狀態監測技術的發展為提高許多工業應用的性能提供了新的機會。
來源：控制工程中文版，作者：DavidLincoln
從水處理廠到石化設施，大多數工業過程都嚴重依賴于各種工藝儀表。溫度和壓力變送器、流量計、氣體和液體分析儀等設備，被用于確保精確的測量和控制。
雖然工廠管理人員主要關注的是工藝流程的正確運行，但提供數據的儀表也需要關注。它們需要可靠、準確地運行，以確保工藝流程的正確運行，因此它們自身的健康和性能也需要優先考慮。
現在的過程儀表在很大程度上已經脫離了過去的模擬技術，大多數都是數字技術。除了提供有關工藝參數的數據之外，這些儀表還產生有關其自身性能和準確性的豐富信息。許多現代設備可以檢查自己的電路是否存在問題，并評估自己的性能，這可以幫助技術人員校準和維護。
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狀態監測和自我診斷
設備的狀態監測帶來了很多好處，包括能夠持續檢查測量設備的健康狀況。在某些情況下，這些信息可以與設備供應商共享，設備供應商的專家可以根據設備的健康狀態和遠程幫助提供服務建議。有些供應商會從他們的設備中獲取數據，并提供完整的在線狀態監測系統，以幫助用戶更好地決定設備的狀態和未來。
另一個主要好處是減少維護。許多儀表可以通過自清潔進行維護；然而，對設備狀況的準確評估允許用戶轉向預測性維護模式。這可以避免進行耗時的定期維護，如果設備位于偏遠地區或難以接近，這也是一個重要因素。
自我診斷也有助于設備實現最大的正常運行時間。這對于氣體排放監測系統等關鍵運營來講尤其重要。由于它們監測潛在的有害氣體，管理這些系統可用性的法規變得越來越嚴格。在規定最嚴格的國家，每半小時最多只能有10分鐘的無效運行，平均每天只能出現5-6次無效半小時，或者每年最多只能有10天的無效運行。
狀態監測也可以包括遠程監測。這樣管理人員就可以通過直接發送到智能手機或平板電腦的報警，持續了解儀表狀況。
02
有效通信和靈活性
要想充分利用這些功能，首要條件就是要實現與設備的有效通信。盡管大多數測量設備都是數字的，但許多應用仍然使用4-20mA電流回路。
另一個關鍵因素是能夠詢問設備。主要方法之一是基于NAMURNE107標準的內置狀態監測和診斷。從本質上講，NAMURNE107將內部診斷分為四個標準狀態信號——故障、功能檢查、超出規格和需要維護。這使處理報警的技術人員和其它工藝人員更易于處理這些問題。
狀態信號也可以包含更詳細的信息。例如，故障信號可以包括關于設備問題的信息，或者過程本身是否是故障源。
靈活性也是NAMURNE107診斷的一個主要特性——用戶可以關閉任何不需要的診斷，也可以配置如何報告診斷結果。
03
自動化驗證提升準確性
現場驗證是保持設備準確性的重要步驟。人工驗證在過去被廣泛使用。基于萬用表和類似設備的使用，這需要經過培訓的技術人員，并需要更長的停機時間。一個更快的選擇是軟件驗證。然而，這可能需要使用幾個不同的軟件包，這些軟件包可能并不總是適用于所有通信協議。
更好的現代驗證軟件包可提供更高的自動化程度，不需要經過專門培訓的技術人員。它們可以支持多種設備類型，對設備狀況進行深入分析，生成變量校準報告，并確定設備是否通過驗證。
相較于手動驗證，自動驗證可能帶來好處的一個例子是，一家企業使用這項技術每年減少了100多萬美元的成本。最初，該企業每年要花費15萬美元用于驗證75個監管用的測量設備，而每年的維護和維修費用達到10萬美元。由于質量差，該企業還損失了5%的產量。通過轉向自動化驗證，該公司至少減少了16.2萬美元的維護費用，產量也得到大幅提升。
最具有成本效益的維護方法是預測性維護，狀態監測是其重要基礎。預測性維護使用性能數據來預測哪個設備或設備上的哪個組件可能發生故障以及何時發生故障。維護人員可以更有效地調查設備狀況，根據生產計劃執行任務，并在儀表故障前進行維修。更好地了解儀表的實際情況，就可以在合適的時間以合適的方式進行維修，從而延長儀表的使用壽命。
采用預測性維護計劃的主要好處之一是可以減少計劃外停機時間——如果儀表只在必要時停止運行，就可以在最長時間內持續發揮監測作用。另一個好處是能夠更有效地安排任務和利用勞動力資源。
從預防性維護轉向預測性維護有助于消除沒有價值或不能改善設備運行的日常任務。除了降低整體維護成本外，還可以消除不準確調整的風險。
現代測量和監測儀表具有很大優勢，它們有助于對自身狀態進行監測，為預測性維護提供信息。通過這種方式，它們可以保持更長的運行時間；確保任何行業的儀表用戶都能以經濟高效的方式，盡可能延長過程正常運行時間，同時滿足相關監管要求。
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