（化学工程专业论文）兰州石化公司西区生产信息管理系统.pdf

四川大学工程硕士专业学位沦文 兰州石化公司西区生产信息管理系统 化学工程专业 研究生王小慧指导教师王煤周珩 为加快兰州石化公司的信息化建设，满足生产、管理、决策等部门及时掌 控西区( 主要是化工生产装置) 生产过程数据的迫切需求，结合化工装置过程 控制的具体情况，确定了兰州石化公司西区生产信息管理系统的结构，即：以 实时数据库作为数据存储的平台，以过程数据采集为基础和以关系型数据库为 生产核心数据库的管控一体化结构。 论文着重阐述了生产信息管理系统的结构和各功能模块。分析了兰州石化 公司西区主要生产装置过程控制的各种型号d c s 的软、硬件通讯接口( 软件接 口如：0 p c 、n e t d d e 、f a s t d d e 、t p s d d e ，硬件接口如：a c g l 0 s 、e c g w 3 、 c g w u 和r s 8 1 ) ，设计了针对各种通讯接口的数据采集方案( c l i e n t s e r v e r 结 构) ，实现了把生产过程数据实时采集到实时数据库的功能。同时完成了通过 b r o w s e r s e r v e r 结构实现现场生产数据的流程图显示、实时数据浏览、过程报 警、历史趋势等应用功能。 ， 在实时数据库应用的基础上，对物料平衡、能源计量和生产调度所需要的 数据进行提炼和整理，通过专用数据接口程序，根据需要定时把实时数据库中 的相关数据写入生产核心数据库，然后进行整合作为基础数据。 依据基础数据为开发了石化厂和化肥厂的物料平衡系统和能源计量系统； 开发并完善了兰州石化公司的调度系统( 包括各二级厂的调度系统) 。 采用b r o w s e r s e r v e r 结构和p h p 、j s p 等技术生成综合查询系统。在整个系 统设计中采用了目前流程行业的主流设计思想，利用了计算机的网络技术、通 信技术、实时数据库技术和关系型数据库技术，综合考虑了化工生产中生产安 全、信息安全和数据安全，最终实现了完整和实用的生产信息管理系统。 关键词：实时数据库；d c s ：通讯接口；数据采集；生产资源管理：管控一体 化；b sc s j s p ：p h p 四川大学工程硕士专业学位论文 p r o d u c t i o ni n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t s y s t e m o f t h ew e s t r e g i o n o fl a n z h o up e t r o c h e m i c a l c o r p m a j o r c h e m i c a le n g i n e e r i n g s t u d e n t w a n g x i a o h u i s u p e r v i s o rw a n gm e iz h o u h e n g i no r d e rt os p e e du pt h ei n f o r m a t i o nc o n s t r u c t i o na n dm e e tt h er e q u i r e m e n t o fu r g e n tg r a s po nt h ep r o c e s sd a t ao ft h ec h e m i c a l sp r o d u c t i o nd e m a n d e db yt h e m a n u f a c t u r i n g ，m a n a g e m e n t ，a n dd e c i s i o n m a k i n gd e p a r t m e n t s o fl a n z h o u p e t r o c h e m i c a lc o r p a n dc o m b i n e dw i t l lt h er e a ls i t u a t i o no ft h ep r o c e s sc o n t r o ii n c h e m i c a l s p l a n t ，h e r e a f t e rc o m e su p 谢t h a b r i e f i n go n t h em o d u l e s f i m c t i o n a l i t yi n t h e p r o d u c t i o nm e s s a g em a n a g e m e n ts y s t e m t h e s t r u c t u r eo fo n es y s t e mo f m a n a g e m e n ta n dc o n t r o lw a sd e c i d e d ，t h i ss y s t e mc o n s i d e r st h er e a l - t i m ed a t a b a s e a st h ed a t a s t o r a g ep l a t f o r ma n dr e l a t i o n s h i p d a t a b a s ea st h ec o r ep r o d u c t i o n d a t a b a s ea n dd a t aa c q u i s i t i o na sf o u n d a t i o n ad e t a i l e d a n a l y s i s 0 nt h ec o m m u n i c a t i o ni n t e r f a c e so fh a r d w a r ea n d s o f t w a r ei nd i f i e r e n td c s s y s t e m ，f o ri n s t a n c es o f t w a r ei n t e r f a c e so p c 。n e t d d e 。 f a s t d d e ，t p s d d e ，h a r d w a r ei n t e r f a c e sa c g l 0 s ，e c g w 3 ，c g w u ，a n dr s 8 l ， w a sm a d ei nt h em a i nm a n u f a c t u r i n gp l a n to fl a n z h o up e t r o c h e m i c a lc o r p a p r o g r a mo fc l i e n t s e r v e rs t r u c t u r eu s i n gt os o l v et h ed a t aa c q u i s i t i o nb e t w e e n d l 骶r e n tc o m m u n i c a t i o ni n t e r f a c e sw a sd e s i g n e d t h ed a t af r o mm a n u f a c t u r i n g p r o c e s st ot h er e a l - t i m ed a t a b a s ec o m e st r u e a n da l s ot h ef u n c t i o n so ft h ed a t a d i s p l a yi nt h ef l o w s h e e t ，t h er e a l t i m ed a t ab r o w s i n g ，p r o c e s sa l a r m ，a n dh i s t o r y e t c b a s e do nb r o w s e r s e r v e rs t r u c t u r ec o m et r u e a c c o r d i n gt o t h es o f t w a r e a p p l i c a t i o n i nt h e m a n u f a c t u r i n g am a t e r i a i b a l a n c ed a t a ，e n e r g y - c a l c u l a t e dd a t a , a n dp r o d u c t i o nd e p l o y i n gd a t aa r ea b s t r a c t e d a n dc o o r d i n a t e d t h er e a l t i m e m a n u f a c t u r i n gd a t ac a nb ew r i t t e ni n t ot h ec o r e d a t a b a s ef o rt h e s ed a t at h r o u g ha s p e c i a l i n t e r f a c ep r o g r a mo nt i m i n gd e m a n d c o n s i d e r i n ga p p l i c a t i o n o ft h ed a t a , t h e m a t e r i a lb a l a n t e s y s t e m a n d e n e r g y - c a l c u l a t e ds y s t e mf o rp e t r o c h e m i c a lf a c t o r ya n dc h e m i c a lf e r t i l i z e rf a c t o r y w e r ed e v e l o p e d t h e d e p l o y i n gs y s t e m f o rt h el a n z h o up e t r o c h e m i c a l c o r p 。 i n c l u d i n gs u b - c o m p a n y w a sd e v e l o p e da n d p e r f e c t e d a n i n t e g r a t e di n q u i r ys y s t e mb yu s i n gb r o w s e r s e r v e rs t r u c t u r ea n dp h p ，j s p t e c h n i cw a sf o r m e d t h em a i nm i n d s e to ft h ep r o g r a l nd e s i g na tp r e s e n ts u c ha s i i 匹qj i i 大学工程硕_ 上专业学位论文 c o m p u t e r n e t w o r k t e c h n o l o g y , c o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g y , r e a l t i m ed a t a b a s e t e c h n o l o g ya n dr e l a t i o n s h i pd a t a b a s et e c h n o l o g yw e r ea p p l i e dt h r o u g ht h es y s t e m d e s i g n am a n u f a c t u r i n gm e s s a g em a n a g e m e n ts y s t e mi n c o r p o r a t e dc o m p l e t e l yw i t h p r o d u c t i o ns a f e t y , c o m m u n i c a t i o ns a f e t y a n dd a m s a f e t yg a i n e d a b r o a d l y a p p l i c a t i o ni nc h e m i c a l sp r o d u c t i o n k e y w o r d s ：r e a l - t i m ed a t a b a s e ；d c s ；c o m m u n i c a t i o n i n t e r f a c e ；d a t a a c q u i s i t i o n ； p r o d u c tr e s o u r c em a n a g e m e n t ；o n e s y s t e mo f m a n a g e m e n ta n dc o n t r o l ；b s ；c s ： j s p ；p h p i l l 叫川大学工程硕士专业学位论文 1 前言 1 1 文献综述【1 - 7 】 1 1 1 企业信息化的重要性和必要性 2 0 世纪8 0 年代以来，全球信息技术飞速发展，尤其是因特网的出现和普及， 使得信息技术迅速渗透到经济社会的各个领域，标志着人类进入了信息化时代。 美国经济9 0 年代以来之所以获得多年持续增长，其中一个重要原因就是信息技 术及相关产业的高速发展，具体体现为企业信息化水平的迅速提高和信息技术 的迅速普及。一方面，运用信息技术改造传统产业，完成了产业升级；另一方面， 对信息技术的运用及互联网的扩展，拉动了计算机软、硬件的开发和生产。 在新世纪之初，人类正走进以信息技术为核心的知识经济时代，信息资源 已成为与材料和能源同等重要的战略资源；信息技术正以其广泛的渗透性和无 与伦比的先进性与传统产业结合，成为世界范围内的朝阳产业和新的经济增长 点，推动国民经济和社会的发展；信息化水平也成为一个城市或地区现代化水 平和综合实力的重要标志。因此，世界各国都把加快信息化建设作为国家的发 展战略。美国率先提出了“信息高速公路”的建设计划和“数字地球”的概念， 从而引发了新一轮经济的快速增长。 面对信息革命这一严峻挑战和历史机遇，我国适时提出了信息化发展战略。 从最高决策层到最权威的国家规划，都把信息化摆在了国民经济现代化建设的 重要位置上。1 9 8 4 年，小平同志就指出，“开发信息资源，服务四化建设”。 江泽民总书记多次反复强调了“以信息化带动工业化，发挥后发优势，加快生 产力的跨越式发展”的战略；十五规划和党的十六大都提出：信息化是我国 加快实现工业化和现代化的必然选择。坚持以信息化带动工业化，以工业化促 进信息化，走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人 力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子。 信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势。也是我国产业优化升级和实 现工业化、现代化的关键环节。由于技术的发展和进步，无论是我国的工业化还 是信息化，都不能再走西方国家的老路，必须发挥后发优势，把工业化建设和 信息化建设紧密结合起来，在完成工业化的过程中注重运用信息技术提高工业 化的水准，在推进信息化的过程中注重运用信息技术改造传统产业，推动产业 结构升级，以信息化促进工业化，以工业化支持信息化，实现工业化与信息化 并进，加快我国现代化的进程。 兰州石化公n j 幽区生产佰恩管理系统 改造提升传统产业是实施“以信息化带动工业化”战略的突破口。发达国 家经验表明，虽然以信息化推动工业化将增加3 0 的投资，但可以提高产品档 次和质量、改善生产环境、降低能源和原材料消耗，从而增加8 5 的经济效益。 因此，充分利用信息技术改造提升传统产业，以信息化带动工业化，已成为实 现我国经济结构战略性调整和产业结构优化升级增强我国传统产业创新能力 和国际竞争力，促进我国社会生产力跨越式发展的必由之路。 以信息化带动工业化的核心内容是，加快信息技术的发展及其产业化，提 高信息技术在经济和社会诸领域的应用水平，最终推动经济和社会的发展。信 息技孝在传统产业管理、生产和经营过程中的应用能有效地增加品种、改进质 量、降低能耗、节约资源、减少污染、提高效益。实现产品升级和结构优化， 推动产业增长的方式由粗放型向集约型转变。通过信息化提高市场竞争能力、 改善企业管理、实现跨越式发展。我国已经加入世界贸易组织，企业将实实在 在面对国外大型跨国公司的竞争。应用信息技术改造提升传统技术和传统产品， 也是适应我国加入世界贸易组织，增强企业国际竞争力的客观需要。 1 1 2 石油和化工行业的信息化建设 石油和化工行业是国民经济的重要支柱产业，又是典型的传统产业，其工业 增加值占全国的1 4 5 6 ，销售收入占全国的1 3 4 8 ，利润占全国的2 1 7 7 ， 利税总额占全国的1 8 8 4 ，均居全国工业之首。由于石油和化工行业在全国工 业的重要地位，因此，石油和化工行业的信息化工作更加重要，企业信息化的 实现将更有利地带动我国经济快速地发展。 最初，由于企业对信息化建设认识模糊，不了解企业信息化的对自身的重要 性，对信息化建设的理解很肤浅，绝大多数企业电脑应用仍然停留在文字处理、 财务管理等基本信息与数据处理上：即使拥有局域网或使用互联网的企业，企 业间业务联系仍主要依靠传统的电话、传真和邮件，效率低、成本高； 近年来，石油和化工企业对信息化工作十分重视，中国石油集团公司、中 国石化集团公司、中国海洋石油总公司等一批大型企业，在信息化方面做了大 量的卓有成效的工作，并且取得了一定的经验，信息技术已经逐渐渗透到石化 的各个企业，对改造传统模式、加快结构调整起到了重要作用。在信息化的带 动和促进下，一批重点企业竞争力明显增强。例如：黑龙江华润酒精有限公司 引进现代管理思想，建立较完善的现代企业制度，创立了成本体系、预算体系、 评价、监控和决策体系等，使企业实现了管理信息化、生产自动化：山东滨化 集团有限责任公司实现了对产品设计、开发、生产制造过程的自动控制，利用 计算机系统实现企业内部管理的系统化，利用互联网开展的电子商务，达到优 2 四川大学工程硕士专业学位论文 化企业资源配置提高效率，降低成本，改进质量，改善营销服务，增强透明 度，全面提高了企业管理水平，促进了管理创新。 兰州石化公司作为石化行业中的一个老企业，长期以来一直都是沿用老的 生产管理观念和生产方式，管理方式落后，主要依靠传统的电话、传真和邮件。 随着对“以信息化带动工业化”的进一步认识，领导对企业的信息化建设也越 来越重视，建设了企业信息化基础设施，包括计算机系统、数据库系统( 关系 数据库) 、网络系统、信息应用系统等企业信息化运行的物质基础。但是对信息 资源的深度开发和广泛应用不够。为了不断提高企业的生产、管理、经营、决 策的效率和水平，促进企业技术创新、管理创新和制度创新，公司决定建立实 时数据库系统，实现对装置生产数据的实时采集，实现远程监控、事故追忆、 直线报警等，并把这些基础数据通过应用系统提供给各职能部门，对数据进行 分析、处理。 1 2 生产信息管理系统的主要任务 第一步：建立i n f o p l u s 2 1 实时数据库并进行组态，把数采机上采集的数据 ( 用v c 6 0 编制的数据采集程序采集兰州石化公司西区1 l 套主要生产装置的 d c s 数据) ，通过各厂的园区网。每隔1 5 秒放入实时数据库，并能通过网页浏 览各装置的流程图，查看实时数据、报警、历史数据，并能对发生的事故进行 分析。 第二步：通过生产数据处理予系统把生产数据从i n f o p l u s 2 1 实时数据库定 时写入s y b a s e 关系数据库，然后在这些生产数据的基础上，建立兰州石化公司 西区调度系统、石化厂和化肥厂的物料平衡系统和能源计量系统( 由p b 8 0 编 制) ，实现对信息资源的深度开发和广泛应用。 第三步：应用j s p 和p h p 技术，以b r o w s e r s e r v e r 三层体系结构，开发生产 信息综合查询系统，方便用户查询。 兰州石纥公刁西区生产信启省理系统 2 系统总体设计 兰州石化公司西区生产信息管理系统由实时数据库系统和生产管理系统两 部分组成。生产管理系统是以实时数据库中的生产数据为基础，并在此基础上 开发调度系统、物料平衡系统和能源计量系统。结构上，系统采用c s ( c l i e n t s e r v e r ) 和b i si- s e r v e r ) 结构相结合的方式，其数据流如图2 - i 所示： 图2 1 生产信息管理访问结构 f 嘻2 - 1 v l s t e ds t r u c t u r eo f p r o d u c ei n f o r m a t i o nm a n a g e 系统数据查询采用b r o w s e r s e r v e r 三层体系结构 表示层( p r e s e n t a t i o o n ) 功能层( b u s i n e s sl o g i c ) 数据层( d a t as e r v i c e ) ，数据采集、数据处理采用 c s 结构，以确保只有业务处理人员才可以录入、修改和删除数据，其他相关处 室通过浏览器可以查询数据，但不能修改，而且所有数据要通过用户授权、用 户名和密码才能进行访问。本系统对于d c s 的数据只采集并不控制，程序设计 只是实时读取数据，因此对生产不会构成影响。 从系统逻辑角度，将应用系统整体结构划分为如图2 2 所示的层次关系。 四川大学 程硕士专业学位论文 图2 - 2 系统整体结构划分 f i g 2 - 2s t r u c t u r ep a r t i t i o no f s y s t e m 兰州石化公司西区生产信息管理系统 3 实时数据库系统 实时数据库系统是把各装置的d c s 数据通过接口程序实时采集到实时数 据库中，并在这些生产数据的基础上，做一些基本应用。 3 1 系统设计 各行业实时数据的特点不同，对实时数据库的要求各不相同，这就决定了 数据库的多样性和行业依赖性。对于流程行业来说，最重要的是生产实时数据 的集成。在保证硬件( 主要指设备) 正常运转的情况下，实时数据库系统不仅 要及时将处于各d c s 、p l c 或其它实时系统中的数据集中在一起，在管理层与 控制层之间建立了一个桥梁，同时还需要对这些数据进行统计和分析，为设计 最优的生产方案提供数据和信息支持，也为数据的深入开发应用提供一个可靠 平台。智能化工厂系统、工艺模拟、实时在线优化、先进控制、生产全过程管 理等都是在实时数据库的基础上实现的。 实时数据库管理系统采用s u p e r l n f o ，自上而下可分为五个层次和两个流向。 两个流向指数据流和管理流。五个层次为： ( 1 ) 下层驱动程序( i od i r v e r ) ：运行于d c s 站( d c s 厂商提供) 。 ( 2 ) 数据采集和发送( c 咀oc l i e n t ) ：运行于数据采集机。 ( 3 1 数据收集( c i m i os e r v e r ) ：运行于服务器。 ( 4 ) 实时数据库( i n f o p l u s 2 1 ) ：运行于服务器。 ( 5 ) 上层查询分析应用系统 上层查询分析应用系统包括以下几部分： f t 、s u p e r v i e w ：包括动态工艺流程图查询、历史数据查询、实时数据查询、 实时报警查询、历史报警查询、数采状态监视 b 、s u p e r a n a l y s i s ：包括工艺参数分析、班组考核、生产利润查询、事故追 忆、装置物料平衡、异常报警跟踪、计算点服务、d d e 和n e t d d e 服务、 o p c 服务、s q l 查询 c 、d a t a t r a n s ：数据传递 d 、i n t e m e tv i e w ：w e b 浏览 四川大学工程硕士专业学位论文 3 2 系统结构 s u p e r v i e ws u p e r a n a l y s d a t a t r a n si n t e r n e t t下t下 m o n i t o rd a t a b a s ee n g i n e上层应用系统 + i n f o p l u s 2 1实时数据 c i m i os e r v e r数据收集 1 l，叫 r o t u e r t a s k m a n g e r 【 c i m l 0 数据采集和发 一 1 - 、 、一c o l l e c t l 孔1 哪 十 i i ，od r j v e r下层驱动程 图3 - 1 系统结构图 f i g 3 1s t r u c t u r eo f s y s t e m 企业网用户通过企业局域网用s u p e r v i e w 浏览查询实时数据库管理系统， 运行s u p e r a n a l y s i s 进行信息的统计分析，该部分应用软件采用c s 结构；企业 局域网外用户，如企业出差人员等，可通过i n t e m e t 网络用i n t e m e t v i e w 访问实 时数据库管理系统，在浏览器上浏览实时数据库信息，该部分用户使用的应用 软件采用b s 结构。 兰州0 化公司西区生产信息管理系统 3 3 安全设计0 1 3 3 1 实时数据库安全 一方面，公司网络设有硬件舫火墙，以防止非法入侵实时数据库服务器； 另一方面，实时数据库服务器采用采用磁盘镜像，并且定时对数据库做快照， 保证数据安全。 3 3 2d c s 安全 数采机采用双网卡，物理上把园区网与d c s 隔离开，并且数采程序只向实 时数据库发送数据，并不回写到d c s ，以保证安全生产。 3 3 3 数据保密 实时数据库的基本应用，进行口令认证，并且不同用户具有不同权限。查 看的内容不一样。 3 4 网络建设 1 1 - 1 4 1 本系统网络建设分为： a 兰州石化橡胶厂园区网建设； b 兰州石化石化厂园区网建设： c 兰州石化动力厂园区网建设 d 兰州石化公司西区主干千兆网延伸建设。 橡胶厂、石化厂、动力厂的园区网采用单模光纤、五类u t p 和i n t e l 5 5 0 交 换机构成园区网框架，并以五类u t p 和单模光纤连接各站点。采用星型网络拓 扑结构，使用w i n d o w s n t 4 0 网络操作系统，网速为1 0 0 m ，园区网通过设在橡 胶厂0 3 站主干网交换机c 萄u n m 4 2 0 、1 2 芯的单模光纤联入兰州石化公司西区主 干网。 主要设备如下： a 兰州石化橡胶厂园区网：交换机是i m e l 公司的s 、v i t c h5 5 0 t x l 0 0 m8 口， 6 芯单模光纤，五类u t p 双绞线等； b 兰州石化石化厂园区网：交换机是i n t e l 公司的s 、i t c h5 5 0t x1 0 0 m8 口， 6 芯单模光纤，五类u t p 双绞线等； c 兰州石化动力厂园区网：交换机是i n t e l 公司的s 、i t c h5 5 0t x1 0 0 m8 口， 6 芯单模光纤，五类u t p 双绞线等： d 兰州石化化纤厂园区网：d e c 公司的提供的1 0 m 以太网。 四川大学上程硕士专业学位论文 兰州石化公司西区主干网延伸建设采用交换式快速以太网，使用朗讯公司 的网络交换机c a j u nm 4 2 0 。交换机c a j u nm 4 2 0 配有l e b 2 0 0 s 光纤接口板，使 其主干传输速率提升到1 0 0 0 m 。结点的i p 地址由兰化公司统一管理。组成网络 的硬件设备包括：网络交换设备、网络服务器、微机、集线器( h u b ) 、网卡等。 主要设备如下： a 兰州石化公司西区主干网：交换机是朗讯公司的网络产品c a j u nm 4 2 0 交 换机，光纤和双绞线转换设备采用n b a s e 和a v s y s 8 0 01 0 1 0 0 m8 口与1 2 芯单 模光纤 b 服务器：数据集中管理服务器是h p 服务器，p i i i 志强5 5 0 、殿c p u 、内 存2 5 6 m 、硬盘为9 1 g 、双硬盘( 磁盘镜像1 。 兰州石化公司西区实时数据库应用系统网络示意图如图3 2 ： 3 5 实时数据库 3 5 1 实时数据库选型 1 5 1 选型原则主要从以下几个方面进行考虑： ( 1 ) 先进性选择有发展前途、采用最新技术和有生命力的产品，保证在 一定时期内不会被淘汰： ( 2 )扩展性能满足将来系统扩容的要求，便于升级； ( 3 )开放性选择支持开放系统的产品，便于与其他数据库系统协同工 作； ( 4 )可靠性选择成熟产品，并具有可靠的技术支持，保证系统安全可靠 运行； ( 5 )继承性保护已有的软件投资，易于将来向较高的平台平化过渡； ( 6 )系统性有一系列配套产品和开发工具供选择； ( 7 )经济性有良好的性能价格比，适合企业的情况； ( 8 ) 标准性具有国际技术标准或论坛标准的系统 兰州石化公司经过反复技术论证、调研，最终采用了a s p e n t e c h 公司的 i n f o p l u s 2 1 实时数据库作为信息平台之一。 一 兰型互些竺望塑垦竺圭堡璺笪型至塾 图3 - 2 网络示意图 f i g 3 2s k e t c hm a p o f n e t w o r k 0 四川大学工程硕士专业学位论文 3 5 2i n f o p l u s 2 1 简介 a s p e n t e c h 创立于1 9 8 1 年，当时是为了将麻省理工学院m i t 的“过程工程 用的先进软件系统”( a d v a n c e ds y s t e mf o rp r o c e s se n g i n e e r i n g ) a s p e n 研究项 目成果商品化。 i n f o p l u s ，2 l 为实时数据库软件，是用于集成生产过程信息( 如各种工艺参 数) 与高层次应用程序( 如先进控制、优化、过程管理) 的基础数据平台，使 用户可以访问和集成来自整个工厂范围内d c s 及p l c 的数据，通过功能极强的 分析工具、历史数据管理、图形化的用户介面和大量的过程接口来访问和集成 数据。 ( 1 ) i n f o p l u s 2 l 的核心历史数据管理 i n f o p l u s 2 1 是一个用于实时制造过程的实时信息管理系统( 实时数据库) ， 可采集、管理并存储大量的过程数据。同时各种类型的用户，事物处理系统， 及生产方面的应用，可以方便地访问和应用这些数据，进行分析报告。i n f o p l u s 2 1 将具有重大价值的过程数据实时地呈现在用户面前，使用户可以用这些数据改 进生产能力，增加利润，提高事物处理的灵活性。这些信息可用来指导工艺改 进，降低物耗，增加产量。 ( 2 ) i n f o p l u s 2 1 的c s 结构 i n f o p l u s 2 l 是一个真正的c s 计算机环境，它所使用的智能结构可在多种 系统配置下运行。n f o p l u s 2 l 数据服务器提供信息集中采集和系统的维护。 i n f o p l u s 2 1 客户可处理手中所有的最大数量的信息。这些客户端应用程序包在用 户熟悉的m i c r o s o f t w i n d o w s 环境下运行。在全公司可使用多个i n f o p l u s 2 l 数据 服务器。小的数据服务器可以是一千点，大的可达到数十万点。每个i n f o p l u s 2 1 都可同时与一个或多个实时系统相联，并可读写几乎任何实时设备或数据库。 ( 3 ) i n f o p l u s 2 1 的优势 a 、适用于大量的特殊工业如石油化工，化学品的批量生产，纸浆和造纸， 食品和饮料、炼钢、发电等： b 、一系列开放的用户友好的客户端接口( a s p e np r o c e s se x p l o r e r ， o d b c s q l ，g c s ) 使用户可以最大限度地访问重要的过程数据； c 、透明的、开放式的访问全部的、实时的、历史的、及归档的数据： d 、与关系数据库的集成，用户可以不通过s q l 访问数据； e 、活的历史数据系统。可以存储任何类型的数据到数据库； f 、各种数据库配置工具( 如批量生产过程的建立、s q l 查询、及数据库维护 工具) ； 卧功能强大的应用及任务调度功能 兰州石化公司西区生产信息管理系统 f 4 ) 数据库技术 i n f o p l u s 2 1 以分级的模块化的设计为特点。因此用户可以很快地启动项目， 并且快速地从中收益。这种设计也提供了一个灵活的，可靠的平台。 a 、建立了一个标准的实时数据库平台，为先进控制和优化提供了保证； b 、由于实时数据库系统的集成作用，为管理信息系统的开发与应用提供了 一个理想的平台； c 、i n f o p l u s 2 1 使用w i n d o w s n t 的平台，所以系统的安装与维护更加容易。 ( 5 ) i n f o p l u s 2 1 运行的硬件环境及操作系统平台 奔腾p m 2 0 0 ，1 2 8 m ( 最小1 3 3 ，4 8 m ) w i n d o w sn t4 0 ( s e r v i c ep a c k ) w i n d o w s2 0 0 0 操作系统 1 6 0 m 硬盘空间 t c p i p 网络 3 , 5 3 实时数据管理结构模型 客户机 服务器 采集 d c s 桌面查询系统s u p e r v i e w 上层分析工具s u p e r a n a l y s i s 实时数据库l a f o p l u s 2 1 s w c n 正i ，0s e r v e r s w - c t m i ，oc l i e n t d c s 通讯接口 3 5 4 实时数据库建立 为保证现场生产实时数据存储的高效、安全，实时数据库软件我们采用了 a s p e n 公司较先进的实时数据库系统软件i r f f o r p l u s 2 13 1 vf o r w i n d o w s n t 4 x ， 根据每天的数据吞吐量和用户对历史数据保存3 个月的要求，经过分析计算将 数据库空间设置为1 2 0 g ，并采用了较先进的远程维护软件p c a n y w h e r e ，进行 了系统的远程维护。总体设计如图3 3 。 根据西区实际情况在西区安装2 套i n f o p l u s 2 1 ，其中3 0 3 石化厂区、3 0 4 橡胶厂区为5 0 0 0 点，3 0 2 化肥厂区统计为3 0 0 0 点，另外在公司级的服务器上安 装1 套w e b ，共计8 0 0 0 点，运行于w i n d o w s n t 平台。 四j i i 大学工程硕士专业学位论文 圈3 - 3 数采总体设计 f i g 3 3t o t a ld e s i g no f d a t a a c q u i s i t i o n 3 5 4 ii n f o p l u s 2 1 服务器硬件配置 表3 - 1 实时数据库服务器硬件配置 t a b l e3 - 1r e a l - t i m ed a t a b a s eh a n d w a r e c o n f i g u r a t i o n 名称描述备注 型号 h pl h 6 0 0 0 c p up i i i x e o n7 0 0 m ，2 个 内存 5 1 2 m b 硬盘容量 1 8 g b1 8 g b 作为r a d i o 1 3 兰州石化公司西区生产信息管理系统 3 5 4 2i n f o p l u s 2 1 服务器软件配置 表3 2 实时数据库服务器软件配置 t a b l e3 - 2r e a l - t i m ed a t a b a s es o f t w a r ec o n f i g u r a t i o n 名称描述备注 操作系统 w r l n t 4 0s e r v e r + o p t i o n p a c k 4s e r v i c ep a c k6 i ev e m i o n5 0 ，s p 2 h o s tr d b l 、r d b 2 两台服务器 i p 地址1 0 1 1 3 3 1 8 5 、1 0 1 1 3 3 1 8 6两台服务器 3 5 4 jl r f f o p l u s 2 1 数据库软件安装配置 表3 - 3l n f o p l u s 2 1 软件安装配置 t a b l e3 - 3i n f o p l u s 2 1i n s t a l l a t i o nc o n f i g u r a t i o n 名称描述备注 数据库安装目录c ：u s p e n t e c h 、_ i n f o p l u s 2 i缺省安装目录 数据库安装内容 i n f o p l u s 2 1b a s ep r o d u c t s q l p i u s o d b cs e r v e r o d b c o a m d b m t c i m i oc l i e n t o p c d d e 组( g r o u p )g r o u p 2 0 0 s n a p s h o t s l n f o p l u s 2 1 s n p t s ks a v e i n f o p l u s 2 1 s n p s a v es n a p d ：s n a p s h o t l n f o p l u s 2 1 s n p s q l p i u s 服务s q l p l u s1 0 0 1 4 t c p 历史任务t s kd h i s 储存目录 d ：、p r o g r a mf i l e s 、a s p e n t e c h u n f o p l u s 2l 、c 2l 、h 2l a r c s 文件集数量 2 6 按月存储( 两台服务器) 点数5 4 5 0 两台服务器 b u t i e r 尺寸1 0 0 0 0 0 单个文件集占用空间 6 2 0 0 0 0 0 0 0 6 2 0 m b 单个文件集占用比例0 9 5 单个文件集储存时间0 0 7 4 4 ：0 0 ：0 0 0一个月 c a c h e 尺寸2 5 6 文件集切换时间m o n t h l y通过s h i r f i l e s e tq u e r y 1 4 幽川大学工程硕士专业学位论文 3 6 数据采集 3 6 1 实时数据库组态 由于i n f o p l u s 2 1 是把记录数作为点数，而记录的结构是可以根据需要定义 的，本设计采用i n f o p l u s 2 1 的标准数据结构。 表3 4i n f o p l u s 2 1 数据结构 1 b l e3 4i n f o p l u s 2 1d a t as t r u c t u r e 域名( 字段名)类型 n a l n ec h a r a c t e r d e s c r i p t i o n c h a r a c t e r v 砒m e lr e a l v 龇o e2r e a l h i g h l i m i t i n t e g e r l o wl i m i t i m e g e r t i m e s t a m p t i m e a r e ao f t a n kb o t t o mr e a l h e i g h to f t a n ki n t e g e r d e n s i t y r e a l a l a m as t a t eg e n e d c 历史重复区 v a l u elt r e n dr e a l v a l u e1t r e n dt i m et i m e v a l u e2t r e n dr e a l v a l u e2t r e n dt i m et i m e i n f o p l u s + 2 1 带有的s q l 接口软件，把各装置的位号、单位、上下限及 相关数据通过e x c e l 另存为c s v 格式文件( 通过定义字段i pd e v i c et a b l e 来区分装置，并在位号名前加上装置名称前缀) ，然后通过s q l 语句把各装置的 c s v 文件倒入i n f o p l u s 2 1 实时数据库相应的文件夹下。 3 6 2 通用设备接口一s wc i m i o ( c i m i os e r v e r & c i m i oc l i e n t ) s wc i m i o 是专为石化企业开发的过程数据采集接口平台，它可连接多种 实时数据库，为p i 、i n f o p l u s 2 1 、p h d 、s u p e r l n f o 等实时数据库提供生产过程 数据。石化流程行业特别是炼油企业的特点，是所有产品都以液体的形式在各 兰州石化公司西区生产信息管理系统 种管线、罐、塔中传输，因此过程数据包括温度、压力、流量、液位等描述企 业生产运行状态的基础数据。企业中现场过程数据是由d c s 、p l c 、智能仪表、 常规仪表、微机采集系统等计量管理，s wc i m i o 是采集企业里所有过程数据 以集中管理的基础平台。 s w _ c i m i o 位于生产设备和实时数据库之间，虽然各厂家的实时数据库都 带有各自的数据采集接口，但都是为自己的实时数据库服务的，功能有局限性。 s w c i m i o 不但可以采集各种非标准的设备，如智能仪表、罐区、国内各厂家 的微机采集系统，而且突破过程数据提供的范畴，是过程数据广泛交换的平台。 3 6 2 1s wc i m i o 的系统功能设计 设备数据接口，主要功能是d c s 、p l c 和数据库系统的数据交换。c i m i o 是多功能、多层次、多服务对象的标准设备数据接口，可为常用的实时数据库 ( 如i n f o p l u s 2 1 、