實時數據庫在石化行業的典型應用

中控軟件公司 鄒小寶

摘 要：本文介紹了實時數據庫ESP-iSYS在石化行業中的應用，并對實施過程中出現的幾個亟待解決的關鍵技術作了研究與探討，表明了實時數據庫和OPC技術在企業綜合自動化中的強大功能和應用特點。

關鍵詞：實時數據庫 生產實時監控 OPC 數據采集

20世紀90年代，隨著計算機技術的日新月異，計算機集成生產系統的研究已成為自動化領域的一個前沿課題。國外大型流程企業、特別是石油化工企業均重視信息集成技術的應用，紛紛以極大的熱情和精力，構架工廠級、公司級甚至超公司級的信息集成系統；這就是集控制、優化、調度、管理、經營于一體的綜合信息集成系統，通常稱為生產過程綜合自動化系統。而實時數據庫作為連接生產過程和上層管理的中間組件，是綜合信息集成系統的基礎，在信息化建設中起著關鍵作用。

某石油化工廠作為典型的石化行業，信息技術作為現代化管理的工具和手段，越來越受到各級領導和全體職工的重視，該廠主要生產裝置實現了DCS自動控制，連接進入實時數據庫系統的DCS控制系統包括浙大中控的JX300X的DCS系統2套，Honeywell TPS3000的DCS系統1套，Honeywell TDC3000的DCS系統1套，SIEMENS WINCC系統2套，罐區采集的CIMPLICITY系統1套。

通過建立基于實時數據庫的生產信息管理系統，實現對控制裝置的數據上傳，實時數據監測等功能。系統功能包括：建立與DCS系統的連接；建立生產過程實時/歷史數據庫；基于實時數據庫的應用；如圖1所示。

圖1 實時數據庫應用框架

ESP-iSYS實時數據庫系統軟件在實現流程工業企業綜合自動化中起到關鍵性的作用，它為工業生產過程提供了以下解決方案：

（1）集成所有集散控制系統、可編程控制器、智能化儀表、過程控制軟件、工業控制計算機等過程控制系統

（2）具備流程監視、數據瀏覽、實時趨勢、歷史趨勢、分析報表、生產調度等全面功能應用；

（3）按照B/S模式設計，在企業內部網絡或Internet上均可運行；

（4）徹底解決企業中多種、多套過程控制系統的聯網、集成、管理問題；

（5）采用實時數據庫技術，滿足企業多工段、多車間、多過程集成需要；

（6）統一過程控制系統和企業信息系統兩大網絡基礎設施。將過程控制系統融合為企業信息管理系統的一部分；

（7）通過實時跟蹤控制生產計劃、原料供應、操作人員、過程信息和設備信息，使企業生產經營管理人員對企業的生產條件有一個全面的了解；

（8）從全廠生產過程中的各個方面收集生產信息，并按照全廠信息模型組織這些數據，最終提供給企業管理人員和其它軟件使用；

（9）全面標準、開放的數據存儲和服務，使得管理信息系統軟件、企業資源計劃管理軟件和供應鏈管理軟件可以按自己的需要訪問、組織、使用系統中的所有數據。

ESP-iSYS實時數據庫系統軟件平臺通過對生產過程數據的再次加工處理，提煉出真正對生產管理、計劃調度、經營決策有用的數據，從而在生產經營管理和實時過程控制之間架起一座橋梁，達到兩者之間的信息交換和緊密集成。

通過實施生產信息管理系統，實現以下目標：

（1）實時數據采集與顯示：已經實施完成控制系統數據采集網絡，把催化裝置、聚丙烯裝置、鍋爐房、罐區、化纖裝置等控制系統的數據通過數據接口采集到實時數據庫服務器中，然后通過局域網在各領導辦公室、調度室、各科室的計算機上實時顯示。涉及的控制系統包括：催化裝置DCS（Honeywell TPS3000），采用OPC接口；聚丙烯裝置DCS（Honeywell TDC3000），采用SI卡通過MODBUS RTU協議傳輸數據；鍋爐房和944車間DCS（浙大中控SUPCON JX-300X），采用OPC接口；罐區系統（CIMPLICITY組態軟件），采用DDE接口；化纖裝置控制系統（SIEMENS WINCC組態軟件），采用OPC接口；

（2）流程圖畫面的瀏覽：流程圖畫面形象的反映出工藝原理和流程以及當前的生產狀況，使生產管理人員能夠方便地了解和分析生產情況；

（3）生產數據監視：生產數據畫面能夠全面地反映生產情況，將每個工段相關的數據集中到一幅或幾幅畫面中；

（4）公用工程實時數據的監視：將實時數據庫系統采集的水、電、汽、風、瓦斯、氣（氧氣、氮氣、氫氣等）等公用工程的實時數據通過數據表格、管線圖、配電圖等畫面進行集中顯示，監視公用工程的狀況；

（5）實時趨勢、歷史趨勢監視：趨勢圖能夠顯示出某一段時間數據變化的情況。實時趨勢能夠反映出當前的數據變化情況，歷史趨勢的數據從歷史數據庫中取出，能夠查看任何時間段數據的變化情況。通過查看歷史趨勢，可以了解長時間的生產情況；

（6）生產報表生成：能夠生成班報表、日報表、成品動態、原料進廠等生產數據報表，所反映的數據真實而且準確。系統生成班報表后，根據日期可以通過網絡比較快速地進行查詢；

（7）化驗數據的輸入和顯示：實現全廠所有化驗數據一次鍵入，全廠共享的目標。化驗數據共約700個化驗分析數據；

（8）預留與其它監控系統的接口，若以后系統擴展，增加DCS系統，其數據也可以方便的傳送到管理網中來；

（9）提供開放的數據格式及接口，使實時數據可以上傳到企業的管理系統（ERP）中，建設全廠的管控一體化系統，從而使企業的管理效益達到最大。

實時數據庫ESP-iSYS自2004年投入運行以來，已穩定運行2年以上，整個系統維護工作量少，實時生產監控為廠級領導，生產調度等部門提供了極大的方便，“辦公室更趨近現場”得以很好的實現。