國內大型百萬火電機組國產現場總線設備管理系統的首次成功應用

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國內大型百萬火電機組國產現場總線設備管理系統的首次成功應用進入21世紀以來，隨着自動化控制系統的發展，人們對現場測量技術和控制設備性能的要求也隨之提高。為了使設備維護更具有科學依據，人們不僅要求現場設備能夠提供過程測量信息，還要求能提供設備自身及控制過程的診斷信息、管理信息等非控制信息。

目錄

案例背景介紹

1　引言

進入21世紀以來，隨着自動化控制系統的發展，人們對現場測量技術和控制設備性能的要求也隨之提高。為了使設備維護更具有科學依據，人們不僅要求現場設備能夠提供過程測量信息，還要求能提供設備自身及控制過程的診斷信息、管理信息等非控制信息。目前國外的設備管理系統已經能夠實現對智能設備的基本管理，而國內的設備管理系統的應用卻一片空白。

和利時公司的總線設備管理系統（HAMS），在神華福能發電有限公司的成功應用，填補了國內電力行業國產系統在該應用領域的空白，提高了總線設備的可靠性與可用性，減少現場儀表的損耗，降低設備的維護成本，充分發揮了總線系統的優勢，對神華福建能源公司「數字化電站」建設意義重大。

2　設備管理系統概述

HAMS 設備管理系統是和利時公司針對工廠設備資產管理的解決方案。系統以 HART、PROFIBUS協議為基礎，以 EDDL 、FDT/DTM為技術手段，集數據採集和數據分析於一體，為用戶提供一個快速方便的統一管理平台。HAMS 提供的設備管理與維護功能，使智能設備發揮最大效益，減少儀表的損耗並降低維護成本。並通過對設備的狀態監測及診斷，對設備進行主動性維護和預測性維護，提高整個工廠設備的可靠性與可用性，實現可完全替代傳統手操器的功能。

2.1　HAMS網絡架構圖（如圖1所示）

本系統採用C/S模式、工業以太網實現集中設備信息存儲、實時現場總線設備信息通訊和分布式客戶端設備管理。服務器與網橋進行現場設備數據交換，獲取設備信息，並將數據及客戶端操作記錄存儲。設備管理系統主機以請求/響應命令（如變送器修改參數），通過冗餘工業以太網和服務器將命令傳遞給現場設備，對現場設備實施控制。客戶端與服務器直接相連，沒有中間環節，響應速度快，運行穩定，安全性能好。

2.2　設備管理系統的主要功能介紹

HAMS系統支持對現場安裝的智能儀表實現數據讀取與組態、故障診斷及監測、維護流程管理、動態台賬管理和日誌記錄等功能，提供的主要功能描述如下：

（1）遠程配置。足不出戶，在控制室或儀表車間實現儀表量程上下限、單位等各種智能化參數的配置和組態。

（2）故障診斷。無需進入現場或拆下儀表，就可以查看儀表的診斷狀況，快速定位儀表故障，為儀表維修提供依據。

（3）標定提醒。輕鬆設計標定方案，自動生成儀表標定時間。

（4）日誌記錄。自動記錄所有組態變化和操作，可隨時追溯歷史操作和影響，避免人為誤操作。

（5）資產優化。實現設備台賬等資產管理的優化策略，減少浪費，提高設備利用率。

2.3　設備管理系統的應用流程介紹

（1）通過工程師站的設備組態數據自動建立工程設備項目樹。

（2）系統自動對工程中智能型設備進行管理界面的版本匹配。

（3）通過設備維護導出設備台賬，在設備台賬中修改設備位號（KKS碼）及設備描述，然後導入系統，項目樹便會以KKS碼的形式顯示設備，便於使用和查找。

（4）管理軟件可結合DCS的報警信息、總線拓撲畫面以及狀態解析畫面，共同進行設備管理及數據分析。

（5）在設備狀態解析畫面中發現問題或某台設備需要修改參數時，則需進入HAMS設備管理系統，在管理系統中可快速獲取全部設備的在線、離線狀態，並且可以以文件的形式進行保存，然後根據設備描述或KKS編碼查找到需要進行管理的設備。

（6）對設備進行遠程管理和維護後，所有操作記錄會自動進入日誌記錄中。

3　FDT/DTM、EDDL技術

3.1　FDT/DTM、EDDL技術介紹

FDT是現場設備與控制系統或工程和資產管理工具之間進行數據交換的一種標準化的接口規範。通過FDT，可以方便地藉助任何提供該接口的上位系統對設備進行訪問和配置。FDT不是一種新的現場總線協議，它可以與任何通信協議一起使用。FDT是一種獨立於供應商的、開放的、公開的和易於使用的規範。在工廠或應用的整個生命周期內都需要來自過程的現場信息。FDT支持工廠生命周期的所有階段：工程施工、安裝、調試、生產和維護。

DTM是一種由設備製造商開發的軟件組件，包含設備相關的應用軟件。設備製造商對DTM功能和質量負責。

DTM與設備一起提供，它不是一種獨立的工具，DTM通常需要FDT框架應用來運行。

EDDL是一種精確的數據聲明，用於對設備進行描述；它不是一種設備驅動軟件。這種聲明基於關鍵字，很像 XML 或者HTML 網頁中的標籤，包括數據類型、名稱、多語言幫助文檔、分類、單位、範圍和其他內容。

3.2　 FDT/DTM的優勢

（1）集中在工作間通過直接訪問現場設備進行規劃、調試、診斷和維護服務。

（2）完整一致地對過程控制系統、現場總線和設備進行配置和文檔管理。

（3）為過程控制系統和現場設備組織公用的數據。

（4）集中進行數據管理和數據安全性保證。

（5）簡單而迅速地將不同設備類型集成到過程控制系統中。

（6）本地語言支持。

（7）支持多用戶情景操作。

眾所周知，智能設備的可互操作性是提高工廠運行可靠性和減少啟動次數的關鍵。在工業自動化領域，FDT技術可以利用DTM提供這種可互操作性。通過DTM，用戶可以設置設備參數，通過圖形化界面操作設備，並且從任意地點獲取高級的診斷信息。

在當今的市場中，工廠資產的最大化利用是成功的關鍵。DTM為縱向和橫向數據流提供了一個集中的遠程採樣點，能夠有效減少現場維修的次數，降低啟動和調試費用，進而為客戶提供一個更安全的工作環境。