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基于计划的工作流帮您节省过程仪表维护费用

2020年21月5日 | 校准

将单一维护活动的工作单派给仪表技术人员的情况很普遍。在完成任务之后,技术人员即返回仪器室填写文件和记录结果,然后再分配下一项任务。利用基于计划的维护,可将多项任务和工作单分派给技术人员来完成。这种方法减少了往返仪器室的时间,可将仪表维护成本降低40 %或更多。

随着原材料价格的波动,各行各业面临着适应时代和利润率的挑战。实际上,所有行业中控制成本的几个途径之一就是精简、高效。

控制成本的最好途径之一是了解过程中发生的浪费。

从仪器仪表的角度看,这意味着要进行大量的微调,确保获得的温度和压力正好满足高质量生产和高效率利用输入。

校准设备可改进优化和质量——其他行业也适用,无论是化工、核能、制药还是制浆造纸。

过程制造工厂要求成百、甚至上千的高级设备不间断、准确、可靠地执行无数关键操作。而这些设备反过来要求定期检查、测试、校准和维修。

数百年的行业经验已经认可了对上述检查、测试、校准和维修细节进行记录的价值。这不仅仅是行业的最佳实践,企业和政府往往要求进行非常明确且具体的记录,以确保客户获得全部价值,公民的健康和安全得以保护。

然而,传统的测试、校准和存档实践也采用劳动密集型方式,再加上人才短缺,缩减规模后的团队有时会选择推迟定期校准。

最新的行业调查表明,规模较小的团队能够以较低的总体成本合理执行设备校准并文档化,提高生产力以及可靠性。

通常在设备所在位置(现场校准)或在仪器车间进行校准。

绝大多数现场仪器均由两部分组成:基本元件和变送器。

  • 基本元件包括流管、孔板、压力传感器、pH、ORP等湿法化学传感器以及电导探头、所有类型的液位计、温度探头等等。基本元件通常生成信号——通常是电压、电流或电阻——与其测量的变量成比例,例如液位、流量、温度、压力或化学过程。基本元件连接至现场变送器的输入。
  • 现场变送器包括压力、温度和流量设备。它们对基本元件生成的信号进行处理,首先以线性格式进行表征,然后应用工程单位系数,最后以模拟(通常为4-20 mA dc)或数字格式(通常是一些各种类型的现场总线)发送。

数据支持 制造现场仪器时,基本元件和变送器(或执行器,如果是控制阀)均经工厂校准,校准信息随设备提供。这部分校准数据通常会丢失。设备投入使用时,将这些信息输入至集中的校准记录应该是标准工作的一部分,而不仅仅是出于效率的考虑。集中保存校准信息确保即使团队发生变化,知识信息始终留存在工厂内。

模拟设备

模拟设备——通常被称为“4至20 mA环路”设备——因为它们发送的“模拟”信号表示被测物理量(例如,温度)的信号。它们发送的电流与被测物理量的量级成比例(模拟),4 mA电流代表最小比例值,20 mA代表最大比例值。

尽管现在许多系统在某些方面已经采用数字方式,但是模拟设备仍然在过程制造领域被广泛使用。

数字设备

数字设备将实测物理量转换为数字信号。过程工业中采用许多不同的数字编码方法现,包括Foundation Fieldbus、Profibus和HART。

一个普遍的观点是现场总线(数字)现场设备不要求校准。这种观点是错误的。尽管现场总线信号(无论是Foundation、Profibus Fieldbus或者连接的HART)提供诊断信息,但不提供设备准确度相关信息,也不确认设备是否准确、精确地报告过程。

控制阀

控制阀具有执行器,执行器同样需求校准以调节磨损,重新密封阀门以防止泄漏以及粘滞作用的影响。如果这些控制阀尚未定期启动,则往往要求对其进行部分行程测试,确保其可靠工作。

许可和文书工作

从获得许可到文档化记录和填写结果,行政任务会增加进行哪怕是现场校准所需的成本和时间。正如Industrial Automation Networks FF(Fieldbus Foundation)用户组前主席Ian Verhappen所说:“许多情况下,按顺序获得所有必要的文书工作(许可、隔离等)所花费的时间往往比工作本身还要长。”

校准文档化挑战

对一次校准进行文档化意味着在日志中手写日期和时间、校准前读数、调整后读数以及技术人员的其他观察事项。毫无意外,许多工厂仍然继续采用手写的方式来存档校准。但是,用纸和笔记录存在许多缺陷。

首先,会产生并延续错误。手写记录中的数据往往难以辨认或信息不足。对于使用计算机化维修管理系统(CMMS)的设施,则必须考虑手动输入手写数据所需的额外时间,以及可能出现的错误。

不断变化的工作对象

维护校准计划的另一项挑战是工作对象的变化。

20世纪80年代出现了预算缩减和裁员。工程、维护和操作人员大幅减少,新的“精益制造”经营理念开始扎根并延续至今,尤其是在发达国家。

较小的团队进行指导和在职培训的时间更少,因此设备和系统特有的知识信息无法成功地从个人传递给机构。随着上了年纪的操作人员和工程师相继退休,他们也带走了设备和系统相关知识。

“每天下午四点,工厂的知识活字典们走出大门,而他们中有些人有时再也不会回来”,位于美国中西部的一家大型炼油厂的仪器和控制总工程师说道。

与此同时,许多设施进行一次现场校准仍然需要两名工程师——一位负责变送器,一位负责控制系统。对FF(Fieldbus Foundation)进行调试,预计需要两名技术人员至少工作两个小时。

如何更有效率地进行校准和存档?

使用多功能文档化校准器

新一代“更小”的现场校准工具将多种工具整合在一起,功能不局限于基本的测试和测量,还提供辅助分析和存档功能,大大提高了工人的生产力。

多功能“文档化过程校准器”是一种手持式电子测试工具,兼具多种校准步骤和功能于一身,可输出、模拟和测量压力、温度以及各种电气和电子信号。

优点:

  • 工程师需要掌握和携带至现场的工具更少。
  • 相对于采用不同的过程从每款工具和设备中收集数据,多种设备的校准过程和数据输出相似
  • 自动化步骤取代了许多手动校准步骤
  • 不需要第二位工程师负责记录现场设备的调整前和调整后状态
  • 每台设备的校准时间更短
  • 计算单台设备的误差,而不是多个工具的误差相加

使用校准计划

使用文档化校准器的最大节约点在于该设备集成了计划管理工具。全部校准使用一套许可和书面文档大大降低了成本。

实施资产管理、校准管理或计算机维护管理系统(CMMS)

与纸质文档不同,文档化校准器数据永远不会难以辨认、含义模糊或信息不全。该数据可直接下载至各种不同的CMMS系统,无需誊写或填写。

因为文档化过程校准器自动记录每个现场设备的调整前和调整后状态,一名技术人员即可操作,与传统的手动单台设备校准方法相比,基于计划的文档化校准器可以节约高达50%的时间和成本。换话句话说,同样一支精益团队在给定时间段内可以完成两倍多的校准。

在传统的工作要求下运营一支精益团队必然会导致失误。校准总是无法按预期方式进行。不要忽略迫在眉睫的威胁,研究如何更加高效低进行现有的实践。实施基于计划的校准、无纸化存档和CMMS数据管理,可以更加一致地执行更多校准,知识信息也将从个人传递至整个团队、乃至整个机构,生产力和质量都将大幅提高。

与一次校准一台仪器相比,按照计划顺序校准多台仪器降低了每次校准的成本。

除了节约维护成本以外,由于意外事故导致的法律成本和收益损失方面的节约可能超过数亿美元。良好的校准维护实践帮助减少发生上述事件的可能性。如果灾难来临,良好的校准记录可以成为工厂在发生法律事件时的辩护证据的一部分,同样,糟糕的记录会使单位处于非常不利的法律地位。

5大校准测试工具

以下推荐的校准工具可确保过程精简:

1

Fluke 754文档化全功能过程校验仪

HART功能和自动校准程序,当然满足苛刻的安全标准。

2

Fluke DPCTrack2校准管理软件

管理仪器校准记录、制定校准计划、打印报告,以及管理被校准仪表。

3

Fluke 721 高精度压力校准器

双隔离传感器,高精度,适用于天然气监管传递应用。

4

Fluke 700G精密压力计校准器

高质量、坚固耐用,高质量压力实现快速、高精度测试结果。

5

Fluke 709H精密回路校验仪,支持HART

全功能精密mA回路校验仪,集成HART通信功能。