应用案例 | 实现第三方控制系统下HART智能设备的集中管理与维护
供稿：Softing 中国
- 关键词：HART,网关
- 摘要：该化工企业希望采用一种可靠且灵活的解决方案，并在尽量不修改现场现有布线的情况下，将第三方控制系统下的智能设备集成到AMS智能设备管理系统中。经过深入的技术交流和现场测试，该化工企业的系统集成商最终选择使用了Softing的smartLink HW-DP网关。smartLink HW-DP是用于将PROFIBUS和HART设备集成到工业4.0应用的物联网网关。该产品作为PROFIBUS二类主站，可直接连接到PROFIBUS网段，而无需重新布线，且不会影响到现场设备的正常运行。
一 背景
在过程工业向数字化转型的过程中，设备管理系统扮演者着关键的角色——帮助企业集中管理和监控现场设备，并实现全面的设备管理和维护。通过实时监测和控制设备的运行状态、性能和健康状况，设备管理系统能够提前发现设备故障、减少生产中断时间、优化设备维护计划以及降低维护成本。
其中，AMS智能设备管理系统以其丰富的功能和可靠性在过程行业中被广泛使用，并为企业提供了全面的资产管理解决方案。通过实时监测、预测性维护和性能优化等功能，该设备管理系统可帮助企业减少由于设备故障而导致的停机时间，从而提高生产效率和产能利用率。
然而，由于AMS智能设备管理系统主要是针对DeltaV和Ovation系统而设计的，因此在第三方控制系统中使用AMS设备管理系统来管理现场设备成为了一项具有挑战性的任务。
（AMS智能设备管理系统）
二 项目概述
某知名化工企业计划进行数字化升级改造，建设智能工厂。该项目的目标是对全厂智能设备实现集中且统一的管理，并希望通过智能的设备维护管理，来延长设备使用寿命、提前排除设备故障、降低维护成本以及提高设备的可靠性和可用性。
在该改造项目中，设备管理平台使用的是艾默生的AMS Device Manager智能设备管理系统以及AMS Optimizer智能设备信息平台，且对于现场艾默生DeltaV系统而言，AMS设备管理平台可直接进行集成，从而轻松实现了全面的设备管理。
然而，除了DeltaV系统以外，现场还存在多套不同厂商所提供的控制系统（PLC、DCS、SIS等），它们不支持将其所连接的现场设备状态信息和诊断数据上传到AMS智能设备管理系统中。其中，这些第三方厂商的控制系统主要使用的是PROFIBUS总线网络，且控制系统下的设备主要为HART智能设备，包括智能阀门、变送器和传感器等，多达3200台。因此，将来自现场第三方控制系统下的HART智能设备信息采集到AMS智能设备管理系统中成为该项目的一个关键任务。
三 解决方案
该化工企业希望采用一种可靠且灵活的解决方案，并在尽量不修改现场现有布线的情况下，将第三方控制系统下的智能设备集成到AMS智能设备管理系统中。经过深入的技术交流和现场测试，该化工企业的系统集成商最终选择使用了Softing的smartLink HW-DP网关。
smartLink HW-DP是用于将PROFIBUS和HART设备集成到工业4.0应用的物联网网关。该产品作为PROFIBUS二类主站，可直接连接到PROFIBUS网段，而无需重新布线，且不会影响到现场设备的正常运行。
smartLink HW-DP通过PROFIBUS远程I/O从HART设备采集过程数据和诊断信息，并通过HART-IP协议将数据传输到艾默生AMS智能设备管理系统中，从而轻松实现了在第三方控制系统中使用AMS智能设备管理系统来对现场HART设备进行资产管理、参数化配置以及设备维护。
（smartLink HW-DP：将PROFIBUS和HART设备集成到工业4.0应用）
| 无缝集成到PROFIBUS网段并收集HART设备数据
smartLink HW-DP可直接连接到PROFIBUS网络，而无需对现有系统进行修改或添加额外的硬件模块，且该产品与现场控制器相互独立，因此也无需修改总线地址和控制器程序。smartLink HW-DP作为PROFIBUS二类主站，可访问从站的循环数据和非循环数据，且整个集成过程不会影响到现场的正常运行。
smartLink HW-DP网关具备高性能的数据采集能力，可通过PROFIBUS远程I/O从HART智能设备中采集数据，并支持多个厂商的远程I/O，包括西门子、ABB、P+F、Turck等，且将来该网关还会支持更多厂商及其远程I/O型号。
用户在配置过程中，无需额外的软件，只需通过网页，即可配置好网关的PROFIBUS总线参数，并可自动扫描从现场连接到远程I/O的所有HART智能设备。
（项目方案图）
| 对连接到第三方控制系统的HART设备进行资产管理
smartLink HW-DP内置HART-IP服务器，支持将采集到的设备数据通过HART-IP传输到艾默生AMS智能设备管理系统等HART-IP客户端，并可用于第三方控制系统中对现场HART设备进行资产管理、参数化配置以及设备维护，帮助企业及时了解设备的性能和健康状况，做出相应的维护和决策，由此提高生产过程的可靠性和效率。
smartLink HW-DP是艾默生DeltaV联盟计划产品，它为艾默生客户提供了更灵活的资产管理连接方案——使得资产管理不再局限于仅支持连接到艾默生DeltaV和Ovation控制系统的设备。
通过Softing的smartLink HW-DP网关，艾默生的AMS智能设备管理系统可直接访问那些连接到第三方控制系统的HART智能设备的过程数据、资产信息及诊断数据，并监控这些阀门和变送器的运行状态。
（使用艾默生智能设备管理系统进行资产管理）
| 设备维护管理
传统的设备维护主要依赖于现场人员的经验和手动记录，且仪表组态修改、报警事件等都需要通过手动记录的方式来进行，这样不仅会导致效率低下、工作量巨大，而且容易出现错误和遗漏，还会延长故障排除和维修的时间。此外，这种方式缺乏计划性和预测性，因此无法提前发现潜在问题，增加了设备故障和意外停机的风险。
通过使用smartLink HW-DP网关，现场设备的数据可被上传到艾默生AMS智能设备管理系统，用户能够对现场设备进行集中管理与维护，且由于AMS智能设备管理系统提供了设备组态、设备状态监测、故障预警、回路测试、电子巡检等功能，因此用户可通过该系统来对设备进行配置和监测，并实时了解设备的运行状况，从而能够及时发现潜在问题并进行预防性维护......
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