一体化:压缩空气监测是否应与控制相结合?

在我之前文章我讨论了压缩空气控制系统和监测系统的内部客户。manbetx客户端12-5下载他们是非常不同的人。维修是控制的客户，能源工程是监控的客户。我还讨论了在同一系统中组合监视和控制时可能出现的潜在问题。在本文中，我将更详细地介绍如何构建处理控制和监视的实用系统。

由于人员和基础设施是稀缺资源，我将围绕以下场景组织本文:

1. 工厂有一个EMCS或SCADA系统和一个人看它。
2. 工厂没有EMCS或SCADA系统，但有一个供应商和一个可用的审计员。

在本文中，我将不讨论OEM特定的方法或新兴的基于云的数据记录器。未来的一篇文章将讨论这些问题，因为一些新产品正在上市，而且尚未得到验证。我将讨论由第三方以“与供应商无关”的方式进行的监控。

配备EMCS或SCADA系统的工厂和人员

我将以水泥厂为例，这是一个有多个压缩机房间和不同品牌压缩机的大型工厂，由不同的压缩机经销商略微支持。这增加了控制和监控问题的复杂性。它展示了控制集成商是如何进行监控的。

一家专业压缩空气集成商很好地管理了两个压缩机房中六台压缩机的控制，并在控制器中嵌入了一些监控功能。请参阅下面的系统图。该控制系统安装于2012年，基于Allen-Bradley control Logix PLC，这是一种强大的工业标准控制器，带有触摸屏显示屏。PLC接收来自传感器的模拟输入，包括电机电流和压力、计算的实时值，如功率、流量和效率（根据安培和速度计算），以及显示的操作员界面功能，而不是趋势记录。工厂的HMI软件执行监控，从PLCmanbetx客户端12-5下载中提取数据。一般来说，它是像一个典型的大型定制集成项目，具有压缩空气专业知识。然而，在监测和控制之间存在着模糊的划分。

由于工作人员和压缩机类型的变化，这样的系统的长期运行是困难的。2018年，该工厂决定用另外两个品牌的新压缩机替换四个旧压缩机。幸运的是，他们确实召回了集成器重新编程和重新调试系统，以最佳地运行新的压缩机。那时，积分器必须改变PLC中的监测计算值。由于监控功能与控制面板分离，由客户拥有，因此数据仍然可用。

不幸的是，发送到HMI系统的监控数据并不准确。新VFD压缩机功率计算不正确。此外，数据上的时间戳不正确。它似乎相差了大约60倍(分钟被记录为小时)。就我个人而言，我更希望模拟输入直接进入工厂SCADA系统，如果有透明计算的话。电站也不相信来自控制器/监控PLC的功率和流量值。

图1所示。压缩空气系统集成控制和监测的简化图。点击在这里扩大。

监测/控制一体化的优势如下:

1. 正确的事情正在被衡量。
2. 输入端由保险丝保护，因此，若发生故障，则不会导致控制器出现问题。
3. 没有本地数据库，因此控制器并没有成为一个未使用数据的“孤岛”。

监测系统的弱点如下:

1. 这些公式对用户和能源工程师都是未知的，因此不可信。
2. 特别是如果需要一个新的输入模块，比如远程流量计。
3. 客户不能自己做。
4. 德国产压缩机与主PLC之间存在网络接口问题。

改进建议如下：

1. 电线电流变送器(CTs)和其他仅监控变送器到工厂的模拟输入模块，并直接从HMI轮询数据。需要安装一个冗余压力变送器，因为一个是用于控制的。
2. 如果工厂的模拟输入模块在压缩机室不可用，修补原始值直接通过HMI，并在工厂的HMI做缩放和计算。
3. 它应该知道KPI是否已漂移，并以预定的偏差报警。

工厂没有EMCS或SCADA系统，但有供应商支持和审核员

这种情况的一个例子是一家中型航空航天部件制造商。他们对系统进行了全面升级，安装了新的压缩机、存储、过滤、干燥器和主控制装置。幸运的是，一位专家审核员设计了该系统，因此它具有正确的配置和有效可靠运行的控制，以及适用于现场的最佳控制和监控技术。见下图。

图2:具有单独控制和监控的压缩空气系统的示意图。点击在这里扩大。

本地支持对设备和工程服务很好，但客户没有足够的设施管理人员来处理数据收集方面的工作，也没有人员来分析数据。当地的设备供应商能够提供一个基本的主控制器，经过多次争论后，它开始工作。但他们肯定无法为客户开发监控系统。

在这个项目上采取的方法是协同的，将最佳可用的、适当的技术与工厂匹配，考虑到他们的基础设施和员工。项目的组成部分如下:

1. 这遵循了2017年ABP文章中确定的设计原则，”为多个压缩机系统确定VFD压缩机的尺寸.”
2. Wet-side存储
3. 除雾器
4. 再生(风机吹扫)干燥机，调整为能源管理。
5. 主控制器，基于艾伦布拉德利plc，目标序列算法。
6. 监测系统：流量、电流、压力和露点趋势。

下一个图形显示了控制系统和监控系统。manbetx客户端12-5下载

为长期监测而设计的监测系统对系统各方面的调试至关重要。由于它是在新设备启动之前安装的，因此可以立即获得数据。不需要安装临时数据记录器。该系统进行了以下调试和验证:

1. 干燥器露点需求控制正常工作后，冷却清洗关闭和需求控制打开(供应商对此进行了斗争…)
2. 卸载时，电流最初过高。
3. 音序器适当的操作。

监控系统非常简单，可以对他们进行培训，以查看系统是否不协调，并可以联系外部资源，在那时提供帮助。目前，客户尚未运行从压缩机房到工厂以太网集线器的以太网。完成后，他们只需在web浏览器上点击监控系统的固定IP地址即可查看所有监控数据和KPI。他们还可以下载数据。

改进建议如下：

1. 完整的以太网连接。
2. 培训操作工和工程人员如何使用数据收集系统。
3. 当未来的升级可用时，通过蜂窝调制解调器将监控系统数据连接到基于云的服务器。

5流量和千瓦仪表安装提示-网络研讨会记录

下载幻灯片并观看免费网络直播的录音，学习:

• 安装流量和千瓦仪表的最新提示
• 这些设备应在工厂的何处以及如何安装
• 工厂需要测量数据来确定优化机会
• 举例说明如何解释流量，压力，温度和kW的测量

带我去网络研讨会

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当电厂没有EMCS或SCADA系统时，有些电厂更喜欢简单地集成控制器和监控系统。这些类型的系统通常使用运行专有软件的嵌入式控制器，而不是PLC。这对于较小的项目来说是有好处的，因为它比带有独立监控覆盖层的定制PLC实现起来更快、更便宜。每个工厂都有不同的情况，有些对处理器的类型是矛盾的。我发现，工厂越小，工业IT系统的集成度越低，就越容易使用非plc产品。在客户更喜欢这种方法的情况下，您需要使用具有集成监视和控制的重要历史记录的系统，以及知道如何正确实现它的供应商。归根结底，人比技术更重要，可靠的控制比数据更重要。首先与了解如何实施主控制的供应商合作，然后再进行监控。在理想的情况下。

我知道市场上有几种综合控制/监控系统。一些压缩机oem有集成监控的主控制器。而且有几个第三方控制器供应商有一个。使用原始设备制造商或第三方控制器的决定实际上取决于人。谁能最好地实现和支持它?下图是一个第三方供应商的产品(Air Leader)的示意图。市场上还有其他产品具有类似的功能，包括oem和第三方产品。在实现控制时进行监控具有很大的好处，所以当IT系统集成程度较低或没有时间或金钱来实现基于plc的系统并进行单独的监控时，请考虑这些类型的系统。

但是，在您假定联合控制/监控专有系统最适合您之前，请考虑大型工厂所面临的集成问题。它们过去规模很小，IT技术也不发达。他们最终拥有了许多不同的控制器和数据记录系统。他们早就失去了从每个人那里获取数据所需的软件、手册和电缆，这些数据变得毫无用处。规模较小的工厂在发展和增殖“自动化孤岛”时，最终也可能面临同样的困境。随着时间的推移，数据集成将是必要的。最终，许多“较小的”工厂将投入资金并实现一个通用的全厂SCADA和/或EMCS系统。因此，对于还没有完整的SCADA或EMCS系统的小型工厂，我强烈建议实现一个通用的SQL数据库，对每个系统进行轮询，并对重要数据进行趋势分析。我建议在一个独立于控制器的系统上使用公共监控数据库。然后，通过基于云的集成，一些数据可以提供给远程办公室，甚至一些外部服务。 And it can be ported-over to the new common SCADA or EMCS system once it is implemented.

关于“云”集成的一些评论。在我写这篇文章的时候，市场正在迅速变化。设备oem和第三方控制器供应商开始提供基于云计算的服务。然而，这并不能真正解决“数据孤岛”问题。它只是把岛屿移到云里!挑战将是数据的集成，无论是本地存储还是远程存储。考虑什么样的体系结构可以更容易地集成数据、保护数据，并让所有用户都可以轻松地使用数据。

最后，考虑审计人员在项目后端的价值。他们应该能够帮助实施监控，以便能够清楚地显示和预测项目的关键性能指标，如kW/100 scfm或泄漏负载。它们还可以在测试和调试控制中增加价值，使其按预期运行。

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建议

1. 获得合格压缩空气专家的技术支持，以正确设置监控。
2. 如果不需要标准的PLC，集成的监控系统也是一个好主意，只要供应商有丰富的经验。manbetx客户端12-5下载
3. 在这两种情况下，请使用能够将远程监控集成到其产品中的供应商，并在合适的人员面前获取数据。
4. 请您的审核员协助项目的监控和调试阶段。

有关更多信息，请联系压缩工程公司总裁Tim Dugan，电话：（503）520-0700，电子邮件：Tim.Dugan@comp-eng.com,或者访问http://compression-engineering.com/．

阅读本文的第一部分，可靠性:压缩空气监测是否应与控制相结合?，点击在这里．

阅读更多空气压缩机技术的文章,请访问m.ghtac.com/technology/air-compressors．