湖北双环科技股份公司计算机应用情况介绍.pdf

经验交流 湖北双环科技股份公司计算机应用情况介绍 黄华波 尹忠海 田智明 湖北双环科技股份有限公司 湖北 应城 432407 摘要 详细介绍了本公司的计算机应用情况 碱厂分散控制系统的软硬件配置 投用以后取得的效 果 893 IDCN 分布式智能数据采集网络及 SHDSNT 的应用 仓库信息管理系统的应用 关键词 计算机 软硬件配置 网络 应用 中图分类号 TP273 文献标识码 B 文章编号 1005 8370 2001 03 0025 06 湖北双环科技股份有限公司以 联合制碱法 生 产纯碱和氯化铵 年产纯碱和氯化铵各 52 万吨 它 由合成氨厂 联碱厂 盐厂 热电厂等组成 近几年 来 公司各级领导 各部门都很重视计算机技术的应 用工作 重点抓了以计算机技术为核心的生产全过 程监控 大轮班成本核算和仓储成本管理等工作 生 产达到了均衡 稳定 降低了能耗 工人劳动强度降 低 浪费大大减少 综合管理水平提高 取得了较好 的经济效益和社会效益 1 公司计算机应用概况 连续的化工生产企业 计算机应用的经济效益 和社会效益一般随着计算机应用系统规模扩大而增 加 基于这种情况 双环公司采取了两条适合于本 公司计算机应用的有效措施 一是对监控点比较集 中的工序选用集中系统 监控点比较分散岗位则选 用远程 I O 子系统 两种系统互相补充构成生产全 过程监控 二是依靠双环自己的力量 运用网络互 联技术 互联相对独立的系统 包括远程 I O系统 尽可能多利用各系统的信息资源 发挥各系统的规 模效益 1992年从新加坡 FISHER 设备公司引进第 一套 PROVOX PLUS 集散控制系统 并成功地应用 于联碱碳化生产过程后 又先后投运了大小近 14 套 生产过程集散系统和远程 I O 微机生产监控系统 达到2212 点的监控规模 详见表 1 远程 I O 微机 生产监控系统 SHDSNT 是其它集散控制系统的补 充 它的前端节点可接 8 21 个点 经过近几年的 努力 系统之间实现了数据的双向传送 实现了生产 过程信息的共享及各工序大轮班成本核算 在非生产信息系统的建立方面 目前已建成了 物资供应公司和各分厂仓库信息管理系统 财务信 息管理系统等 在网上现有信息基础上 建立了公司 INTRANET 查询 设备档案 计划申报 审核 项目 管理及其结算审核和报帐管理系统软件正在开发 中 估计 2001年 5 月可投用 为了提高各系统的可 靠性 局部故障时彼此间互不影响 在设计上我们采 取了分层网络结构 系统结构详见图 1 限于篇幅 下面仅对联碱厂集散控制系统 远程 I O SHDSNT 系统和仓储管理系统的情况作进一步 介绍 2 碱厂分散控制系统的应用 2 1 基本情况 1990 年 我们在碳化工序首先使用了一套美国 FISHER 公司的 PROVOX 系统 随着生产能力增加 在新增加的碳化塔和结晶装置中又引进了两套美国 MOOER PRODUCTS 公司 APACS 分散控制系统 今 年 更新掉原 PROVOX 系统 将 1 12 碳化塔信 252001年第 3期 黄华波 等 湖北双环科技股份公司计算机应用情况介绍 图 1 湖北双环 管 控 一体化信息系统拓扑图 表 1 DCS DAS 监控点规模 系统名称AIAODIDO工频交流量 碱厂碳化 DCS27488 碱厂结晶 DCS4210 氨厂 4 油气化 DCS 60128 氨厂 3 空分 DCS8516837 氨厂 2 空分 DCS67195932 氨厂 1 空分 DCS67193432 盐厂 组罐 DCS391934 盐厂 组罐 DCS2315 盐厂盐硝 DCS6228164 氯磺化 DCS1103127864 盐调 DAS6616 氨调 DAS6912 碱调 DAS21915 电厂总降 DAS9132 总 计 127425742917775 2212 息全部引入到APACS 系统中 由此 一套APACS 系 统承担 1 4 结晶装置监测与控制任务 另一套 系统承担1 16 碳化塔和吸氨部分以及公用装置 的监测和控制任务 我们选用 APACS 系统是基于 以下考虑 1 系统开放性好 即其硬件 系统软件和通讯协 议均遵照国际标准 因此可以与同样遵守国际标准 的系统进行互联 2 模块结构 可以极为方便地实现从小系统到 具有数千个 I O 点的大系统 更可以与企业内部的 网络相联接组成 管控一体化 的系统 方便用户 节 省投资 3 DCS 和 PLC 的最佳结合 通过独有 4 MA TION 组态工具 可把DCS 和PLC 两者从硬件到应用 组态完全溶合在一起 扩展了其应用范围 4 完善的冗余策略 从操作站 电流 CPU 通讯 和 I O 可以实现多种方式结合的冗余方案 直到上 述五部分全冗余 因而可靠性特别高 5 制造工艺好 所有模件均带有散热的金属蔽 罩 所有元器件的外露金属导电部分 包括接插件 均复盖了特殊塑料 防腐性好 强度高 寿命长 这 一点对碱厂特别重要 2 2 硬件配置 以碳化工序为例 配置要求 AI 2 wire 4 20 mA 123 点 AI 4 wire 4 20 mA21 点 AO118 点 RTD165 点 操作站3台 打印机2台 碳化工序DCS 系统配置示意图见图2 26纯 碱 工 业 图2 碳化工序 DCS 系统配置图 1 ACM 先进控制模件是现场控制站的核心 其CPU 采用68030 配备8MB 内存 可以完成DCS 能 完成的诸如数据采集 逻辑运算 简单或复杂控制策 略功能 向上联接MODUL BUS 与其它节点 操作站 其它ACM 等 向下联接 I O BUS 与各输入 输出模 件通讯 一个 ACM 可以连接 39 个 I O 模件 本身 具有自诊断功能 2 SAM 标准模拟量输入 输出模件 可接 32 个通道 每个通道可定义为 4 20 mA 输入 二线 制 或 4 20 mA 0 20 mA 输出 也可定义为有源 的离散量输入或输出 且每个通道均与 CPU I O BUS 和地隔离 本模件具有自诊断功能 3 EAM 增强型模拟量输入 输出模件 可接 16 个通道 每个通道可定义为 4 20 mA 0 20 mA 1 5 VDC 或0 5 VDC 输入 4 20 mA 或 0 20 mA 输出 频率输入 离散量输入 吸收电或供电 及离散量输 出 供电 每个通道有可组态的输出故障保险状态 以及具有自诊断功能 也能检查输入 输出通道的开 路 断路故障 且与模块的 CPU I O BUS 和地隔离 4 RTM 热电阻输入模件 用以接受 16 个通道 的热电阻或可变电阻讯号 分度号可通过组态来定 义 在模件内完成线性化 并能诊断电阻的开路或短 路 模件的本身具有自诊断功能 5 MBI PC 机与 MODUL BUS 模件总线的接口 卡 可接冗余的 A B 两根MODUL BUS 6 POWERRAC 盘装的供电模件 采用两个 POWERRAC 以实现电源的冗余 7 本方案操作站或工程师站均为工业 PC 机 具有可靠的抗震 防电气干扰性能 能可靠地应用于 工业环境 2 3 软件配置 以窗口软件 Windows NT 为基础 有 MOOER 公 司开发的 4 Mation 四种语言 软件 汇集 DCS 功能 块 PLC 梯形逻辑图 顺序语言以及结构性文章和具 备通面组态功能的 INTOUCH 人 机界面 HMI 软件 构成了易于工程师站组态 易于操作站运行的良好平 台 2 4 实现的功能 流程图画面 总貌画面 组目画面 实时趋势画 面 历史趋势画面 报警汇总画面 报警组画面等 并 完成一些附加软件功能 如密码等级设定 报表生成 等 2 5 投用效果 2 5 1 对碳化工序主要操作参数实施了控制 1 氨气总管压力控制 2 吸氨温差控制 3 碳化塔中部温度控制 4 出碱流量控制 5 出碱温度控制 6 碳化塔塔压控制 7 中段气流量控制 8 下段气流量控制等 2 5 2 强化了车间级生产过程管理 每个班次生产过程 操作曲线记录在案 作为操 作质量主要依据 1994 年 原湖北省石化厅组织有关专家评定 通过使用分布式控制系统 碳化工序年增效益 310 万元 原 10 塔操作 现增到 16 塔操作 16塔操作 按常规 6 8 人 现由于使用分散式 控制系统仅 2 3 人 具有良好的经济 社会效益 3 893 IDCN 分布式智能数据采集 网络及 SHDSNT 应用介绍 893 IDCN 产品是由南京工程兵学院提供的 该产品可对热工量 工频交流量 开关量等进行数据 采集与监视 我们在 893 IDCN 智能平台上开发 的一套面向生产监控与管理软件 SHDSNT 由 此可方便地在 893 IDCN 基础上组成监控管理系 统 DAS 如我们碱厂的生产调度管理系统 也可组 成分布式控制系统 如我公司盐厂就是这种做法 该系统可大可小 扩展极为灵活 小至几十个监控 点 大至一千八百点 整个系统的主要特点是网络 化 远程化 高智能化 高速度 高精度 高可靠性 272001年第 3期 黄华波 等 湖北双环科技股份公司计算机应用情况介绍 3 1 893 IDCN 网络结构 893 IDCN 采用总线型拓扑结构 网络总线 为一根屏蔽双绞电缆 通讯距离可达 1200 m 使用 中继器后 传输距离可大大增加 借助于多端口中 继器 可把 893 IDCN 扩展成 星型 总线结构 满 足不同的物理环境和长距离通信的要求 网络通讯 速率为187 5 kBPS 网络总线上可挂接多达 50 台测量前端或控制 前端 以下简称 IDCB 带中继器后可挂 IDCB 多达99 台 和 31 台 IBM PC 系列及其兼容机 可挂接的 IBM PC 系列及其兼容机可大于 31 台 各网络设 备在 SHDSNT 的管理下形成统一的整体 实现了各 测点高速采集和处理 我公司生产调度管理网络示意图见图 3 图 3 公司生产调度管理网示意图 3 2 SHDSNT 功能概述 3 2 1 模拟图及实时数据 信息 显示 在所组态的模拟图上 可同时显示多达 256个动 态单元信息 画面数无限 仅受硬盘空间的限制 3 2 2 实时曲线显示 采样周期大于等于 1 秒 多达 127 组曲线 每 组曲线可同时容纳六条曲线 可在线组织新的曲线 组 便于当前工况分析 优化生产 在曲线图中 可用光标检索出曲线上任一点处 的测量值和时刻 3 2 3 历史趋势显示 可用光标检索出过去趋势曲线上任一点的测量 值和时刻 可在线组织新的历史趋势组 每组可同时容纳 六条历史趋势 利于历史工况分析 优化生产方案 采样周期大于等于 1 秒 历史趋势信息的长短 可任意设置 3 2 4 棒图显示 在所组态的画面上 可同时显示多达 127 个棒 图 3 2 5 先进的报警管理 在报警行区 全方位地监视着各测点的工艺指 标 当某测点工艺参数超限或一次单元故障时 报警 行区将显示该测点的位号 并且按发生该报警级别的 不同 赋予不同的背景色 同时以蜂鸣声发出报警信 号 在报警汇总表中 将告知各报警测点发生报警 时的报警时刻 报警参数名 报警值及报警字 若被显示的数据或信息发生了报警 按报警级 别的不同 同样地赋予了不同的背景色 3 2 6 报警快捷操作 当报警行区有报警时 键击对应的报警快捷键 系统自动地把该测点的报警画面显示于 CRT 上 3 2 7 具有四种自动补偿功能 1 压力自动补偿 2 温度自动补偿 3 压力 温度自动补偿 4 密度自动补偿 3 2 8 最大零序电流自动检索 系统自动地检索出配电系统接地位置 避免了 艰苦费时的人工检查 为快速查出供电故障提供了 快捷的手段 3 2 9 大轮班日成本核算报表 用户可任意组态大轮班日成本核算策略 3 2 10 提供了丰富的网管功能 网络各设备的运行状态由 系统信息区 自动跟 踪 当网络中网络设备有故障时 该区域将实时通 报 从而为掌握系统的运行提供有力的帮助 3 2 11 方便 快捷 灵活的操作方式 在任何时刻 任何状态 无论操作员向系统发出 何请求 系统都会立即提供服务 具有多种操作方 式 既能满足一线工人快捷操作的要求 又能满足高 级管理人员的要求 3 2 12 特权管理 设置了四级特权管理 工程师 ENGINEER 特权 操作员 OPERATER 特权 浏览 ACCESS 特权 28纯 碱 工 业 和系统退出 EXIT 特权 3 2 13 简单直接的用户组态 SHDSNT 采用了简捷组态技术构造 893 ID CN 运行系统 这为系统的新建和进一步扩展提供 了快捷的手段 3 2 14 完全的网络同步机制 具有事务跟踪机能 3 2 15 备份功能 同时提供了两条虚拟链路 当主链路故障时 启用 备用链路 每一个分布式数据都可建立自己的备份 当主链路故障时 系统自动地从它的备份中获取信息 3 3 应用情况 系统于 1995 年10 月在碱厂投运 经过四年多 的连续运行考核 整个系统稳定 可靠 各项功能指 标达到了设计目标 效益显著 为此 得到了公司上 下级各部门的一致肯定 并决定在公司各分厂全面 推广应用 该系统具有以下效果和特点 3 3 1 大幅度地提高了监控水平 生产调度管理系统的应用 更新了传统的仪表 操作与生产调度手段 打破了常规控制仪表单参数 监控和滞后调节的习惯 建立了即时的 全过程的 多参数的综合操作和管理优化的概念 改善了控制 品质 使生产调度向着快捷性 精确性 安全性 预见 性及优化等方面迈出了可贵的一大步 3 3 2 经济效益和社会效益显著 据碱厂生技科和财务部门的统计 1996 年碱厂 生产调度微机管理系统仅在节能降耗方面 经济效 益为 90万元 故障多 维护量大的显示仪 记录仪 积算仪 被 IDCB 代替后 大大减少维护工作量 节约了大量的 维护费用 并避免由此可能造成的多次停车 性能价格比高 投资回收期一般为 4 8 个月 3 3 3 893 IDCN 施工简便 分散于各处的 IDCB 及上位计算机均通过屏蔽 双绞线互连在一起 当通信距离超过 1200 m 时 可 用中继器延长或分支 满足了各种不同物理环境的 需求 节省了大量的信号电缆 降低了投资 也降低 了施工难度和敷设工作量 3 3 4 系统结构合理 质量高 整个系统采用了分布式的拓扑结构与管理方 法 以及高容错技术 因此具有高可靠性 1995 年10 月至今 运行 4 年多来 除 3 台 IDCB 电源保险烧毁外 各 IDCB 和上位机均未发生软硬 件故障 数据处理可靠 准确 及时 3 3 5 实用性 指导性好 充分考虑了生产操作 生产调度和企业管理的 需求 提供了自动化的管理及指导功能 完备的生产 过程和管理用信息 操作简便直接 既适合于一线工 人 又适合于高级的生产及企业管理人员使用 3 3 6 系统工程期短 SHDSNT 采用简单直接的用户组态技术 大大 缩短了系统的工程期 了解仪表及自动化知识的人 员 仅需两天的学习 便可熟练掌握系统的组态及其 投运 100 点规模的系统 SHDSNT 组态不超过一 个星期 俩人 便可完成 4 仓库信息管理系统 4 1 系统概述 碱厂仓库信息管理系统是根据碱厂现行仓库管 理情况 由公司计算机站编制的 本系统采用功能十 分强大的 Developer 2000 应用程序所用的数据库基 本上是属于客户 服务器体系结构下的大型数据库 本系统采用ORACLE 大型数据库 按仓库管理程 序 经过系统分析 归纳分为系统初始化 数据录入 数据查询 报表输出和系统管理 5个操作功能模块 4 2 数据的组织与存储方法 物品表 物品入库表 出库表 库存表 及物品过 桥表是仓库物资管理的主要对象 物品表中有存放物品种类 物品编码 单位编 号 流水帐号 单位编码以示区别物品表中各分厂 物品种类 碱厂的单位编码为 02 某一物品的流水帐号为 00000024 则物品编码 0200000024 物品入库表 物品出库表 物品库存表 及物品 过桥表中存放着各分厂日常出入库及库存数据 物 品表以主关键字物品编码与它们相关联 4 3 功能模块简介 本系统模块的功能体现在菜单中 对菜单的依 次操作 就是对数据的处理和加工 4 3 1 初始化操作 4 3 1 1 原始库存管理 本操作是将仓库中现有的物品库存 按物品种 类录入到原始库存表中 4 3 1 2 初始化库存表 292001年第 3期 黄华波 等 湖北双环科技股份公司计算机应用情况介绍 本操作是将最初的物品库存转换到系统的库存 表中 作为物品入库的基数 因此务必做到 将各库 区中的现有物品库存余数 按物品编码录入到原始 库存表中 操作原始库存管理 初始化库存表完毕 后 再不要随意做本操作 4 3 2 录入操作 是对物品编码及日常出入库数据的增加 修改 和删除 4 3 3 查询操作 查询操作包括物品库存 物品入库 物品出库 过桥物品的查询 点击菜单查询项 在弹出菜单中 点击相应的操作 出现查询窗口 在窗口的控制项 内输入查询条件 然后单击执行按钮 可得查询结 果 如果在综合网上查询数据时 采用的是浏览器 服务器体系结构 操作非常方便和快捷 4 3 4 报表输出 主要是打印所需的报表 4 3 4 1 物品及分类清单 可按物品的分类列出物品编码 名称 型号规 格 4 3 4 2 入库汇总表 统计在作业期内材料入库数量和金额 4 3 4 3 出库汇总表 统计在作业期内材料出库数量和金额 4 3 4 4 库存材料表 统计在作业期内按分厂 仓库分组的初期库存 本期领进 本期购进 本期出库 期末库存及总计金 额 4 3 4 5 单位材料分配表 统计在作业期内分厂及车间或科室领走的材料 金额 4 3 4 6 专项出库表 统计各专项所使用的材料数量和金额 4 3 4 7 领料者清单 列出领料者在作业期内所领材料 4 4 系统特点 本系统具有操作方便 速度快 可靠性和安全性 高的特点 1 操作方便 由于采用提示和帮助 使得对数据 的查询 增加 修改和删除都非常便利 2 速度快 因 Developer 2000 是著名软件公司 ORACLE 公司的产品 在