呼和浩特石化HAMS设备管理系统概述

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。 参考文献 [1] 邹益民，周哲民 . 现场总线仪表技术 [M]． 化学工业出版社 .2009(08). [2] 呼和浩特石化公司仪表管理规定 .2008. [3] 陆会明 . 控制装置与仪表 ( 第 2 版 )[M]． 机械工业出版社 . 2006(03). [4] 徐保强 . 规范化的设备备件管理．机械 工业出版社，2008 ： 52 ～ 68. [5] 周林 . 计算机网络及应用 [M]. 中国电力 出版社．2007(07).
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特 275、 375 型 HART 手操器来对现场智能设备进行 组态及诊断，然而，它毕竟只能一台一台 地对设备进行检查，并且其数据库容量有 限，处理问题时，不但耗费很多时间，还 费人力。在这种情况下，为了充分利用现 场智能设备出厂时具有的功能，尤其是其 中丰富的非控制信息，优化过程控制，中 国杭州和利时集团公司自主开发了 HAMS 设备管理系统，它为工厂管理和设备维护 提供了强有力的工具。使智能设备发挥最 大的效益，同时减少仪表的损耗，从而降 低生产与维护成本，主要有以下优点： 1.3 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，
1 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 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， 赋予了现场设备跟多更强的 “智能化” 功能。 至今现场只能化设备越来越受到了广泛地 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： 1.2 呼和浩特石化公司以往现场仪表管 理模式 在以往的生产运行过程中，通常采用
报警等信息，便于系统运行人员实时掌握 辖区水情和设备运行参数的异常，实现快 速处理各种问题，赢得宝贵时间。采集到 的数据也可以汇总成完整的水文、水情报 表，并快速、及时地绘制出各种水利参数 的变化趋势曲线图。 2.4 GPRS 技术在实际应用中存在的问 题及其解决方法 ⑴ 可靠性、稳定性 基于 GPRS 技术的水利监测系统，其 运行的可靠性和稳定性，是建立在 GPRS 网 络的可靠、稳定的基础上的。虽然 GPRS 设 备和网络本身的可靠性、稳定性并不存在 问题，但网络环境的可靠性、稳定性却会 影响到 GPRS 网络的运行。由于 GPRS 网络 使用的普遍性，受到外界环境或人为因素 的影响，在短时间内，如果有大量的突发 业务量，会造成网络的拥挤、堵塞，使得 网络不能够及时、可靠地传送和接收水利
监测系统和各监测站之间的数据。针对这 一现象，可以采取相应的措施来存储数据， 同时通过短信息通知数据处理中心，以避 免或减少由此造成的损失。 ⑵ 数据传输的安全性 GPRS 网络的数据传输也受到外界环境 和人为因素的影响 ： 如木马、病毒的攻击， 非法入侵等，这严重影响到了水利监测系 统数据传输的安全性。在这方面，可以采 用 VPN 虚拟网络连接安全技术，将用户与 Internet 隔离开来，只接入内部虚拟专用网 络，避免 木 马、 病 毒 的 攻 击 和 非 法 入 侵， 以此来保障数据传输的安全性。 结语 我国是一个洪涝灾害频发的国家，河 流、 湖泊数量众多， 并且实际情况错综复杂， 每年发生的大量的自然灾害，给国民经济 造成了不可估量的损失。随着国民经济的 高速发展，水利工程在国民经济中所起的
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 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 3.1 系统架构
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
作用越来越大，而防汛、抗涝则是水利工 程中影响最大、最为重要的工作，在防汛 抗涝工程中，水利监测这项工作更是重中 之重。在水利监测系统中应用 GPRS 技术， 通过在线实时监测，能够更加及时地了解 各监测站水域的水文特征，特别是在遇到 台风、暴雨、冰雹等恶劣天气时，方便水 利部门及时了解现场状况，快速做出科学、 合理的措施，以防范重大灾害事故的发生， 保障人民群众的生命财产安全。 参考文献 [1] 曹 卫， 董 航 飞， 李 宗 宝 .GPRS 技 术 在 水 利 监 测 系 统 中 的 应 用 [J]. 排 灌 机 械， 2007,25(5). [2] 周宜军，张业春，陈丹 .GPRS 技术在水 情信息传输中的应用 [J]. 水利水文自动化， 2007,(3).
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图1
图2
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
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