生产实时应用系统在大型化工的应用

1、生产实时应用系统在大型化工装置上的应用杨文华1 刘青2（1.晋煤集团湖北三宁化工股份有限公司 2.北京示艺工软科技有限公司）摘要：本文主要介绍了三宁化工生产实时应用系统的实施情况、系统结构、系统功能。该系统实现了公司装置控制系统数据的安全采集、集中存贮与管理，生产数据与管理信息在全公司安全实时地应用。目前，该系统已在各分厂生产调度室、生产技术部门，以及公司管理部门广泛应用，取得了很好的效果。关键词：数据采集 实时数据库 生产信息化1、引言化学工业作为国家支柱产业，面临全球竞争，在生产过程自动化与管理信息化方面需要与国际接轨，以增强对市场变化的反应能力，优化资源配置，提高企业的管理水平与市场竞争

2、能力。大型化工企业一般有多套生产装置，分布在较大的区域，联合生产。多套装置之间往往存在水、电、气、汽等方面的关联，有时一套装置可能为另一套装置提供原材料。然而由于历史与安全方面的原因，控制系统为了将风险分散通常独立运行。导致相互联系的工艺参数不能共享，对生产控制、产品计量等造成一定的影响。根据生产需要必须对多套装置的生产实时信息进行集成，实现生产调度、生产管理、企业经营管理的信息化，及时指挥全公司的生产运行，优化资源配置，提高企业的生产效率。随着信息技术的发展已成为可能。2、生产实时应用系统在湖北三宁化工股份有限公司生产装置控制系统中应用的必要性。晋煤集团湖北三宁化工股份有限公司（以下简称三宁

3、化工）是一家集煤化工、磷化工和精细化工为一体的大型化工企业。年产值达50亿元。公司先后建设了氮肥厂、尿素厂、磷肥一厂、二厂。四套装置全部采用DCS或PLC控制，总控制点达2万点以上，具体规模如下：三宁公司控制系统规模DCSPLCAO点氮肥厂11354630尿素厂19689670磷肥厂23248220合计5312722520三厂之间电、一次水、除盐水、蒸汽、氨、终端污水等公用工程形成一个巨大的网络，相互之间关系密切，由于历史原因四厂之间的控制系统相对独立，生产信息无法及时共享，分厂之间的生产情况通过电话咨询、交接班汇报等方式进行，生产考核则由人工在DCS 上比对关键控制点的历史记录曲线。严重制约

4、了整体装置的整体协调和调度。必须对全公司生产装置工艺参数实现共享和开发应用。通过实施北京示艺工软科技有限公司的“生产实时应用系统”（At-RASS）后，三宁化工各分厂的生产数据全部集中，生产信息在公司内部实时高效地共享，以生产数据为基础的考核报表和生产报表自动生成。同时，也为三宁化工今后实施ERP与MES项目打下了坚实的数据基础。3、系统结构“生产实时应用系统”在三宁化工现有网络的基础上实施。数据集中是实时应用的基础，系统通过数据采集工作站从各分厂的DCS中采集生产实时数据，上传到实时数据库中。数据采集工作站具备数据缓存功能，当网络通信中断后，数据可以缓存在工作站上，一旦通信恢复，缓存的数据及

5、时上传到实时数据库中。实时数据库是生产数据的存贮中心，采用高效的压缩算法，使大量的生产数据长期存贮在磁盘中。实时数据库提供开放的通信接口，其他应用，如MES可以方便地从数据库中取得生产数据。实时应用服务为远程应用提供登录、管理、数据服务、通信服务等，直接面向终端用户。实时应用服务可以与多台实时数据库服务器通信。通常，实时应用服务与实时数据库安装在同一台服务器上，既节省资源，又可提高通信效率。远程客户端是生产实时信息的应用中心。各远程用户通过办公网络与实时应用服务器通信。全系统采用C/S架构，数据采集频率可以根据应用要求设置到毫秒级（考虑到用户的实际需要，当前三宁化工统一配置为3秒）。数据从发生

6、到显示在远程用户桌面在1秒钟内完成。各分厂调度室的用户监视全公司的生产数据与本厂DCS的数据基本同步，完全满足生产调度指挥要求。1 系统结构4、实时数据库实时数据库系统采用高效的压缩算法，在保证数据精度的情况下，对数据进行大比例的压缩存贮，一方面减少了存贮空间，另一方面提高了历史数据的查询速率和数据的通信效率。另外，系统充分利用了当前计算机普遍配备大容量内存的特点，将大量的历史数据缓存在动态内存了，减少了磁盘操作次数，极大地提高了数据查询效率。通过多种技术的综合应用，实时数据库系统可以对高频率的采集数据进行高效的存贮与查询处理。5实时应用生产实时数据的应用是系统的最终目标，系统集成了页面组态、

7、生产报警、趋势曲线、生产报表、数据分析等多方面的应用模块，方便用户对生产数据直观、实时、高效、深入地应用。5.1 流程图数据显示系统的组态工具可以方便地绘制生产工艺流程图，面向公司各级领导、生产技术人员与管理人员，界面美观，操作功能全面。页面实时数据每秒更新一次，与DCS基本同步显示。在流程图页面中，可以方便地调出各数据点的历史数据趋势曲线，查询任意时间段的历史数据。页面采用目录树管理，根据不同级别用户的需求，按由粗到细、由全局到局部的原则，对DCS页面重新规划。使生产信息显示结构清晰，层次分明，使用方便。5.2 生产报警系统中的每个数据点，都可以指定报警限，当生产实时数据达到报警限时，系统将

8、自动生成报警信息，提示用户装置的生产运行情况。5.3 趋势曲线系统的趋势曲线按化工生产的使用习惯定义，曲线图可以自适应网格与坐标轴。趋势曲线模块提供丰富的操作界面，用户可以方便地追忆、比较各控制点在任意时刻的生产运行趋势。5.4 生产报表系统集成类似Excel的电子表格，可以实时方便地生成生产报表。另外，系统具有与Excel交换数据的功能模块，在Excel表格中，可以方便地获得生产数据。这样可以充分利用Excel的计算排版功能，生成正式、可持久保存的生产报表。利用系统极高的实时性能，可以实时地生成全公司的能耗表、物耗表、各关键节点运行情况表，有利于公司对各分厂、生产装置生产的及时调度，提高装置

9、的生产运行效率。另外，班组生产考核也根据历史数据自动生成。例如，如班组的消耗与效率，关键指标的控制水平（操作合格率）等方面，减少人为误差，提高生产管理水平。5.5 信息安全系统对数据访问进行严格的权限管理，只有授权的用户，才可以浏览生产信息，查询历史数据，应用系统提供的功能。6、 结束语 三宁化工生产实时应用系统的建立实现了对公司主要生产装置实时数据的采集和存储，对装置生产情况的实时管理和生产主要指标的监控，以及对生产历史数据的分析，缩短了生产调度管理的决策时间，提高了企业的管理水平和经济效益。系统安全、实时、可靠，维护简单，使用方便，有很大的拓展和推广空间。参考文献：1REVILL G. D

10、esigning and debugging real-time distributed systemsJ.Safety Critical Embedded Systems, 2008(2): 27-312杨传顺, 钱幸存. 实时数据分发系统软件的设计与实现J. 微型机与应用, 2011, 30(6): 3-5, 103石凌云. 火电厂生产实时数据系统的规划和设计J. 信息科技, 2011(11): 103-1044Cuiru Wang，Shuangxi Liu. Study on the Key Technology of Real-Time Data WarehouseJ. Proceed

11、ing 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 Sanning Chemical Work Production Real-time Application System are introduced on this paper. The system realized controlsystem data of thedevice tosecurity collection, centralizedstorageand management,production dataand management information securereal-timeapplications across the company. At the present time, thesystem has beeninthe branch fa