05三維力控實時數(shù)據(jù)庫pspace在勝利油田油氣集輸生產(chǎn)中的應(yīng)用

1、- 1 -三維力控實時數(shù)據(jù)庫 pSpace 在勝利油田油氣集輸生產(chǎn)中的應(yīng)用1、前言勝利油田油氣集輸公司是勝利油田從事油氣集輸?shù)膶I(yè)化生產(chǎn)企業(yè)，主要擔負勝利油田原油外輸、天然氣生產(chǎn)集輸及輕烴生產(chǎn)任務(wù)。管理著 9 個氣田，187 口氣井，24 座集配氣站，總長 240 公里的天然氣輸氣管道和 220 公里的輸油管道，8 座大中型輸油站庫，2 座壓氣站和 3 套輕烴回收裝置。所轄 13 個三級，具有點多、線長、面廣、易燃易爆、高溫高壓的特點。前些年，在信息化建設(shè)中，已經(jīng)開發(fā)應(yīng)用了多套、PLC 自動化系統(tǒng)。為了整合這些獨立的系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享經(jīng)過多年的研究試驗，引進了三維力控實時數(shù)據(jù)庫 pSpace。

2、2、實時數(shù)據(jù)庫我公司大型輕烴裝置和設(shè)備已基本實現(xiàn)了自動化，共有系統(tǒng) 5 套，plc 系統(tǒng) 2 套。但是這些系統(tǒng)建設(shè)時間不一，系統(tǒng)各異，接口各不相同，系統(tǒng)各自獨立，妨礙了信息共享利用。2001 年，決定把東營壓氣站大型離心壓縮機組自動化系統(tǒng)橫河CS1000 聯(lián)入局域網(wǎng)，使用 OPC 方式通過 VB、VC 編程實現(xiàn)了在瀏覽器中實時畫面及其歷史曲線。通過這次嘗試，感到自行編程方式來實現(xiàn)與工業(yè)控制系統(tǒng)的互聯(lián)，達到從、自動報表計算等功能確實有一定難度并且通用性差，每套系統(tǒng)都照此開發(fā)一套，不僅價格高，而且隨著生產(chǎn)變動，系統(tǒng)也可能隨著相應(yīng)改變，程序也需?？傊?，開發(fā)成本高、移植性差、擴展性差、成本高并且升級成

3、本與日驟增。經(jīng)過對當前實時數(shù)據(jù)庫調(diào)研分析后，認為三維力控實時數(shù)據(jù)庫 pSpace，不論從性能價格比還是易用程度較符合我公司的情況。它具有極強數(shù)據(jù)處理能力的服務(wù)器，豐富的多接口、以及功能實用的數(shù)據(jù)查詢分析工具，以 pSpace 作為整個公司的實時數(shù)據(jù)庫，向下集成全公司的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，橫向可關(guān)系統(tǒng)型數(shù)據(jù)庫（oracle）進行雙向，向上為各種生產(chǎn)管理應(yīng)用系統(tǒng)提供支持，起到了兩個層面之間的橋梁作用使生產(chǎn)過程控- 2 -制系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)相結(jié)合，從監(jiān)測和考核原材料及水、電、汽、風(fēng)的用量入手，減少能耗物耗；分析事故原因，可建立一套由幾個關(guān)鍵參數(shù)組成的關(guān)聯(lián)方案，以避免事故的再次發(fā)生；分析過去的工藝情況，可查找

4、并消除生產(chǎn)運行瓶頸，優(yōu)化生產(chǎn)過程，提高生產(chǎn)運行效率；對比分析操作參數(shù)與運行質(zhì)量的關(guān)系，可更好地將運行質(zhì)量控制在最恰當?shù)姆秶罱K實現(xiàn)生產(chǎn)企業(yè)管控。3、實時數(shù)據(jù)庫的設(shè)計油氣集輸公司下屬地理位置分布極為廣泛，是典型的點多、線長。為保證數(shù)據(jù)傳輸，在主要生產(chǎn)站場設(shè)一臺區(qū)域數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，公司中心機房設(shè)一臺 perspace 實時數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，負責實時數(shù)據(jù)的收集、整理和 web 發(fā)布。3.1 實時數(shù)據(jù)庫設(shè)計方案3.2 工控點為保證，設(shè)置力控本地數(shù)據(jù)庫的微機安裝兩塊網(wǎng)卡，一塊網(wǎng)卡與管理局的局域網(wǎng)相連接，一塊網(wǎng)卡與工控的操作站以內(nèi)網(wǎng)方式連接，這臺起到網(wǎng)關(guān)作用的機器由各站及時負責升級防給系統(tǒng)打補丁，把不安全控制

5、在這一端，避免一些外部對操作站的直接沖擊，如果四級有多個不同自控系統(tǒng)操作站，工作主要集中在負責上傳數(shù)據(jù)的本地力控機，把住基本上控制了網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)的侵蝕，并且其它機器可通過這臺力控間接從網(wǎng)絡(luò)上一些必要程序，方便了的升級。- 3 -3.3 實時數(shù)據(jù)庫設(shè)計方案3.3.1 當具有 OPC 或 DDE 接口時，本地實時數(shù)據(jù)庫只需通過以太網(wǎng)就可以以方式數(shù)據(jù)。3.3.2 對于 PLC，本地實時數(shù)據(jù)庫需要通過與 PLC 相匹配的通訊接口PLC 數(shù)據(jù)。3.3.3 對于沒有開放接口的，本地實時數(shù)據(jù)庫需要通過驅(qū)動程序通過相匹配的通訊網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。3.3.4 對于已經(jīng)實現(xiàn)的裝置，可以通過 DDE、OPC、ODBC 等方式將數(shù)

6、據(jù)直接采集進入本地實時數(shù)據(jù)庫。3.3.5 有些實時數(shù)據(jù)進行計算處理后，通過 ODBC 送到關(guān)系數(shù)據(jù)庫做更應(yīng)用。4、實時數(shù)據(jù)庫在原油庫自動化改造中的應(yīng)用2002 年底，對東營油庫實施了全庫自動化改造。4.1 原油庫自動化改造情況簡介原油庫自動化改造是公司規(guī)模最大、點數(shù)最多的自動化項目，也公司輸油站庫一次大規(guī)模的自動化。因其崗位分散，在交換數(shù)據(jù)采用工業(yè)以太網(wǎng)，除各崗位有操作站外，并設(shè)有中心控制室，對整個原油進行全面。改造實施內(nèi)容：東營原油庫自動化改造以為重點，加上部分控制系統(tǒng)，此次實施包括六個重要崗位：流量計崗、罐區(qū)計量崗、泵房崗、加熱爐崗、鍋爐崗、外銷流量計。根據(jù)情況實際情況，選用了德國西門子S

7、7-400 自動控制系統(tǒng)。全裝置共有 6 個控制室：4 個現(xiàn)場控制室各設(shè)一個操作員站，用來本崗位的工藝過程?？刂剖以O(shè) 1 個操作員站和 1 個工程師站，操作員站可以全裝置的工藝過程，工程師站除了可以編程組態(tài)外，也可以作為操作員站來使用。整個控制系統(tǒng)使用 2 套冗余的 414H 控制器，其中流量計崗和西流量計崗用 1 套控制器；計量崗和其他三個崗位共用 1 套控制器。各崗位的 I/O 信號模塊安裝在本地的控制柜中，它們和控制器之間通過 PROFIBUS 現(xiàn)場總線相連接。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 1 所示：- 4 -怎樣通過局域網(wǎng)，對現(xiàn)場過程、歷史曲線等應(yīng)用瀏覽是此次自動化改造的新問題。西門子的組態(tài)WIN

8、CC 具有直接發(fā)布功能，現(xiàn)場施工的工程技術(shù)更傾向于使用WINCC 自帶的 WEB 發(fā)布功能即從操作站上把現(xiàn)有組態(tài)畫面網(wǎng)上直接發(fā)布,他們認為不但所有組態(tài)可以原樣保留，不增加工作量，可通過權(quán)限來控制，但卻認為如果這樣實施首先帶來的安全問題不容忽視；其次是針對性不強，因網(wǎng)上瀏覽以管理技術(shù)為主，一些詳細的操作畫面完全沒有必要，如方便操作員的所有控制組畫面，本地發(fā)布，數(shù)據(jù)不，將會造成全公司自控化系統(tǒng)發(fā)布不，不但難于管理，難度增加，而且更次的應(yīng)用如優(yōu)化運行、故障分析等無法展開。力控實時數(shù)據(jù)庫 pSpace 解決方案的整體引入即建立原油庫本地二級實時數(shù)據(jù)，公司建立一級實時數(shù)據(jù)發(fā)布、中心。初始采用 step7

9、OPC server 方式向 pSpace 傳送數(shù)據(jù)，使用一個階段后改為采用通過在力控中配置 I/O驅(qū)動中 softnets7 來直接從工業(yè)以太網(wǎng)上讀 I/O 設(shè)備，力控當作為成 plc 系統(tǒng)的一個的操作站，某些轉(zhuǎn)換用 pSpace 的完全可實現(xiàn)，完全能夠更快更迅速地西門子 PLC 的數(shù)據(jù)，同時實時地向設(shè)在公司的中心服務(wù)器傳輸數(shù)據(jù)。設(shè)在中控室的力控上傳局域網(wǎng)的機器既在原油庫的工業(yè)以太網(wǎng)上，同時又在局域網(wǎng)上，完全起到網(wǎng)關(guān)的作用，它有選擇性進行組態(tài)顯示原油庫各點的重要參數(shù)，控制點沒有進行組態(tài)，從上保證數(shù)據(jù)的安全性。原油庫西門子 S7-400 實時數(shù)據(jù)上傳局域網(wǎng)- 5 -解決方案的成功實施，我公司全面實施自控系統(tǒng)開做了嘗試，它集成了大量的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，打破了過去生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)停留在各崗位的局限，實現(xiàn)了全公司生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)的共享。有了它，生產(chǎn)調(diào)度可以及時全面了解生產(chǎn)情況，迅速處理種種突發(fā)事件。今后集輸公司現(xiàn)有各生產(chǎn)崗位的重要