生產(chǎn)實時應(yīng)用系統(tǒng)在大型化工的應(yīng)用

1、文檔供參考，可復(fù)制、編制，期待您的好評與關(guān)注！ 生產(chǎn)實時應(yīng)用系統(tǒng)在大型化工裝置上的應(yīng)用楊文華1 劉青2（1.晉煤集團湖北三寧化工股份有限公司443206 2.北京示藝工軟科技有限公司102200）摘要：本文主要介紹了三寧化工生產(chǎn)實時應(yīng)用系統(tǒng)的實施情況、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能。該系統(tǒng)實現(xiàn)了公司裝置控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全采集、集中存貯與管理，生產(chǎn)數(shù)據(jù)與管理信息在全公司安全實時地應(yīng)用。目前，該系統(tǒng)已在各分廠生產(chǎn)調(diào)度室、生產(chǎn)技術(shù)部門，以及公司管理部門廣泛應(yīng)用，取得了很好的效果。關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)采集 實時數(shù)據(jù)庫 生產(chǎn)信息化4 / 41、引言化學(xué)工業(yè)作為國家支柱產(chǎn)業(yè)，面臨全球競爭，在生產(chǎn)過程自動化與管理信息化方面需要

2、與國際接軌，以增強對市場變化的反應(yīng)能力，優(yōu)化資源配置，提高企業(yè)的管理水平與市場競爭能力。大型化工企業(yè)一般有多套生產(chǎn)裝置，分布在較大的區(qū)域，聯(lián)合生產(chǎn)。多套裝置之間往往存在水、電、氣、汽等方面的關(guān)聯(lián)，有時一套裝置可能為另一套裝置提供原材料。然而由于歷史與安全方面的原因，控制系統(tǒng)為了將風(fēng)險分散通常獨立運行。導(dǎo)致相互聯(lián)系的工藝參數(shù)不能共享，對生產(chǎn)控制、產(chǎn)品計量等造成一定的影響。根據(jù)生產(chǎn)需要必須對多套裝置的生產(chǎn)實時信息進行集成，實現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)管理、企業(yè)經(jīng)營管理的信息化，及時指揮全公司的生產(chǎn)運行，優(yōu)化資源配置，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。隨著信息技術(shù)的發(fā)展已成為可能。2、生產(chǎn)實時應(yīng)用系統(tǒng)在湖北三寧化工股份有限

3、公司生產(chǎn)裝置控制系統(tǒng)中應(yīng)用的必要性。晉煤集團湖北三寧化工股份有限公司（以下簡稱三寧化工）是一家集煤化工、磷化工和精細(xì)化工為一體的大型化工企業(yè)。年產(chǎn)值達(dá)50億元。公司先后建設(shè)了氮肥廠、尿素廠、磷肥一廠、二廠。四套裝置全部采用DCS或PLC控制，總控制點達(dá)2萬點以上，具體規(guī)模如下：三寧公司控制系統(tǒng)規(guī)模DCSPLCAO點氮肥廠11354630尿素廠19689670磷肥廠23248220合計5312722520三廠之間電、一次水、除鹽水、蒸汽、氨、終端污水等公用工程形成一個巨大的網(wǎng)絡(luò)，相互之間關(guān)系密切，由于歷史原因四廠之間的控制系統(tǒng)相對獨立，生產(chǎn)信息無法及時共享，分廠之間的生產(chǎn)情況通過電話咨詢、交接班

4、匯報等方式進行，生產(chǎn)考核則由人工在DCS 上比對關(guān)鍵控制點的歷史記錄曲線。嚴(yán)重制約了整體裝置的整體協(xié)調(diào)和調(diào)度。必須對全公司生產(chǎn)裝置工藝參數(shù)實現(xiàn)共享和開發(fā)應(yīng)用。通過實施北京示藝工軟科技有限公司的“生產(chǎn)實時應(yīng)用系統(tǒng)”（At-RASS）后，三寧化工各分廠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)全部集中，生產(chǎn)信息在公司內(nèi)部實時高效地共享，以生產(chǎn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的考核報表和生產(chǎn)報表自動生成。同時，也為三寧化工今后實施ERP與MES項目打下了堅實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。3、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)“生產(chǎn)實時應(yīng)用系統(tǒng)”在三寧化工現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上實施。數(shù)據(jù)集中是實時應(yīng)用的基礎(chǔ)，系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集工作站從各分廠的DCS中采集生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，上傳到實時數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)采集工作站具備

5、數(shù)據(jù)緩存功能，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)通信中斷后，數(shù)據(jù)可以緩存在工作站上，一旦通信恢復(fù)，緩存的數(shù)據(jù)及時上傳到實時數(shù)據(jù)庫中。實時數(shù)據(jù)庫是生產(chǎn)數(shù)據(jù)的存貯中心，采用高效的壓縮算法，使大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)長期存貯在磁盤中。實時數(shù)據(jù)庫提供開放的通信接口，其他應(yīng)用，如MES可以方便地從數(shù)據(jù)庫中取得生產(chǎn)數(shù)據(jù)。實時應(yīng)用服務(wù)為遠(yuǎn)程應(yīng)用提供登錄、管理、數(shù)據(jù)服務(wù)、通信服務(wù)等，直接面向終端用戶。實時應(yīng)用服務(wù)可以與多臺實時數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通信。通常，實時應(yīng)用服務(wù)與實時數(shù)據(jù)庫安裝在同一臺服務(wù)器上，既節(jié)省資源，又可提高通信效率。遠(yuǎn)程客戶端是生產(chǎn)實時信息的應(yīng)用中心。各遠(yuǎn)程用戶通過辦公網(wǎng)絡(luò)與實時應(yīng)用服務(wù)器通信。全系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，數(shù)據(jù)采集頻率可以根據(jù)應(yīng)

6、用要求設(shè)置到毫秒級（考慮到用戶的實際需要，當(dāng)前三寧化工統(tǒng)一配置為3秒）。數(shù)據(jù)從發(fā)生到顯示在遠(yuǎn)程用戶桌面在1秒鐘內(nèi)完成。各分廠調(diào)度室的用戶監(jiān)視全公司的生產(chǎn)數(shù)據(jù)與本廠DCS的數(shù)據(jù)基本同步，完全滿足生產(chǎn)調(diào)度指揮要求。1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4、實時數(shù)據(jù)庫實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用高效的壓縮算法，在保證數(shù)據(jù)精度的情況下，對數(shù)據(jù)進行大比例的壓縮存貯，一方面減少了存貯空間，另一方面提高了歷史數(shù)據(jù)的查詢速率和數(shù)據(jù)的通信效率。另外，系統(tǒng)充分利用了當(dāng)前計算機普遍配備大容量內(nèi)存的特點，將大量的歷史數(shù)據(jù)緩存在動態(tài)內(nèi)存了，減少了磁盤操作次數(shù)，極大地提高了數(shù)據(jù)查詢效率。通過多種技術(shù)的綜合應(yīng)用，實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以對高頻率的采集數(shù)據(jù)進行高效的

7、存貯與查詢處理。5實時應(yīng)用生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)的應(yīng)用是系統(tǒng)的最終目標(biāo)，系統(tǒng)集成了頁面組態(tài)、生產(chǎn)報警、趨勢曲線、生產(chǎn)報表、數(shù)據(jù)分析等多方面的應(yīng)用模塊，方便用戶對生產(chǎn)數(shù)據(jù)直觀、實時、高效、深入地應(yīng)用。5.1 流程圖數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)的組態(tài)工具可以方便地繪制生產(chǎn)工藝流程圖，面向公司各級領(lǐng)導(dǎo)、生產(chǎn)技術(shù)人員與管理人員，界面美觀，操作功能全面。頁面實時數(shù)據(jù)每秒更新一次，與DCS基本同步顯示。在流程圖頁面中，可以方便地調(diào)出各數(shù)據(jù)點的歷史數(shù)據(jù)趨勢曲線，查詢?nèi)我鈺r間段的歷史數(shù)據(jù)。頁面采用目錄樹管理，根據(jù)不同級別用戶的需求，按由粗到細(xì)、由全局到局部的原則，對DCS頁面重新規(guī)劃。使生產(chǎn)信息顯示結(jié)構(gòu)清晰，層次分明，使用方便。5.2

8、 生產(chǎn)報警系統(tǒng)中的每個數(shù)據(jù)點，都可以指定報警限，當(dāng)生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)達(dá)到報警限時，系統(tǒng)將自動生成報警信息，提示用戶裝置的生產(chǎn)運行情況。5.3 趨勢曲線系統(tǒng)的趨勢曲線按化工生產(chǎn)的使用習(xí)慣定義，曲線圖可以自適應(yīng)網(wǎng)格與坐標(biāo)軸。趨勢曲線模塊提供豐富的操作界面，用戶可以方便地追憶、比較各控制點在任意時刻的生產(chǎn)運行趨勢。5.4 生產(chǎn)報表系統(tǒng)集成類似Excel的電子表格，可以實時方便地生成生產(chǎn)報表。另外，系統(tǒng)具有與Excel交換數(shù)據(jù)的功能模塊，在Excel表格中，可以方便地獲得生產(chǎn)數(shù)據(jù)。這樣可以充分利用Excel的計算排版功能，生成正式、可持久保存的生產(chǎn)報表。利用系統(tǒng)極高的實時性能，可以實時地生成全公司的能耗表、

9、物耗表、各關(guān)鍵節(jié)點運行情況表，有利于公司對各分廠、生產(chǎn)裝置生產(chǎn)的及時調(diào)度，提高裝置的生產(chǎn)運行效率。另外，班組生產(chǎn)考核也根據(jù)歷史數(shù)據(jù)自動生成。例如，如班組的消耗與效率，關(guān)鍵指標(biāo)的控制水平（操作合格率）等方面，減少人為誤差，提高生產(chǎn)管理水平。5.5 信息安全系統(tǒng)對數(shù)據(jù)訪問進行嚴(yán)格的權(quán)限管理，只有授權(quán)的用戶，才可以瀏覽生產(chǎn)信息，查詢歷史數(shù)據(jù)，應(yīng)用系統(tǒng)提供的功能。6、 結(jié)束語 三寧化工生產(chǎn)實時應(yīng)用系統(tǒng)的建立實現(xiàn)了對公司主要生產(chǎn)裝置實時數(shù)據(jù)的采集和存儲，對裝置生產(chǎn)情況的實時管理和生產(chǎn)主要指標(biāo)的監(jiān)控，以及對生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)的分析，縮短了生產(chǎn)調(diào)度管理的決策時間，提高了企業(yè)的管理水平和經(jīng)濟效益。系統(tǒng)安全、實時、可

10、靠，維護簡單，使用方便，有很大的拓展和推廣空間。參考文獻(xiàn)：1REVILL G. Designing and debugging real-time distributed systemsJ.Safety Critical Embedded Systems, 2008(2): 27-312楊傳順, 錢幸存. 實時數(shù)據(jù)分發(fā)系統(tǒng)軟件的設(shè)計與實現(xiàn)J. 微型機與應(yīng)用, 2011, 30(6): 3-5, 103石凌云. 火電廠生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計J. 信息科技, 2011(11): 103-1044Cuiru Wang，Shuangxi Liu. Study on the Key Technol

11、ogy of Real-Time Data WarehouseJ. Proceeding of International Work shop of Computer Science and Engineering，2008,5(8): 44-47The application of Production real-time application system in Large-scale chemical enterpriseAbstract：Project implementation, system architecture and system functions of Sannin

12、g Chemical Work Production Real-time Application System are introduced on this paper. The system realized control system data of the device to security collection, centralized storage and management, production data and management information secure real-time applications across the company.  At the present time, the system has been in the branch factory production control