PRM现场仪表设备管理系统在天津石化的应用

冯慧山

（中国石油化工股份公司天津分公司，天津 300271）

中国石油化工股份公司天津分公司100万t/年乙烯及配套项目是至今为止国内最大的特大型炼油化工一体化项目之一，两个中央控制室分别控制1 000万t/年炼油、100万t/年乙烯30多套主要生产装置和公用工程。其上万台各种现场仪表是否能够准确、可靠运行，在很大程度上决定着项目整体运行的安全，而现场仪表动态管理及故障诊断技术的不断完善是提高现场仪表安全运行能力的重要一环。

一、PRM简介

1.PRM（Plant Resource Manager)现场仪表设备管理系统

随着控制技术、计算机技术和通信技术水平的不断提高，各种现场仪表设备如各类传感器及各类执行器的智能化程度已有了大幅提高，为改善现场仪表动态管理及提高故障诊断水平创造了良好的基础，但大量现场仪表的基础数据、运行状态信息都存储于现场仪表自身的数据库中，传统的DCS系统根本无法接收这些信息，造成了这些重要的基础数据被大量浪费而不能被用来对现场仪表进行动态管理及故障诊断。天津分公司在确定100万t/年乙烯及配套项目控制方案时引入了现场仪表设备管理系统PRM，为解决这个问题提供了一个完整的方案。

如图1所示，PRM系统与控制系统（如DCS） 并列运行，现场仪表采集工厂信息传输给DCS供操作人员监视工厂状态、控制工厂运行。PRM则与现场仪表设备间通过FF总线或HART通信协议进行数据双向读写，将存储于这些设备自身数据库中的大量基础数据、运行状态信息收集起来，实现对现场仪表自身的监测报警、故障诊断和动态管理，以提高现场仪表的可靠性，保证为工厂生产提供可靠的服务。

2.PRM系统基本配置

PRM系统由PRM Server、Field Communication Server和PRM Client组成。其中PRM Server、Field Communication Server必须对应配对出现，负责采集、存储、处理现场仪表智能信息；PRMClient做为仪表管理人员访问现场仪表相关数据的界面，根据用户需求配置。一对PRM Server和Field Communication Server被称为一个“ServerSet”。

3.PRM在天津分公司的应用配置

100万t/年乙烯及配套项目采用以“FRR（现场机柜间）”为单位配置PRM系统的原则，共配置18套“Server Set”，其中1 000万t/年炼油部分9套、100万t/年乙烯部分9套，覆盖了100万t/年乙烯及配套项目所有的现场智能仪表。

图1 PRM在工厂控制系统中的位置示意图

二、PRM功能

1.PRM在仪表设备资料管理上的作用

以前仪表台账录入的设备信息均由人工采集，信息采集的及时性、准确性和完整性无法保证，不适应现代设备管理工作需要。PRM利用DCS网络和信息采集系统，通过与智能仪表的实时通信，可确保仪表设备信息采集及时、准确和完整。另外PRM使设备管理由静态管理变为动态管理，通过PRM仪表设备台账可随现场仪表的变动自动修改，PRM的应用使仪表设备管理有了质的飞跃。

2.信息化管理的基础平台

PRM的应用使ERP设备管理模块（PM） 实现基础信息的自动采集成为了可能，PRM应用之前ERP系统PM模块信息完全靠人工录入，而PRM数据库可与ERP数据库互连共享，使ERP信息的准确性大大提高。

3.实时在线监控保证现场仪表自身的可靠性

DCS的作用是通过与现场仪表之间进行4～20mA信号传递，获得现场工艺信息，并实现对工艺装置的控制。目前的PRM系统借助网络通信技术，在不影响DCS获取工艺信息的同时读取现场仪表本身的各种信息，监控仪表状态变化，对异常情况实施报警，使现场仪表自身的可靠性大幅提高，保证了现场仪表能正确读取现场工艺信息，并可靠控制工艺装置，提高了工厂的安全水平。

4.在线实施现场仪表的参数调整

在PRM系统上设备管理人员就能够在线进行现场仪表的参数调整，并通过与历史数据的逐一比较设定最佳的工况参数，并及时更新智能设备的数据库。

5.归档记录显示

PRM系统能自动建立历史数据库记录智能仪表的相关操作和工况，并能进行相关数据的过滤和分类。

6.PRM的在线诊断功能

利用PRM自动建立的历史数据库并通过在PRM中镶嵌相应设备的在线诊断软件，PRM系统可以实现对现场仪表的在线故障诊断，及时发现现场仪表的故障点，同时生成报表及报警信息，为仪表设备检修提供决策依据，指导设备管理人员安排维护和配件计划，实现状态检修。

三、新旧维护方式的对比

1.PRM使设备维修从预防性维修发展到状态维修

预防性维修：以时间为基本条件，产生大量的过剩维修；没有早期设备故障的预警易出现突发事故。

状态维修：以设备状态为基本条件，提高了维护工作的针对性；有早期设备故障的预警，防止出现突发事故。

2.PRM把维护工作从现场转移到控制室

传统的维护方法：需要到现场检查才能得到现场仪表的信息，工作效率低；只能做到定期的间断性检查，实时性差；仪表运行中一般只能进行设备表面检查，检查深度低；人工检查，工作质量与检查人员技术水平关联度高。

PRM的维护方法：在控制室远程采集现场仪表的信息，工作效率高；不间断地在线检查，实时性好；仪表运行中就可采集设备内部数据进行检查，检查深度高；程序检测，工作质量与检查人员技术水平关联度低。

3.在线监测和诊断

在仪表设备管理上引入了在线监测、诊断和早期预警概念，提高了仪表运行可靠性，降低了仪表故障带来的装置运行风险。

四、结束语

随着天津100万t/年乙烯及配套项目的开始运转，PRM做为一个仪表设备管理新工具在天津石化刚刚开始应用，目前已完成了现场仪表与PRM的通信调试、现场仪表基础数据的采集和部分控制阀的诊断测试。随着PRM数据库中数据的不断积累以及对PRM认识的不断加深，将在仪表设备台账、故障台账和调节阀诊断等方面继续发展，推动仪表设备管理水平的不断提高。