国内大型百万火电机组国产现场总线设备管理系统的首次成功应用

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国内大型百万火电机组国产现场总线设备管理系统的首次成功应用进入21世纪以来，随着自动化控制系统的发展，人们对现场测量技术和控制设备性能的要求也随之提高。为了使设备维护更具有科学依据，人们不仅要求现场设备能够提供过程测量信息，还要求能提供设备自身及控制过程的诊断信息、管理信息等非控制信息。

目录

案例背景介绍

1　引言

进入21世纪以来，随着自动化控制系统的发展，人们对现场测量技术和控制设备性能的要求也随之提高。为了使设备维护更具有科学依据，人们不仅要求现场设备能够提供过程测量信息，还要求能提供设备自身及控制过程的诊断信息、管理信息等非控制信息。目前国外的设备管理系统已经能够实现对智能设备的基本管理，而国内的设备管理系统的应用却一片空白。

和利时公司的总线设备管理系统（HAMS），在神华福能发电有限公司的成功应用，填补了国内电力行业国产系统在该应用领域的空白，提高了总线设备的可靠性与可用性，减少现场仪表的损耗，降低设备的维护成本，充分发挥了总线系统的优势，对神华福建能源公司“数字化电站”建设意义重大。

2　设备管理系统概述

HAMS 设备管理系统是和利时公司针对工厂设备资产管理的解决方案。系统以 HART、PROFIBUS协议为基础，以 EDDL 、FDT/DTM为技术手段，集数据采集和数据分析于一体，为用户提供一个快速方便的统一管理平台。HAMS 提供的设备管理与维护功能，使智能设备发挥最大效益，减少仪表的损耗并降低维护成本。并通过对设备的状态监测及诊断，对设备进行主动性维护和预测性维护，提高整个工厂设备的可靠性与可用性，实现可完全替代传统手操器的功能。

2.1　HAMS网络架构图（如图1所示）

本系统采用C/S模式、工业以太网实现集中设备信息存储、实时现场总线设备信息通讯和分布式客户端设备管理。服务器与网桥进行现场设备数据交换，获取设备信息，并将数据及客户端操作记录存储。设备管理系统主机以请求/响应命令（如变送器修改参数），通过冗余工业以太网和服务器将命令传递给现场设备，对现场设备实施控制。客户端与服务器直接相连，没有中间环节，响应速度快，运行稳定，安全性能好。

2.2　设备管理系统的主要功能介绍

HAMS系统支持对现场安装的智能仪表实现数据读取与组态、故障诊断及监测、维护流程管理、动态台账管理和日志记录等功能，提供的主要功能描述如下：

（1）远程配置。足不出户，在控制室或仪表车间实现仪表量程上下限、单位等各种智能化参数的配置和组态。

（2）故障诊断。无需进入现场或拆下仪表，就可以查看仪表的诊断状况，快速定位仪表故障，为仪表维修提供依据。

（3）标定提醒。轻松设计标定方案，自动生成仪表标定时间。

（4）日志记录。自动记录所有组态变化和操作，可随时追溯历史操作和影响，避免人为误操作。

（5）资产优化。实现设备台账等资产管理的优化策略，减少浪费，提高设备利用率。

2.3　设备管理系统的应用流程介绍

（1）通过工程师站的设备组态数据自动建立工程设备项目树。

（2）系统自动对工程中智能型设备进行管理界面的版本匹配。

（3）通过设备维护导出设备台账，在设备台账中修改设备位号（KKS码）及设备描述，然后导入系统，项目树便会以KKS码的形式显示设备，便于使用和查找。

（4）管理软件可结合DCS的报警信息、总线拓扑画面以及状态解析画面，共同进行设备管理及数据分析。

（5）在设备状态解析画面中发现问题或某台设备需要修改参数时，则需进入HAMS设备管理系统，在管理系统中可快速获取全部设备的在线、离线状态，并且可以以文件的形式进行保存，然后根据设备描述或KKS编码查找到需要进行管理的设备。

（6）对设备进行远程管理和维护后，所有操作记录会自动进入日志记录中。

3　FDT/DTM、EDDL技术

3.1　FDT/DTM、EDDL技术介绍

FDT是现场设备与控制系统或工程和资产管理工具之间进行数据交换的一种标准化的接口规范。通过FDT，可以方便地借助任何提供该接口的上位系统对设备进行访问和配置。FDT不是一种新的现场总线协议，它可以与任何通信协议一起使用。FDT是一种独立于供应商的、开放的、公开的和易于使用的规范。在工厂或应用的整个生命周期内都需要来自过程的现场信息。FDT支持工厂生命周期的所有阶段：工程施工、安装、调试、生产和维护。

DTM是一种由设备制造商开发的软件组件，包含设备相关的应用软件。设备制造商对DTM功能和质量负责。

DTM与设备一起提供，它不是一种独立的工具，DTM通常需要FDT框架应用来运行。

EDDL是一种精确的数据声明，用于对设备进行描述；它不是一种设备驱动软件。这种声明基于关键字，很像 XML 或者HTML 网页中的标签，包括数据类型、名称、多语言帮助文档、分类、单位、范围和其他内容。

3.2　 FDT/DTM的优势

（1）集中在工作间通过直接访问现场设备进行规划、调试、诊断和维护服务。

（2）完整一致地对过程控制系统、现场总线和设备进行配置和文档管理。

（3）为过程控制系统和现场设备组织公用的数据。

（4）集中进行数据管理和数据安全性保证。

（5）简单而迅速地将不同设备类型集成到过程控制系统中。

（6）本地语言支持。

（7）支持多用户情景操作。

众所周知，智能设备的可互操作性是提高工厂运行可靠性和减少启动次数的关键。在工业自动化领域，FDT技术可以利用DTM提供这种可互操作性。通过DTM，用户可以设置设备参数，通过图形化界面操作设备，并且从任意地点获取高级的诊断信息。

在当今的市场中，工厂资产的最大化利用是成功的关键。DTM为纵向和横向数据流提供了一个集中的远程采样点，能够有效减少现场维修的次数，降低启动和调试费用，进而为客户提供一个更安全的工作环境。