什么是石化工程中的仪表设备管理系统

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近年来，国内石油化工工业发展迅猛，不断朝着大型化、一体化、智能化发展，为保证生产装置安全、平稳、长周期运行，对于仪表设备的安全性、可靠性提出了更高的要求。同时随着HART协议已成为目前过程仪表事实上的通讯标准以及FF现场总线技术的发展，智能化现场仪表和设备得到了广泛的应用和发展 ，选择仪表设备管理系统已经成为石油化工工业自动化领域的发展趋势。

文/ 潘文杰，惠生工程（中国）有限公司仪表工程师，从事仪表及自控设计工作。

[size=1.2em] 仪表设备管理系统

仪表设备管理系统以HART、FF与PROFIBUS等现场总线协议为基础，以EDDL（电子设备描述语言）技术和FDT/DTM（现场设备工具/设备类型管理器）技术为技术手段，实现对智能仪表设备的远程组态与配置、在线诊断报警、在线调校与标定管理、预测性维护及数据库事件记录等功能，同时具有对常规仪表设备的管理功能，是一个快速、方便、统一的实现仪表设备维护管理的平台。

仪表设备管理系统架构采用C/S（客户端/服务器）的分布式系统架构，主要由数据库服务器、通讯服务器和客户终端3部分组成。3个部分可安装在同一台PC机上，也可以依据工程实际情况选择分别安装在不同的PC机上。工程设计中一般将其建立在DCS控制系统基础之上，利用工业标准通信协议实现与DCS系统的无缝集成。

系统3个主要组成部分

仪表设备管理系统3个主要组成部分简单介绍如下：

• 数据库服务器：对现场仪表设备实施连续监视和自动采集原始信息、实时运行数据及状态并实时存储，操作记录和维护记录等也存储在服务器中。同时也具有对现场仪表设备远程调试配置、故障诊断和维护分析等功能。
• 通讯服务器：为上层应用软件与现场仪表设备提供通信桥梁，为多种通讯硬件提供通讯链路，实现各模块之间的数据交互。
• 客户终端：提供友好直观的操作界面，完成对所有仪表设备的操作管理。
  
  

仪表设备管理系统具有丰富的管理功能，其主要功能如下：

1）数据读取：仪表设备管理系统对所连接的智能仪表设备的实时数据、操作记录及描述信息等进行自动监视和读取，自动实现对相关数据的管理和实时存储。

2）设备组态：通过AMS可以对现场的智能设备进行组态配置管理，如：设置和变更组态信息，存储、比较和转换组态信息 [3] ，同时支持以手动方式录入常规仪表设备的组态信息。

3）设备诊断：仪表设备管理系统具有诊断功能，通过轮询的方式检测所连接的智能仪表设备，对重要运行参数的异常状态以及信号线路的短路和断路进行报警，所有报警均被自动记录，实现智能仪表设备周期性诊断、检测。

4）预测性维护：预测性维护是仪表设备管理系统的主要功能；可以依据诊断信息和运行时间等自动制定维修计划，同时可以进行维修计划及维修记录地查看、查找与修改；生成待维修清单。

5）标定管理：利用仪表设备管理系统可完成标定方案的设计，根据校验数据自动生成符合国际标准的标定报告和趋势曲线，并以此判断仪表设备的老化和漂移程度。

6）文档管理：仪表设备管理系统具有强大的文档管理功能，所有相关的组态信息和操作信息均被自动记录和存储，可轻松生成各种统计报表和分析报告，同时具有设备台账管理、日志追踪和工作票等功能。

7）用户管理：仪表设备管理系统的用户管理功能将系统的访问权限划分为不同级别，不同级别的权限均设有密码保护，避免了未授权用户引起的误操作 [4] ，满足操作管理安全要求。

[size=1.2em] 仪表设备管理系统的特点与优势

与传统维护管理方式相比，采用仪表设备管理系统具有显著优势，主要表现在以下几个方面。通过仪表设备管理系统可以远程读取仪表设备状态信息，实现仪表设备的远程在线组态配置，在线显示诊断结果，在线对仪表设备进行调校、量程和零点调整等，并自动完成系统的数据存储和管理。利用简易智能的设备组态，不需特殊的工程工具就能轻松完成所连接智能仪表设备的自动识别和注册。在安全区域完成仪表设备维护操作，大大降低了维护人员到危险区域进行维护操作的几率，提高了安全性，同时缩短维修时间，减少不必要的现场奔波，提高了人力效率。

仪表设备管理系统基于EDDL和FDT/DTM技术提供了对不同品牌不同类型智能仪表设备的统一管理平台，可以方便快捷地对大量仪表进行管理，不需安装多种配置软件及升级，从而发挥了智能仪表设备的最大效益，实现了设备互操作，降低了人员培训及设备开发、维护等成本。

在线诊断报警和预测性维护功能是仪表设备管理系统的核心功能。利用自动读取的智能仪表设备的相关运行参数，并结合智能仪表设备本身所附带的诊断与报警功能，通过特定的分析算法，以友好直观的界面将报警诊断信息显示给相关维护和操作人员，便于维护和操作人员及早诊断出仪表设备存在的潜在问题，在影响生产之前确定、排查并解决问题。同时也为制定更符合成本效益的维修和检测计划提供了客观依据。利用在线诊断报警和预测性维护提高了仪表设备的工作性能和有效性，降低了库存，避免因非计划性停车和低效率造成利润损失。

仪表设备管理系统具有强大的文档管理功能，自动记录所有与仪表设备相关的组态信息和操作信息，可方便地生成各种统计报表及分析报告，避免了繁琐的文档记录和审核，提高了工作效率，也提高了工厂的资产管理水平。

仪表设备管理系统可以为用户提供更优的仪表设备性能表现，更快的生产装置开车时间和更加便捷、有效的工厂维护，帮助企业提高生产效能。

[size=1.2em] 工程设计中的几点注意事项

仪表设备管理系统应当采用近几年发展的新技术，并且是具有实际运行经验、运行良好的、成熟的、可靠的系统，技术性能应满足石油化工装置生产、控制、检测、优化与管理的需要。

仪表设备管理系统应支持常规仪表设备的管理，对非智能仪表设备，可采用人工输入的方式建立管理档案；具有扩展能力，投入使用后，在不引起系统软件和组态修改的情况下可以方便地进行扩展；具有与全厂性的维护和诊断系统行集成的能力；具有同上位信息系统进行通讯的开放接口，能够满足企业信息系统的信息要求。仪表设备管理系统必须具有自诊断功能，可以连续检测系统中软、硬件的故障，自动记录故障报警并能对故障进行确定，为维护人员提供指导。

仪表设备管理系统所有的外设及接口应为主流的、通用的、商业化可互换的；系统软件应是已经发布与认证的软件，软件的版本和升级版本必须得到认可，软件允许运行点数应大于实际点数的1.5倍；系统服务器负荷，数据通讯及应用软件负荷均不应超过60%；电磁兼容性应符合IEC61000规定要求。

系统供应商应进行系统性能计算，并提供相应的计算数据、计算依据及分析说明，其中应包括系统可用性和可靠性，各单元模块的可靠性数据应当是先进的。智能设备管理软件应有两年以上和3个以上的国内外用户的成功应用案例。

工程设计中仪表设备管理系统应尽量与DCS系统同步规划，与DCS系统统一询价、采购，采用同一系统集成商的产品，并随DCS系统成套提供。

仪表设备管理系统采用220VAC，50Hz双UPS不间断电源供电；24VDC电源采用模块化结构，采用1:1冗余模式，由系统供应商成套提供。接地工程采用等电位连接方式，与电气专业共用接地系统，应符合相关标准规范的最新版本。

[size=1.2em] 结语

仪表设备管理系统提供了一种智能化科学化的仪表设备管理手段，改变了传统的仪表设备管理维护理念。利用仪表设备管理系统不仅可以显著降低仪表设备的管理维护成本，更为重要的是实现了预测性维护，大大提高了仪表设备的安全性、可靠性，有力地保证了生产装置的安全、平稳、长周期运行。

仪表设备管理系统正逐渐受到越来越多的关注与重视，各国外控制系统厂商分别推出了自己的产品，主要有艾默生AMS系统、横河PRM系统、霍尼韦尔FDM等。近年来，国内控制系统厂商经过自主研发也相继推出了自己的产品，如：和利时HAMS系统、浙大中控SAMS系统，并且已投入多个现场实际运行，具有了成功应用案例，与国外厂商产品相比具有价格优势，为广大石油化工企业提供了更多的选择。