在考察分布式控制系統(tǒng)(DCS)遷移項目時，大多數(shù)討論都集中在早期規(guī)劃階段或潛在的供應(yīng)商選擇問題。這都非常重要，但如果項目到了生命周期的末期，某天新自動化系統(tǒng)將會到達工廠，等待安裝和啟動。在整個安裝過程中，特別是從舊自動化系統(tǒng)切換到新自動化系統(tǒng)的過程中，存在巨大的風險，有可能對生產(chǎn)帶來不確定的影響。

計劃周密的項目，應(yīng)該有詳細的實施路線圖。如果貴公司已經(jīng)與系統(tǒng)集成商或自動化系統(tǒng)供應(yīng)商合作，應(yīng)該規(guī)劃詳細的切換步驟。如果他們沒有，或者如果您仍在計劃之中，那現(xiàn)在就讓我們了解一下，在切換過程中必須包含的內(nèi)容。

切換，是指將較大自動化系統(tǒng)中需要保留的部分，轉(zhuǎn)移到新平臺上。這通常包括現(xiàn)場儀表、閥門、電機控制器等，以及所支持的網(wǎng)絡(luò)和布線。這些部件通過輸入/輸出(I/O)卡與系統(tǒng)接口，并且每個連接線必須從舊平臺移動到新平臺上。

在新的DCS到達現(xiàn)場之前，準備現(xiàn)場設(shè)備時，驗證設(shè)備的位置、運行、有效端子和電線標記是非常重要的步驟。圖片來源:MaverickTechnologies

“當工藝過程不能輕易中斷，或者停機需要承擔難以忍受的高昂成本時，熱切換是有吸引力的，因為生產(chǎn)不會中斷。”

DCS交付前的步驟

切換是項目的最后一步，因此在新的DCS系統(tǒng)交付到現(xiàn)場時，應(yīng)該完成以下工作:

★審查和更新設(shè)施或裝置的文檔；

★在必要時，應(yīng)檢查、評估和修復(fù)現(xiàn)場設(shè)備、布線和所有標簽；

★執(zhí)行并通過新自動化系統(tǒng)的工廠驗收測試；

★支持新自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)正常工作。

這4點涵蓋了很多方面，讓我們一一考慮它們的影響。

1、文檔可以成就、也可以中斷遷移項目。成功實施取決于對現(xiàn)有設(shè)施的詳細、完整和準確的描述。更換DCS時，該設(shè)施必定經(jīng)歷過許多變更以及自該自動化系統(tǒng)安裝以來的各種更新。如果文檔沒有反映所有這些變更，在項目遷移的各個階段，可能會出現(xiàn)各種問題。項目初期之后，如果仍然存在偏差，那么在切換過程中，當需要逐個查找每個連接并進行無縫銜接時，它們肯定就會出現(xiàn)。在項目執(zhí)行期間，應(yīng)詳細審查文件。這包括:

◆管道和儀表圖(P&ID)

◆回路圖

◆盤臺圖

◆機架房間圖

◆電纜和導(dǎo)管進度

在切換方面，如果企業(yè)引入了系統(tǒng)集成商或其它外部幫助，則團隊主管在某一級別對文檔進行審核至關(guān)重要。詳細程度因情況而異，但更多的取決于文檔，因此不應(yīng)想當然地認可其準確性。

2、應(yīng)驗證現(xiàn)場設(shè)備及其布線:

◆所有設(shè)備都應(yīng)位于P&ID圖上所顯示的位置

◆設(shè)備工作正常

◆它們應(yīng)按照按圖連接

◆電纜應(yīng)連接到接線柜和I/O卡件上，應(yīng)打上正確的標簽。

3、工廠驗收應(yīng)在系統(tǒng)運到現(xiàn)場之前完成，在該步驟中發(fā)生的事情，大有文章可做。可以說，當機柜和機架交付到工廠時，控制軟件和硬件應(yīng)該經(jīng)過供應(yīng)商和項目團隊的詳細檢查。如果測試正確無誤，則不應(yīng)出現(xiàn)任何意外，例如壞I/O卡或硬件故障。

4、在自動化系統(tǒng)到達時，應(yīng)安裝和運行支持新系統(tǒng)所需的任何基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。任何電力分配、HVAC和照明系統(tǒng)的改進、布線和導(dǎo)管孔，甚至墻上的油漆都應(yīng)該完成。這些部件看起來都是無足輕重的，但實際上，如果它們都拖到最后一刻完成，就會變成大問題。在煤渣砌塊墻上額外增開孔，會產(chǎn)生大量的砂礫塵，并有可能損壞機柜，所以這些工作應(yīng)在新設(shè)備就位之前完成。

DCS交付之后

在新機架和機柜安裝完畢并接通電源后，就可以進行現(xiàn)場驗收測試了。在現(xiàn)場驗收測試期間，需要重復(fù)部分在出廠驗收測試期間所進行的測試，以確保在運輸過程中沒有損壞，但允許進行點測而不是全面的測試。這主要包括硬件和軟件的基本驗證。

參與切換的人，應(yīng)該確保I/O卡安裝位置、網(wǎng)絡(luò)連接等正確無誤。在切換開始之前，技術(shù)人員應(yīng)花經(jīng)理驗證終端和通信。

冷切換與熱切換

有兩種基本的切換方法，冷切換和熱切換。冷切換是在沒有任何運行時進行切換。舊系統(tǒng)斷開連接，所有現(xiàn)場設(shè)備和其它部件隨后連接到新系統(tǒng)并在停機維修期間進行測試。當進程重新啟動時，它將完全運行在新平臺上。

熱切換,指的是引入新平臺時，舊系統(tǒng)仍然保持運行。兩個系統(tǒng)必須同時運行并進行協(xié)調(diào)控制，以便它們執(zhí)行相同的控制功能。該過程持續(xù)運行，而技術(shù)人員有條不紊地將每個設(shè)備和回路切換到新平臺，一個接一個，因此需要協(xié)調(diào)的并列運行。如果正確實施，該設(shè)備不會造成任何生產(chǎn)損失。

聽起來，這是很清晰的選擇，但實際上并不容易。為什么公司會選擇一個而不是另外一個方式？在大多數(shù)情況下，冷切換是一種更好的選擇，當然了需要有條件這么做。

首先，公司必須能停機，并將停機安排在合適的時間，或者將切換安排到停機期間內(nèi)。這意味著所有部件必須在指定的時間集成到一起。有了良好的規(guī)劃，這當然是可以實現(xiàn)的，但很少有公司愿意提供無限期的時間窗口。正如停機有一個開始日期，它也需要有一個完成日期，否則的話問題就隨之而來。停機期間，生產(chǎn)中止，隨后的啟動將納入到更大的財務(wù)核算中。

由于冷停機必須在給定的時間窗口內(nèi)完成，因此它需要耗費大量資源。大多數(shù)公司需要借助于外部資源，由此所導(dǎo)致的成本計算非常有趣。將一天的生產(chǎn)中獲得的利潤，與為使項目提前一天、或幾天完工而請的外部資源所導(dǎo)致的成本增加比較？這些硬成本，每一元每一分都要進行評估。

有人喜歡熱切換

當工藝過程不能輕易停止，或者停機需要承擔難以忍受的高昂成本時，熱切換是有吸引力的，因為生產(chǎn)不會停止。新DCS系統(tǒng)已經(jīng)就位并啟動。它連接到舊系統(tǒng)，因此兩個可以并行運行，同時執(zhí)行相同的命令。然后，技術(shù)人員將設(shè)備和支持環(huán)路從一個系統(tǒng)移動到另一個系統(tǒng)，而兩個系統(tǒng)共享控制職責。在設(shè)備斷開進行切換時，控制室無法查看儀表，因此任何依賴于它的功能都必須手動處理。這聽起來很棘手，但事出有因。

首先，技術(shù)人員必須知道到底發(fā)生了什么。應(yīng)主動識別特定設(shè)備的連接、斷開接線，并將其轉(zhuǎn)移至新I/O卡的接線端子上。如果存在接線機柜，則可以確定DCS側(cè)的端子，并可以將多股導(dǎo)線連接到新DCS中的I/O卡件上。

這是文檔非常重要的地方。技術(shù)人員手持斷開的電纜，不希望當他們找到與之接線的端子，不是他們所想的。根據(jù)安裝情況，有多種方法可以進行此類切換。在簡單情況下，它可以在接線柜中快速完成。在相反的極端情況下，可能需要將電纜從機柜中拉出移除，以便它可以接入新的電纜。

其次，技術(shù)人員需要規(guī)劃切換的次序。這需要對不同的設(shè)備和回路、以及它們在過程中的交互方式有一個透徹的了解。同樣，文檔也起著重要作用。詳細的國際自動化學(xué)會(ISA)回路圖，可以幫助您更輕松地做出決定，但所選內(nèi)容需要相關(guān)規(guī)劃人員的專業(yè)知識才能做出最終決定。不能匆忙上馬。

第三，在將電纜切換到現(xiàn)場儀器時，DCS和控制室將失去聯(lián)系，無法接收這些數(shù)據(jù)。來自罐體上的液位儀器的數(shù)據(jù)丟失幾分鐘，不會有什么大問題，因為過程變量變化速度沒有那么快。在監(jiān)測應(yīng)用中，許多現(xiàn)場儀器都類似。

如果最終控制設(shè)備執(zhí)行實時功能，那情況變得更復(fù)雜。如果這個過程通常是穩(wěn)定的，并趨向于在穩(wěn)定狀態(tài)下運行，公司可能愿意嘗試熱切換。如果DCS需要不斷進行調(diào)整，操作員可能不得不坐在斷開連接的設(shè)備旁邊，并通過對講機將信息傳遞到控制室：“將閥門開大一點……太多了，開小一半……”

第四，雖然過程可能無法完全關(guān)閉，但運行人員和技術(shù)人員進行的手動控制工作可能會導(dǎo)致產(chǎn)品不合規(guī)格。當然，這種情況發(fā)生的可能性及其影響將因情形而異，但用戶不應(yīng)假定生產(chǎn)不會受到影響。

這都是需要考慮的因素，但除了能夠保持運行之外，熱切換還有其它重要、積極的影響。由于它不必在停機過程中進行切換，所以調(diào)度要容易得多。在切換時間方面，壓力也更小一些，這樣所需的資源比冷切換也要少一些。技術(shù)人員可以按照邏輯順序，重新連接端子，由于在熱切換過程中所犯的錯誤可能會產(chǎn)生嚴重的后果，所以這些技術(shù)人員的業(yè)務(wù)必須非常熟練。

混合切換:平衡風險因素

通常，決定選擇冷切換還是熱切換的最終因素，將以多種風險形式呈現(xiàn)，其中包括:

◆在冷切換所需的時間超過預(yù)期，停機時間必須延長，導(dǎo)致無法完成生產(chǎn)目標的風險。

◆在熱切換期間，將控制投入到手動模式時，危險裝置中發(fā)生安全事故的風險。

◆如果過程控制功能部分丟失，在熱切換過程中就會有生產(chǎn)不合格產(chǎn)品的風險。

幸運的是，冷切換和熱切換之間的選擇，不是非此即彼的。由于上面所討論的原因，許多工廠會選擇冷切換。當某些系統(tǒng)集成商與客戶一起工作時，通�？梢赃@么假定，除非遷移團隊要求進行熱切換。有些客戶確實需要真正的熱切換，但相對較少。

許多公司選擇混合切換：最關(guān)鍵的回路和功能，在短暫停機期間遷移，然后不太重要的回路和監(jiān)控功能可以在合適的時間進行熱切換。這種方式仍然需要停機，所以對于某些公司來說，這是不現(xiàn)實的。盡管如此，大多數(shù)規(guī)模相仿的過程工廠，都可以進行計劃停機。

當然，這需要精確的規(guī)劃和靈活的資源。所有關(guān)鍵功能都必須按最佳順序進行檢查、識別和裝配。停機以后，相關(guān)人員必須做好準備，以確保所有切換都可以在指定時間內(nèi)完成。

在多數(shù)情況下，混合切換具有兩種方法的優(yōu)點，可以減少熱切換的風險，同時降低冷切換的成本和所需的資源。與好的項目合作伙伴合作，有助于混合切換順利運行，并確保受益于兩者的優(yōu)點。

停機期間的緊張活動需要足夠的熟練技術(shù)人員，而做前期準備和后續(xù)工作只需要較少的人員，兩者之間要做一個平衡。很少有公司能夠提供這種靈活的內(nèi)部資源，以盡量減少停工時間，并在后續(xù)工作中保持充沛的人手。引入有效的自動化合作伙伴可以改變上述情況。