儀表和控製係統現代化的三種典型方案

儀表和控製係統現代化的三種典型方案

工廠現代化項目的挑戰在於必須嚴格控製施工順序。在大多數情況下，“升級儀表”項目必須在有限的停機窗口內工作。儀表升級可以指更換現場儀表，也可以指更換整個儀表和控製係統。與具有更大靈活性的新項目不同，升級儀表項目還必須在正在運行的工廠中施工，需要麵對由此帶來的所有風險和限製。

三種典型的現代化方案包括：逐步升級、從其他品牌的係統遷移和現場儀器更換。

1.逐步升級實現工廠現代化

與完整的係統升級不同，逐步升級是指基於部件的升級。例如，人機界麵（HMI）在控製器不停機的情況下逐一升級。另一個例子是更換一個控製器，該控製器監控特定區域而不停止其它控製器。逐步升級的最大好處是將生產時間損失降至最低，並降低生產完全停止的風險。升級計劃可以根據最終用戶的生產和維護計劃以及預算來決定。

實現上述目標的關鍵技術，是現有控製係統的老舊軟/硬件與新軟/硬件協同工作並共存的能力。例如，在分布式控製係統（DCS）中，升級後的工作站能夠以新控製器的方式訪問現有傳統控製器。此外，即使現場控製器和其它HMI站使用較舊版本的軟件運行，也能保持在線設計和監控的能力。DCS供應商將此稱為漸進式兼容性。

在具有八個或更多物理工作站和服務器的係統上使用逐步升級方法時，應考慮虛擬化這些計算機資產。通過服務器托管，虛擬化技術可以減少物理工作站和服務器的數量。虛擬化帶來的好處包括減少硬件占用、降低能源成本、簡化係統管理、降低總擁有成本、提高係統可用性以及從故障中快速恢複的能力。

如今，大多數DCS硬件和相關部件（如曆史數據庫、資產管理係統和OPC服務器）都可以升級到虛擬環境中。例如，DCS可以使用高可用性群集進行虛擬化，這些群集具有以下好處：具有自動故障切換冗餘、虛擬機的實時遷移功能、改進的安全性、專用存儲和災難快速恢複等優勢。

2.從其它品牌的控製係統遷移

大多數DCS供應商和許多係統集成商都已經為從競爭對手的係統製定了全麵的係統遷移策略。“增值遷移過程”是一個多階段的方法。除了係統遷移過程之外，它還包括可行性研究和現場調查以及差距分析，確定瓶頸，提出切實可行的對策，並通過使用替代係統和解決方案，來評估由此帶來的利潤改善和投資回報（ROI）。係統遷移專家參與此過程的所有階段。

例如，使用連接到現有傳統係統端子麵板的特殊編組麵板和適配器電纜，遷移選項用輸入/輸出（I/O）和控製器來取代傳統的控製器和過程接口單元。

係統供應商和集成商還開發了各種數據庫轉換工具，可以將軟件工程信息從第三方係統轉換為替換係統中的工程數據庫。根據項目經驗，使用轉換工具可以節省20%以上的工程成本。

3.現場儀表更換

執行器、流量計和變送器等現場儀表，占儀表和工業控製投資成本的很大一部分。現在的數字智能過程自動化係統及其連接的現場儀表，可以完成的任務遠遠超過傳統的係統。工廠運行人員可以利用人工智能、預測性維護以及儀器和過程的整體診斷等功能。一項好的投資，包括早期的工廠現代化規劃和設計，以審查控製方案，修訂和改進控製方案，決定如何最佳地實施和推進控製技術，並部署最新技術。