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      紫金橋軟件在石化公司生產管理信息系統的應用

      紫金橋軟件技術有限公司
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      一、概述
        中國石油大慶石化公司,是中國石油天然氣股份有限公司直屬的地區分公司,從事煉油、化工、化肥、化纖生產的特大型石油化工聯合企業。現有6個生產廠,2個輔助生產廠。公司擁有生產裝置131套,年原油加工能力600萬噸,年產乙烯48萬噸,聚乙烯36萬噸,腈綸纖維6萬噸,合成氨33萬噸,尿素56萬噸,可生產60種151個牌號的石油化工產品。 大慶石化公司的前身大慶石油化工總廠,是我國較早的石油化工企業之一,也是我國重要的石油化工基地。大慶石化公司在緊抓生產建設的同時,也非常注重信息化建設。
        全球信息技術飛速發展,尤其是因特網的出現和應用的普及,使得信息技術得以迅速滲透到經濟社會的各個領域,標志著人類進入了信息化時代。信息資源已成為與材料和能源同等重要的戰略資源;信息技術正以其廣泛的滲透性和無與倫比的先進性與傳統產業結合;信息產業已發展為世界范圍內的朝陽產業和新的經濟增長點;信息化水平已經成為現代化企業水平和綜合實力的重要標志。大慶石化公司經過多年的努力,在信息化建設中已取得了很大進步,如辦公自動化,電子商務。尤其是生產過程自動化,經過多年努力,大慶石化公司全面實現了DCS自動化改造。但是在實現全廠信息化建設之前,還存在如下問題:
        1)生產數據沒有有效共享,因而對影響生產過程的主要因素缺乏有效的監控手段。雖然公司的主要生產裝置都安裝了DCS,但絕大部分裝置的數據只能顯示在裝置的操作站上,而沒有采集到公司或分廠的辦公系統中。這樣我們只有到各生產裝置的控制室,才能觀察到生產數據,在分廠的調度室,辦公室,或公司領導,都無法直接看到現場的生產數據。如果出差在外,想了解一下生產情況就更是無能為力了。在當今互聯網把大千世界聯在一起的今天,不能不說是一種遺憾!
        2)分散的“信息孤島”無法進行集中化管理。由于各裝置信息封閉,即使在同一分廠,由于采用的是不同廠家,或同一廠家不同型號的DCS,彼此間沒有數據通訊手段。這致使生產管理的各個環節脫節,生產管理部門不能及時、有效地了解生產狀況,指導組織生產,造成了一定的浪費。
        3)沒有長期的歷史數據存儲。隨著存儲介質價格不斷下降,保存海量歷史數據不但是必要的,而且是現實的。而DCS本身的歷史數據存儲能力一般都比較有限,而長期的歷史數據有助于事故診斷。
        4)質量信息反饋滯后,導致加工成本增加。化驗數據直接反映生產的質量情況,對指導生產具有非常重要的意義。先前這些數據主要通過手工報表形式報送生產管理部門,造成信息遲滯,并且不利于對比分析。因此及時準確地將質量數據反饋給裝置操作人員和生產調度人員,可以保證有效地控制生產質量、降低生產成本。
        5)無法實現全廠信息瀏覽。如何讓公司領導用統一平臺直觀的看到各分廠的生產報表,統計數據,對于領導決策非常重要。
        通過上面的分析,我們不難看出,如何將分散的“信息孤島”有效地連接起來,實行網絡化、集中化,將生產過程數據與生產管理系統有機連接起來;把生產過程信息、原料消耗、過程產品產量、產品產量、能源消耗、設備狀態等科學地分類,提供給管理層數據庫,從而減少人工操作,提高管理層數據庫的準確性,提高公司的控制力和控制質量。同時也能夠使企業的先進控制、優化計算,流程模擬等更加方便。
        
        二、實施方案
        公司信息化內容很多,如裝置達標,LIMS,質量統計,價格管理,成本核算,生產信息化。其中生產信息化是整個系統的基礎,由于篇幅的限制,這里著重對其進行介紹。
        實時數據庫是整個信息系統的核心,實時數據庫軟件采用大慶紫金橋公司自己開發的 “紫金橋實時數據庫”。該實時數據庫在公司多個分廠有過成功應用。關系庫采用的是SQL Server。整體結構如下圖所示:
        
        



        整體結構圖

        
        由上圖可見,整個結構分為四層,第一層為公司級實時數據庫;第二層為分廠級實時數據庫,每個分廠一臺;第三層為分廠的前端數采機;底層為過程控制計算機。下面對各層計算機功能予以說明。
        
        過程控制計算機:完成控制監視功能。大慶石化公司控制計算機種類較多,可分為DCS、ESD、PLC、智能表等,但主要是DCS。
        
        前端數采機:進行數據采集,與過程控制計算機通信,將數據緩存并傳送給分廠級實時數據庫。前端數采機將各種類型的過程控制計算機的實時數據匯總,通過以太網統一送往分廠級實時數據庫,也可以在上游網絡故障時,暫存一段時間的歷史數據,當網絡恢復時,將數據轉存到分廠級實時數據庫。
        
        分廠級實時數據庫:用于分廠生產數據緩存、歷史存儲、數據計算等。具體包括:
        1、在這里可以對實時數據進行校正、補償、累計、統計等計算。
        2、可以對各車間數據進行橫向比較分析。
        3、也可以在此完成設備運行情況統計,裝置物料平衡計算,生成質量分析報告,或其他統計報表等。
        4、分廠內的其他計算機可以通過該服務器對裝置的實時數據、歷史數據、統計數據進行查看。
        5、通過該服務器上的Web服務器,可以直接通過IE瀏覽器瀏覽各種生產數據。
        6、與公司級實時數據庫通信。將公司關心的重要生產數據上傳到公司級實時數據庫中。
        7、該服務器還要作為用戶登錄服務器。只有有相關權限的用戶才能訪問該服務器中受保護的數據。用戶登錄要在該服務器上驗證。
        
        公司級實時數據庫:分廠重要生產參數緩存、歷史存儲等。另外還包括如下功能:
        1)分廠數據橫向比較、統計、分析。
        2)作為Web服務器,該機器有固定IP,可以在互聯網上通過IE瀏覽器訪問該服務器的實時數據、歷史數據等。
        3)該服務器可以作為分廠服務器的代理Web服務器,通過該服務器可以在互聯網上間接訪問分廠數據。
        作為登錄服務器。訪問該服務器數據的用戶要經過該登錄服務器的驗證。訪問分廠數據還要經過分廠級數據庫用戶驗證。
        三、數采方案
        1、概述
        數據采集是實時數據庫的重要組成部分,它負責將現場數據實時傳送給數據庫,將操作數據下送到現場,是數據庫服務器與生產控制系統連接的橋梁。如果沒有穩定、高效、豐富的數采接口,實時數據庫只能是空中樓閣。
        紫金橋軟件具有豐富的I/O接口,能夠與各種DCS,PLC,智能儀表通過多種連接方式,如以太網、串口、撥號等。并支持DDE、OPC、設備專有通信協議等。同一數據庫可以同時與任意多種驅動程序進行通訊。下圖為數采結構圖。
        
        



        數采結構圖

        
        圖中的I/O驅動就是各種數采接口。
        本項目的關鍵是實現各分廠生產裝置的數據采集。由于大慶石化公司分廠很多,自控裝置種類繁多,有大量的DCS、PLC、智能表等。通信方式多種多樣。如有的通過OPC,有的通過DDE,有的是廠家專有協議;網絡連接方式也很多,如以太網、串口、現場總線等。
        2、關鍵問題
        辦公網與控制網隔離
        保證自控裝置的安全是致關重要的。為了保證控制網的獨立性,辦公網與控制網間是完全隔離的。實時數據庫運行在辦公網一側,為了安全的與控制設備通信,我們采取了多種措施。
        1)在控制網與辦公網分別設置數采機,數采機間通過串口相連,這樣能夠有效的防止網絡病毒侵入。
        
        



        串口通訊防病毒

        
        為了提高串口的通信速度可以將兩臺前置數采機器放的很近,這樣可以將串口通信速度設的很高如112K。對于較遠的可以采用485方式通信。
        2)機器配置兩塊網卡,一塊網卡與控制網相連,一塊與辦公網相連,而且兩塊網卡處于不同網段。除了數據通信用到的端口號,其余通信端口都禁止掉。并且裝好防火墻,保持防病毒軟件及時自動更新。
        
        



        雙網卡通訊防病毒

        
        3)數據集中到VAX/ALPHA機,以VAX/ALPHA為橋梁實現辦公網與控制網相連。VAX/ALPHA運行的是VMS操作系統,安全性較高。并且很多裝置的上位機是VAX/ALPHA,所以通過VAX/ALPHA為中轉,是比較方便的。
        斷線數據自動恢復
        由于大慶石化公司裝置很多,距離較遠,再加上現場干擾多,所以網絡通信并不是十分可靠,網絡故障時而發生。紫金橋實時數據庫具有斷線后數據自動恢復功能,即當網絡出現故障時,前端數采機能夠自動將數據保存起來,當網絡恢復時將歷史數據插入到遠程實時數據庫。利用該功能,就不必擔心歷史數據缺失了。
        手工數據錄入
        為化驗人員提供化驗數據計算處理和錄入界面,以便將生產化驗數據收集到實時數據庫。紫金橋實時數據庫有專門的人工錄入記錄點和操作界面,能夠保證用戶在合理的時間范圍內錄入數據,并將數據按照填寫的時間插入到歷史數據庫中。對于超期沒有錄入的數據給出報警。
        四、生產管理信息系統帶來的好處
        1)及時了解生產動態。分廠級管理人員隨時了解生產裝置、公用工程運行狀況,包括監控點的溫度、壓力、流量等實時數據;物料和能源動力消耗數據、產品產量和質量數據。各級人員及時準確掌握生產動態,對生產過程中出現的問題及時做出處理,以保證生產安穩運行。
        2)實時數據庫作為控制系統和上層管理系統的中間層,起到承上啟下的作用。其將各控制系統的數據集中起來,以統一的形式存放,實現了有效的數據共享。由于實時數據庫支持各種開放接口,如OPC、DDE、OLE等.
       

      狀 態: 離線

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      產品目錄

      公司名稱: 紫金橋軟件技術有限公司
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      電  話: 0459-8151391-808
      傳  真: 0459-8151391-804
      地  址: 大慶市高新區服務外包產業園C-1座817室
      郵  編: 163316
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