实时数据库在石化行业的典型应用

1 前言 20世纪90年代，随着计算机技术的日新月异，计算机集成生产系统的研究已成为自动化领域的一个前沿课题。国外大型流程企业、特别是石油化工企业均重视信息集成技术的应用，纷纷以极大的热情和精力，构架工厂级、公司级甚至超公司级的信息集成系统；这就是集控制、优化、调度、管理、经营于一体的综合信息集成系统，通常称为生产过程综合自动化系统。而实时数据库作为连接生产过程和上层管理的中间组件，是综合信息集成系统的基础，在信息化建设中起着关键作用。 2 应用方案 某石油化工厂作为典型的石化行业，信息技术作为现代化管理的工具和手段，越来越受到各级领导和全体职工的重视，该厂主要生产装置实现了DCS自动控制，连接进入实时数据库系统的DCS控制系统包括浙大中控的JX300X的DCS系统2套，Honeywell TPS3000的DCS系统1套，Honeywell TDC3000的DCS系统1套，SIEMENS WINCC系统2套，罐区采集的CIMPLICITY系统1套。 通过建立基于实时数据库的生产信息管理系统，实现对控制装置的数据上传，实时数据监测等功能。系统功能包括：建立与DCS系统的连接；建立生产过程实时/历史数据库；基于实时数据库的应用；如图1所示。 图1 实时数据库应用框架 ESP-iSYS实时数据库系统软件在实现流程工业企业综合自动化中起到关键性的作用，它为工业生产过程提供了以下解决方案： （1）集成所有集散控制系统、可编程控制器、智能化仪表、过程控制软件、工业控制计算机等过程控制系统 （2）具备流程监视、数据浏览、实时趋势、历史趋势、分析报表、生产调度等全面功能应用； （3）按照B/S模式设计，在企业内部网络或Internet上均可运行； （4）彻底解决企业中多种、多套过程控制系统的联网、集成、管理问题； （5）采用实时数据库技术，满足企业多工段、多车间、多过程集成需要； （6）统一过程控制系统和企业信息系统两大网络基础设施。将过程控制系统融合为企业信息管理系统的一部分； （7）通过实时跟踪控制生产计划、原料供应、操作人员、过程信息和设备信息，使企业生产经营管理人员对企业的生产条件有一个全面的了解； （8）从全厂生产过程中的各个方面收集生产信息，并按照全厂信息模型组织这些数据，最终提供给企业管理人员和其它软件使用； （9）全面标准、开放的数据存储和服务，使得管理信息系统软件、企业资源计划管理软件和供应链管理软件可以按自己的需要访问、组织、使用系统中的所有数据。 ESP-iSYS实时数据库系统软件平台通过对生产过程数据的再次加工处理，提炼出真正对生产管理、计划调度、经营决策有用的数据，从而在生产经营管理和实时过程控制之间架起一座桥梁，达到两者之间的信息交换和紧密集成。 3 应用效果 通过实施生产信息管理系统，实现以下目标： （1）实时数据采集与显示：已经实施完成控制系统数据采集网络，把催化装置、聚丙烯装置、锅炉房、罐区、化纤装置等控制系统的数据通过数据接口采集到实时数据库服务器中，然后通过局域网在各领导办公室、调度室、各科室的计算机上实时显示。涉及的控制系统包括：催化装置DCS（Honeywell TPS3000），采用OPC接口；聚丙烯装置DCS（Honeywell TDC3000），采用SI卡通过MODBUS RTU协议传输数据；锅炉房和944车间DCS（浙大中控SUPCON JX-300X），采用OPC接口；罐区系统（CIMPLICITY组态软件），采用DDE接口；化纤装置控制系统（SIEMENS WINCC组态软件），采用OPC接口； （2）流程图画面的浏览：流程图画面形象的反映出工艺原理和流程以及当前的生产状况，使生产管理人员能够方便地了解和分析生产情况； （3）生产数据监视：生产数据画面能够全面地反映生产情况，将每个工段相关的数据集中到一幅或几幅画面中； （4）公用工程实时数据的监视：将实时数据库系统采集的水、电、汽、风、瓦斯、气（氧气、氮气、氢气等）等公用工程的实时数据通过数据表格、管线图、配电图等画面进行集中显示，监视公用工程的状况； （5）实时趋势、历史趋势监视：趋势图能够显示出某一段时间数据变化的情况。实时趋势能够反映出当前的数据变化情况，历史趋势的数据从历史数据库中取出，能够查看任何时间段数据的变化情况。通过查看历史趋势，可以了解长时间的生产情况； （6）生产报表生成：能够生成班报表、日报表、成品动态、原料进厂等生产数据报表，所反映的数据真实而且准确。系统生成班报表后，根据日期可以通过网络比较快速地进行查询； （7）化验数据的输入和显示：实现全厂所有化验数据一次键入，全厂共享的目标。化验数据共约700个化验分析数据； （8）预留与其它监控系统的接口，若以后系统扩展，增加DCS系统，其数据也可以方便的传送到管理网中来； （9）提供开放的数据格式及接口，使实时数据可以上传到企业的管理系统（ERP）中，建设全厂的管控一体化系统，从而使企业的管理效益达到最大。 4 后记 实时数据库ESP-iSYS自2004年投入运行以来，已稳定运行2年以上，整个系统维护工作量少，实时生产监控为厂级领导，生产调度等部门提供了极大的方便，“办公室更趋近现场”得以很好的实现。