SIS、PLC、CCS、PDS等)下7200台现场设备的智能管理。
• 在各个装置机柜间分别配置AMS服务器,在中控室配置AMS客户端,方便各个装置的相关人员实现对各自装置的独立组态、设备监测、故障处理等设备管理工作。
• 由于现有系统均不支持智能设备的HART通讯,需要通过HART多路转换器才能将来自于现场不同系统下智能设备的Hart信息采集到AMS 智能设备管理系统。
• 配置全厂统一的AMS Optimizer 智能设备信息平台,运维及管理人员在中控室或办公室就能了解全厂智能设备的健康状态及风险资产明细,分析汇总。
项目正式运行后,实现了对现场设备的组态管理、健康状况实时监测、故障预警、回路测试、电子巡检、文档管理以及智能诊断和在线分析统计 。
• 设备调试期间,采用AMS智能设备管理系统进行设备组态、回路测试和故障诊断;
1.在中控室或者机柜间执行远程仪表组态检查、设置及修改工作,自动记录组态事件,节约了80%的智能设备组态时间,同时消除了维护人员现场工作的安全风险;
2.通过故障诊断功能将故障原因定位效率提升了数十倍,单台设备故障原因定位时间从小时级上升到分秒级。在设备调试期间快速定位了近2200台风险资产的故障原因,在线提供故障处理指导,加速了开车调试进度;
3.传统的回路测试过程,需要现场、机柜间、控制室分别配置人员进行手动测试,测试结果也需要手动记录,一台仪表至少需要10分钟的时间;通过AMS执行回路测试,仅需一名技术人员在控制室,在3分钟内就可完成回路测试工作,节省了60%以上的开车调试时间;
4.系统可以自动建立设备台账,自动记录AMS系统的每一个事件,实现了无纸化文档管理;
• 对全厂智能设备实施电子巡检和故障诊断工作,巡检效率提高了60%,有效解决了维护人员短缺的问题;
• 针对冬季由于伴热线损坏造成仪表损坏的情况,通过AMS可以监测变送器表头环境温度,并在信息平台做了专门的表头低温报警页面,全面监控仪表表头温度,从根本上解决了仪表的防冻防凝问题;
• 提供了标准的报警处理规程,在报警发生的第一时间即可有效帮助维护人员快速查找故障原因并排除故障,系统的预警准确度超过95%,维护效率提升了3倍以上;
• 通过自动推送当日报警信息及仪表故障KPI报表功能,有效帮助了运维人员有针对性地部署维护计划、调度队伍协同办公,提高设备管理水平;
• 通过智能设备管理平台,可以实时感知现场设备完好率及装置的健康评分,实施预测性维护,维护人员可以尽早排除故障,避免因现场设备故障而引发的非计划停工,提高工厂的资产利用率;
• 通过动态台账管理可以帮助管理人员深入了解各个装置、不同厂家、不同类型的现场设备的健康状况,便于集中精力查找故障率较高的仪表、健康评分较低的装置,分析原因并解决问题,提高了全厂设备的总体健康评分;台账管理的使用也满足工厂对质量管理体系审核的要求。
系统上线运行后,预测性维护替代了传统的计划维修和故障维修,确保所有设备处于健康的运行状态,在降低设备的全生命周期成本、降低维护人员工作负荷的同时更保证了装置的100%平稳运行;同时,该项目也推动了兰州石化榆林化工有限公司设备管理理念的转变,实现了对工厂的精细化管理、可视化监控以及全天候感知的建设目标,实现了工厂的数字化转型。
在“十四五”推动数字化转型、实现 “工业物联网+智能制造”的大背景下,各行各业的工厂都在推进产业的数字化转型,建设智慧工厂。在数字化转型的落地过程中,无论最终目标是实现生产优化,还是精细管理,无论是要提高效益,还是节能减排……底层数据的精准有效是保证其目标及所有上层应用顺利实现的基石。在现代化智能工厂的架构中,艾默生智能设备管理平台能够实时预警,报警级别符合NAMUR NE107标准,有助于运维人员按照报警的重要程度实施预测性维护,尽早排除故障,保证系统架构最底层的基础设备的健康稳定,帮助工厂管理人员实时感知全厂及各装置、设备的KPI,为后期决策提供数据支持。
在智能工厂的建设过程中,无论您采用何种品牌的控制系统,无论您的项目处在什么阶段,艾默生均可以提供智能设备管理解决方案。对于现有不支持上传Hart信息的控制系统,可以通过多路转化器将现场设备的健康信息和诊断数据上传到平台;对于新建工厂或新建项目,建议在前期设计阶段规划智能设备管理,选用能够直接采集现场设备健康信息的控制系统,在DCS系统上集成设备的组态管理、健康状况监测、故障预警、回路测试、电子巡检等功能,避免多路转换器及额外的接线施工工作,加快项目进度,节省项目成本。