GENESIS64和Hyper Historian在庆阳石化公司的应用

一、前言

随着自动化技术的迅猛发展，软件技术及网络通讯的快速进步，工厂对于生产控制及上层管理提出了更高的要求，迫切需要通过相关软件对生产监控和生产管理进行有机结合，实现管控一体化。庆阳石化新厂建设项目采用ICONICS的GENESIS64和Hyper Historian软件配合控制系统使用，该软件运用了HMI/SCADA软件领域最新的平台和技术，有效解决了上述问题，从而实现了从现场控制系统到企业资源的统一管理。

二、项目概述

庆阳石化分公司以石油炼制为主，辅助生产少量的石油助剂和石化产品，全公司主要装置按区域分为一联合、二联合、三联合、储运等单元，包括常压、催化、重整、柴油加氢、聚丙烯装置等装置，新厂选用ABB公司的 AC800F集散控制系统作为全厂的主工艺控制系统，全系统I/O总点数超过10000点。虽然各装置间工艺紧密结合，但控制系统分别独立，互不干扰。在各单元装置现场设有本地机柜室和现场工程师站，全厂设一个中央控制室，所有工艺装置、公用工程、储运设施均在中央控制室集中控制和监控，中央控制室与现场机柜室的控制器采用冗余的单模光纤通讯。

Historian实时数据库软件安装在中央控制室的服务器上作为历史记录站，作为数据源，为全厂生产执行系统（MES）、能源管理系统等提供装置实时过程控制数据；并用于全厂DCS系统过程参数、给定值、调节器输出值的历史记录与管理。此历史数据站通过交换机与全厂局域网络相连。

三、系统功能介绍

3.1 软件选型与配置

ICONICS公司软件在本次项目中的软件配置情况如下：核心的应用服务器为15,000点GENESIS64三维HMI/SCADA软件套件，该软件包含开发和运行版授权，动态计算有效I/O点；Web服务器一台，包含GENESIS64 Web 服务器授权；若干个WEBHMI64 客户端运行浮动授权, 应用于GraphWorX64, AlarmWorX64, TrendWorX64 和 GENESIS64 Workbench等GENESIS64组件的胖客户端或瘦客户端。此外系统还包括GENESIS64 FrameWorX，Unified Data Manager，OPC-UA 数据网桥、数据聚合、全局别名等功能模块。

实时历史数据库为15,000点的Hyper Historian标准版，支持高效的旋转门和死区压缩算法，特别值得一提的是同时支持内存数据库、硬盘存储两种数据存储方式。这两种算法综合起来可以使存储容量大大的减少，存储和恢复的综合效率更高，更好地解决实时数据库中数据采集量大及数据临近度高等难点。数据采集方面，支持基于TCP/IP OPC的远程数据采集等功能，在本项目中主要通过OPC的方式进行数据采集。

用于过程数据中间件、实现数据聚合的高性能OPC服务器DataWorX可以连接任意数量的OPC服务器和客户端，有助于减少下位OPC服务器的负载和上位客户端的连接数量，整体上简化和优化了系统的OPC通讯。DATAWORX还提供了数据桥接技术（OPC Bridging），它能使任何的OPC Server之间实现互连，并且可在配置后提供多级OPC数据冗余。

综合报表服务器软件BizViz是架构于历史数据库之上，作为历史数据的展现层，将其灵活丰富地展示给不同的用户。

3.2 系统应用环境

GENESIS64软件在本次项目中的网络设置及硬件应用环境如下：

A) 网络设置

四大板块装置每套都对应一个OPC Server,四个OPC Server分别连接在对应装置的交换机上。中央控制室设有一台EDS-828三层交换机，共划分了5个虚拟局域网，用于采集现场OPC数据。数据聚合OPC服务器，实时历史数据库服务器，报表画面服务器也都分别连接在三层交换机上。

B) 硬件环境

GENESIS64是基于微软64位平台的平台软件，运行在64位的操作系统和硬件环境上。三台服务器全部选择DELL T710作为硬件载体。T710具备卓越的系统及硬件通用性，以及满足需求和实用性。该服务器提供整齐合理的组件及电源配置，方便快速安装与简化部署作业。其最高可配备16部硬盘，内存最高容量高达144GB，支持RAID6，可选附加网卡。

操作系统选择的Windows Server 2008 R2，是微软推出的纯正64位高效操作系统，用于在虚拟化工作负载、支持应用程序和保护网络方面向用户提供最高效的平台。它为开发和可靠地承载Web应用程序和服务提供了一个安全、易于管理的平台，使得GENESIS64软件发挥其Web功能更加得心应手。

     C) 工作原理

DATAWORX OPC Server 通过三层交换网络采集各装置OPC数据，统一汇总之后作为一个总OPC服务器，为其他客户端用户提供数据，例如GraphWorX，Hyper Historian(简称 HH),MES等。HH Server把从 DataWorX采集的数据存入自己的文件系统中形成*.hhd文件作为历史记录。根据现场要求，历史记录设置为保存一年，数据会随时间自动更新。GraphWorx 采集DataWorX 实时数据作为装置画面提供动态显示，设置好WEB选项建立站点，把画面发布到站点上，供管理局域网查看。BizViz报表服务器自身已经应用了.net技术，在创建时已经在IIS上建立了自己的虚拟服务器，只需建立模板就可以在管理局域网内操作。为了系统安全，在管理网与控制网之间增加了一台思科硬件防火墙。

3.3 系统功能

通过架设WEB服务器，将现场所有的控制画面发布到管理局域网上，通过分配相应的权限使管理者可以通过浏览器方便地查看装置的实时运行情况，迅速了解各个装置的状态，免去了控制系统软件的安装及维护，节省了工作时间，提高了工作效率。由于GENESIS64基于.NET Framework 4.0开发，系统内在支持Web功能，因此Web系统的设计、发布和管理可以在统一的平台上很方便快捷地实现。

A） 高性能，高可靠性的实时历史数据库为生产管理数据提供了有力的保证，根据生产管理需求，可以任意选择数据的存储方式，方便到时进行数据统计，物料分析等。数据查看方式灵活多变，对于现场工作人员，采用趋势控件的方式查看，对于上层领导管理人员，可以通过数据报表或者绘制图表进行查看，对于计算机管理人员，可以利用Hyper Historian 提供的数据库接口进行查看。每种查看方式都能达到预期的要求。

B）    强大的报表功能，灵活的报表方式，基于WEB的管理手段, ICONICS BizViz软件结合其实时数据库可以充分地满足用户需求。通过预先设置好的模板，可以设置报表的定时打印或者定时生成并存储，也可以通过自己编写触发器来生成报表，并且报表还可以用WEB方式通过浏览器查看任意时间段里的数据，大大方便了后期的维护工作。

C） 强大的OPC功能软件DataWorX具有标准的OPC规范，可以对多车间或者多厂家的OPC数据进行整合，作为一个统一的接口对外提供数据，减少了网络设备的交错安装，简化了网络布置，同时该软件可以根据需要设置冗余功能，更加完善地保证了系统的强壮型。

四、总结

该系统自装置开工运行1年多以来，运行稳定、可靠，作为数据源，能准确地为各个接口提供数据，为全厂实施数字化管理了提供可能，为全厂实施科学管理提供准确的依据，从使用情况来看GENNISIS64和Hyper Historian是架构先进、高可靠性、高性能、扩展性及灵活性都非常强大的综合性管控一体化平台软件，其先进的3D技术及内置的WEB应用必能在将来的生产管理和监控领域中得到更广泛地应用。