推动OEE改进

状态监测是通过监测关键信息的科学和实践来报警、预测和预防问题。常见的例子包括监测汽车的轮胎压力，或监测工业设施中大型电机的振动。警报和警报提供一些特定的诊断，从而导致纠正措施(例如，对于汽车，为轮胎打气)，从而改善结果和操作(例如，燃油效率，减少轮胎磨损，在潮湿天气中更安全驾驶)。

改进的潜力是巨大的。大多数工业设施只利用了一小部分可用的工艺和设备数据，而许多问题隐藏在显而易见的地方。大型、昂贵的设备可以得到很多关注，而较小、较便宜的设备则没有受到严密的监控。然而，它应该是，例如，高达30%的控制阀可以通过小修或升级来提高过程性能。

传感驱动更多的状态监测能力

传感器无处不在。例如，今天的一辆新车可以在四周配备小型摄像头、超声波传感器、雷达、检测座位上乘客的传感器，以及门柱上的夹紧传感器。传感器可以检测到钥匙链接近汽车，行人或进入汽车路径的汽车，以及许多其他事件。这种程度的感知在10年前是不可能的。

在许多下游工厂，传感技术的使用水平也迅速提高。与以前的4-20 mA世界不同，智能仪器和阀门定位器已经在工厂的各个角落增加了温度、气压、振动等传感器。

如果使用得当，对这些添加的传感点的监控可以比工程师团队更快、更准确地确定问题的真正根源。因此，整体设备效率(OEE)有可能向前迈出一大步。但首先，我们需要找到一种低成本、简单的方法来收集正确的信息，过滤信息，并向正确的人建议适当的纠正措施。

对现有工厂设施进行低成本状态监测

幸运的是，大多数油气加工设施已经通过现场总线、HART和其他智能网络连接到大量的传感器信息。数据进入控制系统，有时传递到资产管理系统(AMS)。但通常情况下，事实并非如此。

一种低成本的方法是通过开放平台通信(OPC)对象链接和嵌入(OLE)提取数据，用于过程控制，并将其输入为诊断和警报而设计的软件系统。几乎每个现代控制系统都提供了OPC服务器，或者可以将数据馈送到具有OPC功能的过程历史记录中。诊断解决方案，如Neles的PlantTriage系统，可以在发生计划外停机或质量事故时，以很小的成本进行诊断和警报。

即使是传统的“笨”4-20mA仪器也能提供足够的数据，为状态监测系统提供重要的诊断线索。例如，流量计发出的噪声水平可以在设备的生命周期内发生变化。噪声水平的某些模式可能是传感器即将故障的指标。通过监测这些模式的噪声水平，可以提前警告何时进行计划维修和更换仪表，从而有助于避免生产过程中的灾难性故障。

所有这些新获得的数据可能会让人不知所措。状态监测最重要的方面之一是过滤数据以采取有针对性的行动的概念。例如，在一个精炼厂中，通常有2000个或更多的控制回路。每个控制回路都有一个仪器、一个控制器和一个阀门或变速泵，安装智能仪器后，将有成千上万的数据点。状态监测系统必须能够分析和过滤信息，为特定人员提供有针对性的建议。

状态监测提高OEE的例子

例1:注意阀门

在第一个例子中，状态监测发现了一个重要的新阀门问题。通过技术和经济筛选，这个问题被强调为整个工厂最重要的问题。一名技术人员收到了问题通知，并对阀门进行了现场检查。在检查时，技术人员发现阀门执行器螺栓已经从阀门上松动，事实上，执行器几乎没有连接到阀门上。

如果当时问题没有得到解决，执行器可能会掉到地板上，这意味着阀门将失效，工厂将遭受计划外关闭，直接影响OEE。相反，通过拧紧4个螺栓并涂抹一些密封剂/表面粘合剂，问题立即得到了解决。像这样的低成本解决方案是典型的，执行起来简单，特别是如果工厂人员注意到正确的条件。

例2:间接检测到的过程条件

在这个例子中，一个工厂由于工艺设备中的物料堆积而经历了计划外的关闭。当发现堆积时，可以通过暂时绕过设备和冲洗管线轻松解决。然而，直接检测堵塞是不可能的。这个问题是通过观察流量测量的可变性来解决的。一旦堵塞开始发生，下游流量计开始显示不稳定的测量。

在这种情况下，为了监控下游流量测量的可变性，建立了客户警报。因此，操作人员现在可以在堵塞达到临界状态之前收到警报。然后进行管线冲洗，再次避免了另一次代价高昂的意外停机。

图1所示。状态监控器检测流量变化并发送警报消息以冲洗管线。

例3:简单的修复带来稳定和质量

经过多年在全球数百家工厂的工作经验，Neles发现工艺稳定性受到许多小因素的影响。过程不稳定会对能源成本、环境和质量产生广泛的影响。在这个例子中，高度的可变性可以追溯到控制阀问题。状态监测排除了调试和上游工艺问题，因此工作集中在阀门上。一旦发现问题，解决方案是在停机期间更换阀门饰件，从而实现更平稳的操作，更严格的控制，减少阀门损坏，提高工艺质量。

图2。只需更换阀门饰件，就能稳定生产过程，提高产品质量

状态监测和物联网

对于一些人来说，“状态监测”和“物联网”(IoT)之间的区别可能令人困惑。事实上，物联网可能为未来的状态监测应用提供一个平台。然而，尽管如此，许多碳氢化合物加工厂在将实时流程数据连接到互联网时，仍然对网络安全存在重大担忧。然而，在这些问题得到妥善解决之前，使用具有安全网络接口的“内部”系统进行报告将继续有助于弥合差距。

结论

状态监测是改善OEE的有效且低成本的解决方案。现代控制系统平台可以使工厂及其操作员获得来自仪器、阀门、叶轮机械和其他过程部件的深入而丰富的信息。然而，获取这些OEE改进不仅需要收集原始数据，还需要过滤出有用的数据，提供诊断，并将准确和有针对性的信息传递给适当的人员，以确保采取纠正措施。通过这种方式，低成本和有针对性的措施可以帮助提高产量，防止意外停产，并提高产品质量。

George Buckbee, Neles

已获授权发表油气工程杂志2017年8月。

由于公司名称更改为Neles，文本已于2020年7月更新。