Samson認(rèn)為自己是主閥門供應(yīng)商（Main Valve Vendor），公司相應(yīng)地備有多種類型的閥門
現(xiàn)代的控制器可謂是機(jī)電一體化的真正杰作。位于德國(guó)法蘭克福的Samson公司為PROCESS雜志打開了工廠大門，并表示他們的閥門學(xué)會(huì)了“說(shuō)話”。
在高度自動(dòng)化的流程工業(yè)領(lǐng)域，智能控制裝置可對(duì)材料流進(jìn)行調(diào)控。但是只有當(dāng)所有的組件——閥門、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和定位器——完美的配合時(shí)，控制裝置才能安全且可靠地工作。想運(yùn)行一套這樣的高效機(jī)電一體化裝置，就應(yīng)當(dāng)隨時(shí)關(guān)注其壽命周期成本。據(jù)專家估計(jì)，調(diào)節(jié)閥的安裝、運(yùn)行和維護(hù)成本可以達(dá)到購(gòu)買這一裝置價(jià)格的6~8倍。如果考慮到這些數(shù)字，那么定位器的生產(chǎn)廠家有責(zé)任用創(chuàng)新的解決方案向用戶提供裝置集成，資產(chǎn)管理和售后服務(wù)等多方面的支持。
Samson公司認(rèn)為自己對(duì)這項(xiàng)任務(wù)已經(jīng)做好了準(zhǔn)備。這家位于德國(guó)法蘭克福市的傳統(tǒng)企業(yè)一直都在堅(jiān)持很高的加工深度。從復(fù)雜的塑料注塑件和高負(fù)荷的驅(qū)動(dòng)膜到電子儀器的多層電路板，所有重要的部件都是由自己生產(chǎn)的。之所以這樣做，公司有自己的理由，“因?yàn)橹挥形覀冏约簠⑴c更多的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，研發(fā)、生產(chǎn)和銷售才能夠緊密地相互合作，”Samson公司負(fù)責(zé)研發(fā)的董事會(huì)成員J?rg Kiesbauer博士解釋說(shuō)。他說(shuō)：“我們這樣的管理方式是保證快速、靈活應(yīng)對(duì)客戶提出的各種要求的前提條件，同時(shí)也是產(chǎn)品質(zhì)量的有效保證�！�
圖1 作為董事會(huì)成員，Kiesbauer博士還負(fù)責(zé)測(cè)試臺(tái)的研發(fā)
除了高加工深度之外，Samson公司還擁有非常豐富的產(chǎn)品。Kiesbauer自信地說(shuō)，我們的產(chǎn)品目錄中幾乎包括了適用于任何一項(xiàng)任務(wù)的調(diào)節(jié)閥及其零配件，因而Samson認(rèn)為自己可以勝任主閥門供應(yīng)商（Main Valve Vendor）的“角色”。不過(guò)，Kiesbauser認(rèn)為，這個(gè)充滿活力的英語(yǔ)單詞的含義遠(yuǎn)不只是“我們可以獨(dú)家提供一切”，它還包括這樣的意思，那就是“我們的儀器也可以集成到了自動(dòng)化控制系統(tǒng)中”。為了確保這一點(diǎn)，儀器在研發(fā)之初就同各種控制系統(tǒng)結(jié)合在一起進(jìn)行，如結(jié)合ABB，Siemens，Emerson，Yokogawa 和Honeywell公司的控制系統(tǒng)進(jìn)行其產(chǎn)品的研發(fā)。Kiesbauer博士強(qiáng)調(diào)說(shuō)，他們還將繼續(xù)加強(qiáng)這些研發(fā)工作。不過(guò)今天已經(jīng)小有成就：Samson的產(chǎn)品支持目前市場(chǎng)上幾乎所有通用的系統(tǒng)和通信接口，例如Hart，Profibus PA和FF。Samson公司的產(chǎn)品內(nèi)置有兩種語(yǔ)言EDDL和FDT/DTM。遺憾的是現(xiàn)在這兩個(gè)方案均未滿足使用者在Namur建議NE 105中提出的所有要求。
“現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備集成（FDI）是儀器集成的一項(xiàng)新的統(tǒng)一方案，它可以解決這些問(wèn)題”，Kiesbauer說(shuō)。編制FDI時(shí)，人們?cè)噲D將兩個(gè)系統(tǒng)組合以相互補(bǔ)充�！安贿^(guò)這項(xiàng)研發(fā)不允許出現(xiàn)設(shè)備集成的另一個(gè)版本”，Kiesbauer補(bǔ)充說(shuō)。Samson公司的研發(fā)人員已經(jīng)對(duì)這兩個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了復(fù)雜的系統(tǒng)測(cè)試，對(duì)雙方的共同操作性進(jìn)行測(cè)試，以獲得安全可靠的解決方案。
圖2 定位器按照Namur建議 NE 107[5]集成在Yokogawa Cetum 3000控制系統(tǒng)中
診斷和設(shè)備管理
除了在控制系統(tǒng)中的無(wú)縫集成，用戶還要求其具有工廠資產(chǎn)管理（Plant Asset Management）功能。為此，儀器中設(shè)置全面的診斷功能自然必不可少。Samson公司對(duì)此的回答是“Expert+”：要有一種能使閥門定位器 3730和3731的某些版本具備診斷能力的硬件。不額外增加傳感器，使調(diào)節(jié)儀器在投入運(yùn)營(yíng)時(shí)進(jìn)行自我診斷，并在自己的系統(tǒng)中或者在機(jī)械懸掛式附加裝置上，如可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)人機(jī)界面，故障報(bào)警輸出端，Hart，Profibus 或者FF報(bào)告故障。用戶利用這種方式獲取用于預(yù)防性維修的信息，比如移動(dòng)關(guān)閉點(diǎn)和改變調(diào)節(jié)質(zhì)量。誰(shuí)了解了更詳細(xì)的情況，誰(shuí)就可以更深入地進(jìn)行故障分析。重要的功能有數(shù)據(jù)記錄器和閥位置的矩形圖，調(diào)節(jié)誤差和關(guān)閉位置的改變等。通過(guò)與初始化時(shí)保存的數(shù)值進(jìn)行比較，軟件認(rèn)識(shí)到故障的性質(zhì)和趁勢(shì)，并將其報(bào)告給使用者。這還不夠，Samson公司的研發(fā)人員推出了新的解決方案：“我們?cè)诮衲甑腁CHEMA展覽會(huì)上推出了最新智能型數(shù)字開關(guān)閥監(jiān)控器（詳細(xì)介紹見第44 頁(yè)）”，Kiesbauer承諾說(shuō)，“這樣和‘Expert+’一起就可以發(fā)現(xiàn)閥座泄漏或者氣蝕的出現(xiàn)�！�
研發(fā)測(cè)試臺(tái)
為了杜絕氣蝕現(xiàn)象的發(fā)生，Samson始終堅(jiān)持其產(chǎn)品在穩(wěn)定性方面的研發(fā)。而許多研發(fā)創(chuàng)新的基礎(chǔ)是公司自有的研發(fā)測(cè)試臺(tái)。測(cè)試部負(fù)責(zé)人 Domagoj Vnucec和他的同事在這里模擬閥的臨界狀況，例如氣蝕現(xiàn)象和閃蒸，并檢查閥錐的幾何形狀與尺寸是如何影響這些狀況的。研究的結(jié)果是，如V-Port閥門的閥錐，它有一個(gè)大門和兩個(gè)小門，“通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，我們實(shí)現(xiàn)了閥錐在閥座里也可以通過(guò)液流”，Vnucec解釋說(shuō)。用這種方法可以避免發(fā)生因氣蝕現(xiàn)象引起的振動(dòng)。和標(biāo)準(zhǔn)閥錐相比，在同樣的流程條件下，噪聲電平減少了大約10dB。除此之外，還有更多收獲。研發(fā)人員利用AC系列的內(nèi)部裝置找到一種幾何形狀，用它可以在大多情況下避免氣蝕的發(fā)生。這樣的設(shè)計(jì)使現(xiàn)在的噪聲負(fù)荷峰值比原來(lái)低大約30 dB。除了改善噪聲性能之外，這種閥錐的優(yōu)點(diǎn)還包括，降低機(jī)械負(fù)荷和設(shè)計(jì)較小尺寸的閥門。
結(jié)語(yǔ)
即使Samson公司幾十年來(lái)一直為用戶提供安全可靠地服務(wù)，但產(chǎn)品的創(chuàng)新潛力還遠(yuǎn)沒(méi)有徹底被挖掘出來(lái)。無(wú)論是集成，資產(chǎn)管理還是閥的核心本身，Samson公司都把研發(fā)看成是他們的義務(wù)和責(zé)任，還將繼續(xù)做閥門市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)力量。
“我們對(duì)集成的態(tài)度非常認(rèn)真”
100多年以來(lái)，法蘭克福傳統(tǒng)企業(yè)Samson公司的一切都在圍繞調(diào)節(jié)技術(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著德國(guó)第一臺(tái)氣動(dòng)位置調(diào)節(jié)器的引進(jìn)，1953年又成功地進(jìn)入過(guò)程自動(dòng)化中。數(shù)字閥門定位器成為當(dāng)今的技術(shù)水平。在對(duì)Samson公司董事會(huì)成員Jörg Kiesbauer博士的采訪中，他介紹了公司未來(lái)的發(fā)展方向和計(jì)劃。
■ Kiesbauer博士，PROCESS雜志舉辦的關(guān)于“現(xiàn)場(chǎng)總線問(wèn)題”的圓桌會(huì)議表明，儀器的集成仍然是一個(gè)備受關(guān)注的話題，Samson公司如何看待此問(wèn)題？
Kiesbauer：現(xiàn)在，我們非常重視所有Samson產(chǎn)品在控制系統(tǒng)中的集成。我們的產(chǎn)品支持市場(chǎng)上所有的控制系統(tǒng)和通信接口，并因此而確保我們的儀器能夠在各種不同的系統(tǒng)及設(shè)備中順利工作。為了保證做到這一點(diǎn)，我們?cè)O(shè)有自己的試驗(yàn)室，試驗(yàn)室測(cè)試設(shè)備齊全。此外我們還可以在現(xiàn)場(chǎng)向用戶展示，我們的儀器能夠與控制系統(tǒng)進(jìn)行良好的通信。但由于在控制系統(tǒng)中的集成對(duì)于壽命周期管理變得越來(lái)越重要，我們也將繼續(xù)加強(qiáng)這方面研發(fā)投入。
■ 儀器的診斷功能并非是一個(gè)全新的概念，可這項(xiàng)功能用戶是不是能夠充分利用？
Kiesbauer：的確，智能的現(xiàn)場(chǎng)儀器早已誕生。但問(wèn)題往往在于，使用者不會(huì)使用診斷功能，因?yàn)槟抢锿ㄐ胚�不夠普及。例如Hart信號(hào)只能進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，而且這種信號(hào)的覆蓋面也不是很大�，F(xiàn)在有了場(chǎng)總線技術(shù)，通信從一開始就是數(shù)字的，這樣診斷功能就能夠更好地得到利用。除了用戶之外，我們自己的售后服務(wù)也由此受益。因?yàn)殚L(zhǎng)期以來(lái)必要的信息只是存在于現(xiàn)場(chǎng)，技術(shù)人員不能夠直接使用。如今我們可以在自己的實(shí)驗(yàn)室里培訓(xùn)我們的員工，使他們快速地在相應(yīng)的控制系統(tǒng)中找到儀器的信息。
■ Samson對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題以及間接地對(duì)于Prolist-Initiative有怎樣的做法？
Kiesbauer：Samson長(zhǎng)期以來(lái)一直在支持這些活動(dòng)，但還不是其中的成員。我們雖然可以讀入Prolist數(shù)據(jù)，使之最終進(jìn)入到我們的閥設(shè)計(jì)程序中。但這些數(shù)據(jù)部分還不夠完整，我們必須先將數(shù)據(jù)完整化，再將其重新寫入。對(duì)于我們的好處是，我們?cè)O(shè)計(jì)所需要的數(shù)據(jù)可以相對(duì)快速地電子讀入。目前我們使用IEC或者ISA的數(shù)據(jù)冊(cè)。但是每個(gè)用戶都有其自己的標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有通用性，我們必須為每一個(gè)用戶設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)應(yīng)的接口。雖然在我們的產(chǎn)品目錄中有各種接口，但如果接口是惟一的就更有意義了。在這種背景下，Prolist也許是一種思路。但遺憾的是我們發(fā)現(xiàn)，Prolist現(xiàn)在還沒(méi)有令人滿意地完全覆蓋我們的調(diào)節(jié)器及其所有的組件。這方面的研發(fā)工作肯定還要繼續(xù)進(jìn)行。