化工厂电子巡检系统（2010-7-5改）

电子巡检论文

移动作业系统在化工厂的实际应用

涂立新 等

1. 前言

某化工厂是一个装置型单位，在生产管理中，保障生产过程的持续进行和生产过程的安全进行是工厂管理者永远的主题，而实行严格的巡检制度是生产正常进行的重要保障。

建厂以来，我厂已经形成了一套完整的巡检体系。按照生产所涉及的不同专业和不同层面进行巡检方式、巡检类别和线路的划分巡检内容。通过不同专业、不同层面多角度、多层次的交叉巡检体系，为厂的安全高效生产和可持续发展奠定了坚实的基础，

但目前仍然普遍存在 “执行不到位、制度未真正落地、信息不准确等问题。通过分析。具体表现在以下几个方面：

? 巡检到位确认方式不科学，易被修改且无电子化管理； ? 巡检结果无法监督和保障； ? 巡检过程中，漏检、错检时有发生；

? 现场发生异常时，无法直接快速的对现场作业进行指导； ? 纸面作业繁杂耗时，记录难以辨认，且数据无法有效分析； ? 难以对历史记录进行追溯和审核；

? 难以在巡检中实现预测性维护，进而对具有潜在问题的设备或状况制定

特殊的应对策略。 为保证巡检及时到位，发现问题及时处理上报，提高现有巡检管理水平，我厂实行了智能电子巡检管理系统试点，采用美国Wonderware IntelaTrac? 移动作业和决策支持系统（也称为APM 系统）解决方案来对当班岗位人进行巡检作业指导和监督管理。

2. APM智能电子巡检管理系统介绍

2.1

APM方案介绍

APM智能电子巡检管理系统也叫适应性流程管理系统。其系统采用客户机/服务器分布式架构和高速的网络传输平台，高效数据采集、处理和分析统计的功能，并结合先进的射频识别技术/条码技术，将目前手动、纸面、开环的管理流程改造成自动、连续、闭环的运作模式，实现企业、工厂建立完善巡检体系的初

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衷。

APM智能电子巡检管理系统是一种非接触式巡检系统：巡检器（采用工业级掌上电脑）通过扫描安装在现场各个关键位置的信息点进行巡检人员到位确认（目前采用的是工业条形码，也可以使用RFID射频识别标签）,并根据现场需要将信息点安装在巡检路线或设备上，巡检人员在对设备等进行巡查的同时用巡检器扫描安装在该处的信息点，巡检器便可记录下该信息点的资产代码及扫描时间，此记录将成为巡检员何时到达该地巡查的依据。并且，巡检人员必需要到位扫描后方可继续执行下一步任务，这样可以确保人员到位，提高对巡检执行力度的监督。巡检过程中，系统会自动记录巡检人员的每一步操作，若发现异常状况，系统会自动提示巡检人员采取最佳处理步骤和方法。巡检完成后，通过现场的无线网络或有线网络，将巡检器中记录的所有巡检信息传送到巡检管理软件系统中，管理人员和技术人员通过计算机可清晰看到巡检员巡检过的设备、路线及每一步巡检的内容，并提示出漏检、误点信息。系统管理软件可根据查看者的需求方便的统计巡检的正点率,误点率,漏检次数等各种信息。

该系统的优点是：信息点（工业条形码或RFID射频识别标签）无需布线，安装设置灵活方便，并可适应各种恶劣环境；巡检器离线式使用,坚固耐用，并且采用智能操作系统，后期功能扩展和二次开发非常方便；系统管理软件智能化操作、功能强大，可根据用户需要呈现各种巡检信息。同时，所有巡检数据可以通过网络的方式实现数据共享，实现基于Web的网络化查询。整个系统不需要复杂的施工，部署简单、易于扩充。在管理层面，将巡检所覆盖的工艺、设备、电气、仪表的实际信息结合到管理系统中，为公司的生产运作、设备维护及其他企业相关应用发挥最大的作用。 2.2

系统架构

APM系统系统架构示意图如下：

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图2-2系统架构示意图

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3. 应用状况

3.1

系统组件说明

厂下设三个化工车间和机械、电气、仪表专业，目前APM系统在四车间的第四套和第五套装置上进行试点，采用无线远程通讯数据传输方式。本电子巡检系统由巡检器、信息点、外接设备、服务器、客户端组成。 （1）巡检器

这是一种电子标签扫描和数据采集存储设备，采用工业级掌上电脑（坚固耐用，防水、防尘、防爆设计），操作系统为Windows Mobile 5.0，用于记录巡检人员信息、巡检内容、巡检时间及其他各种巡检过程数据。 （2）信息点

信息点是根据现场情况，在整套装置的重要设备和区域设置的扫描点，用于标识巡检的位置、路线及确保人员到位。目前采用工业条形码（以后可能采用RFID射频识别标签，增强在恶劣环境的耐用性和防伪性）。 （3）外接设备

外接设备是巡检过程中对一些重要设备进行参数采集的工具，它与巡检系统紧密集成，外接设备可以自动按照系统预设的测量类型、测量方式、量程进行参数采集。本系统采用了多功能数据采集器，包括：振动、温度、转速、冲击脉冲（轴承状况）、气蚀。 （4）服务器

厂在总控室配置了一台计算机服务器以用于全厂电子巡检数据的管理和存储，安装有完整的智能巡检系统管理软件用于保存、管理、查询和统计巡检数据，作为管理考核的依据，智能化设计，模块化程度高。 （5）客户端

客户端完全基于现有的办公计算机，通过安装客户端软件，让厂内各级领导、各专业技术员在自己办公室就能按权限查看巡检的相关数据，并可输入相应的备注信息、批准作业程序等。对于没有安装客户端软件的计算机上，直接在浏览器上输入相应的网络地址，也可以查看相应的巡检数据和统计信息。

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3.2 现场巡检作业

现场巡检作业包含了巡检内容规范和配合电子巡检系统相应的管理规范。

3.2.1 巡检内容规范

将巡检和点检的“八定要求 ”建立在软件系统中，形成电子化、标准化的现场作业规程。

? 定人：将检查任务分派给具体的人或班组； ? 定点：明确检查部位、项目和内容； ? 定量：对劣化倾向的定量化分析；

? 定周期：不同专业或不同设备给出不同的巡检周期；

? 定标准：对于普通设备，进行普通检查；对于重要设备，进行精密、细

致的检查即巡检内容标准；并给出每个巡检部位是否正常的依据，即判断标准； ? 定点检计划表，指导作业员，沿规定的路线检查； ? 定记录：包括作业记录、异常记录、故障记录及倾向记录；

? 定流程：明确点检作业和点检结果的处理程序。如急需处理的问题，及

时发送维修申请，不急处理的问题则记录在案，留待计划检查处理； ? 定义判断条件，并根据现场的输入记录，提示作业人员如何采取最佳行

动。 3.2.2

巡检管理规范

由于APM系统能够透明的了解现场巡检状况，包括：巡检开始时间、巡检结束时间、巡检过程时间、每一巡检步骤信息、执行班组、执行人员、有无漏检项等各种信息。为了便于管理和有效监督巡检执行，在配套的巡检管理规范中，将对巡检人员以下几个方面进行规范：

? 巡检开始时间（在规定的时间段开始巡检）；

? 巡检过程时间（巡检实际时间不能低于正常巡检的最短时间）； ? 有无漏检项（整个巡检流程中，有无漏检项）；

? 对异常状况的记录（发现异常状况后，巡检人员是否采取措施和记录）。

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3.2.3 确保人员到位

在巡检路线上的关键区域或位置设置电子扫描（RFID射频识别技术或工业条码），巡检人员需要到位扫描后方可继续执行下一步任务，否则无法完成相应的巡检任务，确保人员到位，提高对巡检执行力度的监督。 3.2.4 3.2.4.1

确保巡检质量 巡检作业标准化

根据现场情况，APM系统将企业定义的各项设备操作、巡检、点检、安全检查、质量检查、应急程序等，以程序的方式建立在电脑系统中，形成信息化、标准化的巡检作业规程。并通过有线/无线网络的方式实时发布到现场工人掌上电脑上，使得管理程序“落地”，责任到人。下图为机械巡检的部分程序截图。

图3-1 建立统一、标准的巡检作业程序

3.2.4.2

巡检执行合理化

? 针对现场情况，对重要设备进行精密、细致的重点检查；对普通设备，

则按照标准的巡检方式进行，在确保工作量不增加的情况下，提升巡检质量和对重要设备的维护保养水平； ? 巡检过程中，系统会根据巡检人员输入的选项或数值自动判断，并提示

最优处理方式；

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? 将现场各种判断条件，在程序中清晰的罗列出来，一级点检人员在无法

准确判断故障时，只需要根据现场状况选择相应选项即可； ? 系统自动罗列出巡检每一步骤需要检查的项目，巡检人员确定该检项后，

系统自动滚动到下一步； ? 支持各种标准的测试设备或仪器（如测温、测振、探伤设备等集成），测

试读数自动传输到员工的移动终端上，保证测量值不失真的导入数据库中； ? 巡检人员可以方便的查看重要设备点检的历史数据或趋势，随时掌握设

备当前运行状况。 3.2.4.3

巡检信息统计/分析最优化

? 各专业的所有巡检数据可以共享、追溯和有效统计，可以方便的针对重

要设备定期进行全面、专业、科学的数据统计，实现对重要设备运行状况的准确掌握和最优化运行； ? 能够透明的了解巡检人员每一步骤的情况，实现对巡检质量的有效监督； ? 所有的巡检数据集中存放在数据库中，数据共享，可以方便的进行统计

和分析； ? 系统会高亮显示巡检过程中所有的异常状况，技术员或其他相关人员可

以对该异常状况进行跟踪和说明； ? 系统能按需生成各种异常状况统计报表，如一段时间内工艺巡检所有的

异常状况； ? 能够方便的查看一段时间内巡检人员在现场发现问题时所做的全部备

注，随时掌握现场第一手资料； ? 各种巡检相关的信息，都能够按需生成PDF或Excel文档；

? 程序具有版本控制功能，可以动态的根据设备运行状况修改巡检标准，

或增加相应的巡检项目，确保巡检标准符合当前设备的运行状态； 3.3 3.3.1

巡检管理体系

现场作业指导

巡检人员进行现场作业时，携带掌上电脑，并从中获取任务流程，而无需要笔纸进行记录。系统会告诉相关人员应该去检查哪些设备、哪些项目、设备的目标值等。当巡检人员输入数据时，如果实际值超过系统预设的上下限，则系统会自动发出警告，并提示巡检人员最佳操作步骤，直接对异常状况进行指导和处理，以消除设备隐患，避免现场人员“视而不见、见而不以为然”的情况。在移动终端上，现场作业人员可以查询设备趋势，历史的巡检、点检记录、同时，现场的

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异常情况可以实时传递给相关专业人员和管理层，便于跟踪与报告。

图3-2 指导现场人员进行作业

3.3.2

技术监督层

管理者和技术人员可以实时、透明的了解现场巡检作业执行情况，包括任何一次巡检的任何步骤，以及巡检人员在什么时刻执行了该步骤，并可以查看现场巡检人员录入的实际工作备注。能够直观、清晰的看到现场巡检发现的任何异常状况，并对异常状况的处理状况进行跟踪。

作为巡检流程管理的一部分，管理者或技术人员还可以批准、编辑、退回提交的巡检记录，同时对滞后的巡检任务进行跟踪，提高现场执行力。

系统可以自动统计现场巡检完成状况、巡检过程中发现的异常状况、现场人员输入的备注信息等。同时，系统自带各种报表模板，以帮助管理层快捷的对工作加以检查，找出不良因素，提高巡检作业质量和管理水平。

3.3.3

领导层

APM系统可以让公司领导能够实时、方便的了解所有想要了解的巡检数据和统计信息，尤其是重要设备的各项巡检参数和状况，以及各个专业针对这些重要设备巡检的综合统计信息，便于对整个厂重要设备运行状况的准确掌握。 本系统通过系统配备的作业任务审计器以及Web报表功能来实现管理层需求的各种功能。同时，Web报表也能够为公司内更多需要的人员提供相关报表。

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未来系统扩展

3.4

与DCS系统集成

APM系统应用的后期，将与DCS系统进行无缝集成，使需要的数据可以在两个系统之间任意传输，主要包括如下几个方面：

? PDA按照一定的频次从DCS系统中获取和巡检相关的数据，便于现场

人员进行对比分析以便于查找原因； ? DCS系统中发现某设备或工段出现异常，则自动派发一个相应的巡检作

业程序到现场人员的掌上电脑，实现DCS系统与巡检系统的有效结合； ? 在DCS系统实时查看各种巡检信息，包括：巡检时测量或记录的关键设备参数的趋势、异常状况及处理结果、交接班记录、巡检笔记等等。 3.5

与其他系统或数据库集成

APM系统具有强大的集成工具，提供了开放、标准的数据接口，可与市场领先的ERP、EAM系统，如SAP和 Maximo进行无缝集成。并进行数据信息交换。另外，还可与市场领先的实时数据库系统如 PHD（Honeywell）、PI（OSISoft）、Wonderware系统平台等进行无缝集成。

巡检系统所涉及对象与企业资产的紧密联系，该系统能够自动与后台支持系统结合，比如向EAM（资产管理系统）系统发出设维修请求。并发送信息给相关生产主管和安全人员，使现场的巡检数据利用网络上传、审核、监控，构建一个闭环的移动作业现场管理体系，提高设备现场管理的透明度和执行力，推动企业的生产决策能力。

4. 结束语

APM系统从投入使用至今，运行情况稳定，使用效果良好，有效地提升了各专业人员的巡检质量；解决了普遍存在的错检、漏检、“走形式”等问题；有利于生产各级人员及时掌握现场情况，为管理者提供更科学的巡检数据积累，为故障预测和处理奠定了坚实的数据基础。以APM系统为依托，落实各项现场作业制度，提升生产工艺及设备巡检、维护管理水平，增加企业运维效益。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/64n.html