一、概述
中國石油大慶石化公司，是中國石油天然氣股份有限公司直屬的地區分公司，從事煉油、化工、化肥、化纖生產的特大型石油化工聯合企業。現有6個生產廠，2個輔助生產廠。公司擁有生產裝置131套，年原油加工能力600萬噸，年產乙烯48萬噸，聚乙烯36萬噸，腈綸纖維6萬噸，合成氨33萬噸，尿素56萬噸，可生產60種151個牌號的石油化工產品。 大da慶qing石shi化hua公gong司si的de前qian身shen大da慶qing石shi油you化hua工gong總zong廠chang，是shi我wo國guo較jiao早zao的de石shi油you化hua工gong企qi業ye之zhi一yi，也ye是shi我wo國guo重zhong要yao的de石shi油you化hua工gong基ji地di。大da慶qing石shi化hua公gong司si在zai緊jin抓zhua生sheng產chan建jian設she的de同tong時shi，也ye非fei常chang注zhu重zhong信xin息xi化hua建jian設she。
全球信息技術飛速發展,尤其是因特網的出現和應用的普及,使得信息技術得以迅速滲透到經濟社會的各個領域,標誌著人類進入了信息化時代。信息資源已成為與材料和能源同等重要的戰略資源；信息技術正以其廣泛的滲透性和無與倫比的先進性與傳統產業結合；信息產業已發展為世界範圍內的朝陽產業和新的經濟增長點；xinxihuashuipingyijingchengweixiandaihuaqiyeshuipinghezongheshilidezhongyaobiaozhi。daqingshihuagongsijingguoduoniandenuli，zaixinxihuajianshezhongyiqudelehendajinbu，rubangongzidonghua，dianzishangwu。youqishishengchanguochengzidonghua，jingguoduoniannuli，daqingshihuagongsiquanmianshixianleDCS自動化改造。但是在實現全廠信息化建設之前，還存在如下問題：
1）生產數據沒有有效共享，因而對影響生產過程的主要因素缺乏有效的監控手段。雖然公司的主要生產裝置都安裝了DCS，danjuedabufenzhuangzhideshujuzhinengxianshizaizhuangzhidecaozuozhanshang，ermeiyoucaijidaogongsihuofenchangdebangongxitongzhong。zheyangwomenzhiyoudaogeshengchanzhuangzhidekongzhishi，cainengguanchadaoshengchanshuju，zaifenchangdetiaodushi，bangongshi，huogongsilingdao，douwufazhijiekandaoxianchangdeshengchanshuju。ruguochuchazaiwai，xianglejieyixiashengchanqingkuangjiugengshiwunengweilile。zaidangjinhulianwangbadaqianshijielianzaiyiqidejintian，bunengbushuoshiyizhongyihan！
2）分散的“信息孤島”無法進行集中化管理。由於各裝置信息封閉，即使在同一分廠，由於采用的是不同廠家，或同一廠家不同型號的DCS，彼此間沒有數據通訊手段。這致使生產管理的各個環節脫節，生產管理部門不能及時、有效地了解生產狀況，指導組織生產，造成了一定的浪費。
3）沒有長期的曆史數據存儲。隨著存儲介質價格不斷下降，保存海量曆史數據不但是必要的，而且是現實的。而DCS本身的曆史數據存儲能力一般都比較有限，而長期的曆史數據有助於事故診斷。
4）質zhi量liang信xin息xi反fan饋kui滯zhi後hou，導dao致zhi加jia工gong成cheng本ben增zeng加jia。化hua驗yan數shu據ju直zhi接jie反fan映ying生sheng產chan的de質zhi量liang情qing況kuang，對dui指zhi導dao生sheng產chan具ju有you非fei常chang重zhong要yao的de意yi義yi。先xian前qian這zhe些xie數shu據ju主zhu要yao通tong過guo手shou工gong報bao表biao形xing式shi報bao送song生sheng產chan管guan理li部bu門men，造zao成cheng信xin息xi遲chi滯zhi，並bing且qie不bu利li於yu對dui比bi分fen析xi。因yin此ci及ji時shi準zhun確que地di將jiang質zhi量liang數shu據ju反fan饋kui給gei裝zhuang置zhi操cao作zuo人ren員yuan和he生sheng產chan調tiao度du人ren員yuan，可ke以yi保bao證zheng有you效xiao地di控kong製zhi生sheng產chan質zhi量liang、降低生產成本。
5）無法實現全廠信息瀏覽。如何讓公司領導用統一平台直觀的看到各分廠的生產報表，統計數據，對於領導決策非常重要。
通過上麵的分析，我們不難看出，如何將分散的“信息孤島”有效地連接起來，實行網絡化、集中化，將生產過程數據與生產管理係統有機連接起來；把生產過程信息、原料消耗、過程產品產量、產品產量、能源消耗、設she備bei狀zhuang態tai等deng科ke學xue地di分fen類lei，提ti供gong給gei管guan理li層ceng數shu據ju庫ku，從cong而er減jian少shao人ren工gong操cao作zuo，提ti高gao管guan理li層ceng數shu據ju庫ku的de準zhun確que性xing，提ti高gao公gong司si的de控kong製zhi力li和he控kong製zhi質zhi量liang。同tong時shi也ye能neng夠gou使shi企qi業ye的de先xian進jin控kong製zhi、優化計算，流程模擬等更加方便。
二、實施方案
公司信息化內容很多，如裝置達標，LIMS，質量統計，價格管理，成本核算，生產信息化。其中生產信息化是整個係統的基礎，由於篇幅的限製，這裏著重對其進行介紹。
實時數據庫是整個信息係統的核心，實時數據庫軟件采用大慶紫金橋公司自己開發的 “紫金橋實時數據庫”。該實時數據庫在公司多個分廠有過成功應用。關係庫采用的是SQL Server。整體結構如下圖所示：
 整體結構圖
由上圖可見，整個結構分為四層，第一層為公司級實時數據庫；第二層為分廠級實時數據庫，每個分廠一台；第三層為分廠的前端數采機；底層為過程控製計算機。下麵對各層計算機功能予以說明。
過程控製計算機：完成控製監視功能。大慶石化公司控製計算機種類較多，可分為DCS、ESD、PLC、智能表等，但主要是DCS。
前端數采機：進(jin)行(xing)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)，與(yu)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)計(ji)算(suan)機(ji)通(tong)信(xin)，將(jiang)數(shu)據(ju)緩(huan)存(cun)並(bing)傳(chuan)送(song)給(gei)分(fen)廠(chang)級(ji)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)。前(qian)端(duan)數(shu)采(cai)機(ji)將(jiang)各(ge)種(zhong)類(lei)型(xing)的(de)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)計(ji)算(suan)機(ji)的(de)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)彙(hui)總(zong)，通(tong)過(guo)以(yi)太(tai)網(wang)統(tong)一(yi)送(song)往(wang)分(fen)廠(chang)級(ji)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)，也(ye)可(ke)以(yi)在(zai)上(shang)遊(you)網(wang)絡(luo)故(gu)障(zhang)時(shi)，暫(zan)存(cun)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)的(de)曆(li)史(shi)數(shu)據(ju)，當(dang)網(wang)絡(luo)恢(hui)複(fu)時(shi)，將(jiang)數(shu)據(ju)轉(zhuan)存(cun)到(dao)分(fen)廠(chang)級(ji)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)。
分廠級實時數據庫：用於分廠生產數據緩存、曆史存儲、數據計算等。具體包括：
1、在這裏可以對實時數據進行校正、補償、累計、統計等計算。
2、可以對各車間數據進行橫向比較分析。
3、也可以在此完成設備運行情況統計，裝置物料平衡計算，生成質量分析報告，或其他統計報表等。
4、分廠內的其他計算機可以通過該服務器對裝置的實時數據、曆史數據、統計數據進行查看。
5、通過該服務器上的Web服務器，可以直接通過IE瀏覽器瀏覽各種生產數據。
6、與公司級實時數據庫通信。將公司關心的重要生產數據上傳到公司級實時數據庫中。
7、該服務器還要作為用戶登錄服務器。隻有有相關權限的用戶才能訪問該服務器中受保護的數據。用戶登錄要在該服務器上驗證。
公司級實時數據庫：分廠重要生產參數緩存、曆史存儲等。另外還包括如下功能：
1）分廠數據橫向比較、統計、分析。
2）作為Web服務器，該機器有固定IP，可以在互聯網上通過IE瀏覽器訪問該服務器的實時數據、曆史數據等。
3）該服務器可以作為分廠服務器的代理Web服務器，通過該服務器可以在互聯網上間接訪問分廠數據。
作為登錄服務器。訪問該服務器數據的用戶要經過該登錄服務器的驗證。訪問分廠數據還要經過分廠級數據庫用戶驗證。
三、數采方案
1、概述
數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)是(shi)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)的(de)重(zhong)要(yao)組(zu)成(cheng)部(bu)分(fen)，它(ta)負(fu)責(ze)將(jiang)現(xian)場(chang)數(shu)據(ju)實(shi)時(shi)傳(chuan)送(song)給(gei)數(shu)據(ju)庫(ku)，將(jiang)操(cao)作(zuo)數(shu)據(ju)下(xia)送(song)到(dao)現(xian)場(chang)，是(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)服(fu)務(wu)器(qi)與(yu)生(sheng)產(chan)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)連(lian)接(jie)的(de)橋(qiao)梁(liang)。如(ru)果(guo)沒(mei)有(you)穩(wen)定(ding)、高效、豐富的數采接口，實時數據庫隻能是空中樓閣。
紫金橋軟件具有豐富的I/O接口，能夠與各種DCS，PLC，智能儀表通過多種連接方式，如以太網、串口、撥號等。並支持DDE、OPC、設備專有通信協議等。同一數據庫可以同時與任意多種驅動程序進行通訊。下圖為數采結構圖。
數采結構圖
圖中的I/O驅動就是各種數采接口。
本項目的關鍵是實現各分廠生產裝置的數據采集。由於大慶石化公司分廠很多，自控裝置種類繁多，有大量的DCS、PLC、智能表等。通信方式多種多樣。如有的通過OPC，有的通過DDE，有的是廠家專有協議；網絡連接方式也很多，如以太網、串口、現場總線等。
2、關鍵問題
辦公網與控製網隔離
保(bao)證(zheng)自(zi)控(kong)裝(zhuang)置(zhi)的(de)安(an)全(quan)是(shi)致(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)的(de)。為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)控(kong)製(zhi)網(wang)的(de)獨(du)立(li)性(xing)，辦(ban)公(gong)網(wang)與(yu)控(kong)製(zhi)網(wang)間(jian)是(shi)完(wan)全(quan)隔(ge)離(li)的(de)。實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)運(yun)行(xing)在(zai)辦(ban)公(gong)網(wang)一(yi)側(ce)，為(wei)了(le)安(an)全(quan)的(de)與(yu)控(kong)製(zhi)設(she)備(bei)通(tong)信(xin)，我(wo)們(men)采(cai)取(qu)了(le)多(duo)種(zhong)措(cuo)施(shi)。
1）在控製網與辦公網分別設置數采機，數采機間通過串口相連，這樣能夠有效的防止網絡病毒侵入。
串口通訊防病毒
為了提高串口的通信速度可以將兩台前置數采機器放的很近，這樣可以將串口通信速度設的很高如112K。對於較遠的可以采用485方式通信。
2）機(ji)器(qi)配(pei)置(zhi)兩(liang)塊(kuai)網(wang)卡(ka)，一(yi)塊(kuai)網(wang)卡(ka)與(yu)控(kong)製(zhi)網(wang)相(xiang)連(lian)，一(yi)塊(kuai)與(yu)辦(ban)公(gong)網(wang)相(xiang)連(lian)，而(er)且(qie)兩(liang)塊(kuai)網(wang)卡(ka)處(chu)於(yu)不(bu)同(tong)網(wang)段(duan)。除(chu)了(le)數(shu)據(ju)通(tong)信(xin)用(yong)到(dao)的(de)端(duan)口(kou)號(hao)，其(qi)餘(yu)通(tong)信(xin)端(duan)口(kou)都(dou)禁(jin)止(zhi)掉(diao)。並(bing)且(qie)裝(zhuang)好(hao)防(fang)火(huo)牆(qiang)，保(bao)持(chi)防(fang)病(bing)毒(du)軟(ruan)件(jian)及(ji)時(shi)自(zi)動(dong)更(geng)新(xin)。
雙網卡通訊防病毒
3）數據集中到VAX/ALPHA機，以VAX/ALPHA為橋梁實現辦公網與控製網相連。VAX/ALPHA運行的是VMS操作係統，安全性較高。並且很多裝置的上位機是VAX/ALPHA，所以通過VAX/ALPHA為中轉，是比較方便的。
斷線數據自動恢複
由(you)於(yu)大(da)慶(qing)石(shi)化(hua)公(gong)司(si)裝(zhuang)置(zhi)很(hen)多(duo)，距(ju)離(li)較(jiao)遠(yuan)，再(zai)加(jia)上(shang)現(xian)場(chang)幹(gan)擾(rao)多(duo)，所(suo)以(yi)網(wang)絡(luo)通(tong)信(xin)並(bing)不(bu)是(shi)十(shi)分(fen)可(ke)靠(kao)，網(wang)絡(luo)故(gu)障(zhang)時(shi)而(er)發(fa)生(sheng)。紫(zi)金(jin)橋(qiao)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)具(ju)有(you)斷(duan)線(xian)後(hou)數(shu)據(ju)自(zi)動(dong)恢(hui)複(fu)功(gong)能(neng)，即(ji)當(dang)網(wang)絡(luo)出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)時(shi)，前(qian)端(duan)數(shu)采(cai)機(ji)能(neng)夠(gou)自(zi)動(dong)將(jiang)數(shu)據(ju)保(bao)存(cun)起(qi)來(lai)，當(dang)網(wang)絡(luo)恢(hui)複(fu)時(shi)將(jiang)曆(li)史(shi)數(shu)據(ju)插(cha)入(ru)到(dao)遠(yuan)程(cheng)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)。利(li)用(yong)該(gai)功(gong)能(neng)，就(jiu)不(bu)必(bi)擔(dan)心(xin)曆(li)史(shi)數(shu)據(ju)缺(que)失(shi)了(le)。
手工數據錄入
weihuayanrenyuantigonghuayanshujujisuanchulihelurujiemian，yibianjiangshengchanhuayanshujushoujidaoshishishujuku。zijinqiaoshishishujukuyouzhuanmenderengonglurujiludianhecaozuojiemian，nenggoubaozhengyonghuzaihelideshijianfanweineilurushuju，bingjiangshujuanzhaotianxiedeshijiancharudaolishishujukuzhong。duiyuchaoqimeiyoulurudeshujugeichubaojing。
四、生產管理信息係統帶來的好處
1)及時了解生產動態。分廠級管理人員隨時了解生產裝置、公用工程運行狀況，包括監控點的溫度、壓力、流量等實時數據；物料和能源動力消耗數據、產品產量和質量數據。各級人員及時準確掌握生產動態，對生產過程中出現的問題及時做出處理，以保證生產安穩運行。
2)shishishujukuzuoweikongzhixitongheshangcengguanlixitongdezhongjianceng，qidaochengshangqixiadezuoyong。qijianggekongzhixitongdeshujujizhongqilai，yitongyidexingshicunfang，shixianleyouxiaodeshujugongxiang。youyushishishujukuzhichigezhongkaifangjiekou，ruOPC、DDE、OLE等，因此保存在實時數據庫中的數據可直接為先進控製、優化控製、流程模擬的數據源。另外、也可以將與上層管理係統相關的數據，轉儲到關係數據庫中，以實現高層次的生產記錄管理。
3)實現長期曆史存儲。一般DCS中曆史數據保存時間較短，尤其是早期投用的DCS，外wai存cun較jiao小xiao，無wu法fa長chang期qi保bao存cun大da量liang的de，快kuai速su變bian化hua的de曆li史shi數shu據ju。而er通tong用yong的de實shi時shi數shu據ju庫ku具ju有you高gao效xiao的de存cun儲chu策ce略lve，再zai加jia上shang廉lian價jia的de大da容rong量liang的de存cun儲chu介jie質zhi，可ke以yi將jiang重zhong要yao的de生sheng產chan參can數shu長chang期qi保bao存cun，現xian在zai各ge裝zhuang置zhi曆li史shi數shu據ju可ke以yi保bao存cun10年。
4)提供多種數據查詢、分析手段。通過查詢工具可以快速查詢生產實時數據、曆史數據；分析工具可以對產品的生產質量進行評定，給管理者決策提供幫助；統計工具，可以對數據進行橫向比較，也可以對數據的曆史情況進行分析。
5)與桌麵工具集成。可以將生產數據引入辦公軟件，如Excel，Word等，可利用辦公軟件的圖表、分析工具對生產數據進行統計、分析、報表等。
6)實現了Web瀏(liu)覽(lan)。無(wu)論(lun)何(he)時(shi)何(he)地(di)，隻(zhi)要(yao)有(you)互(hu)聯(lian)網(wang)，就(jiu)可(ke)以(yi)隨(sui)時(shi)查(zha)看(kan)各(ge)裝(zhuang)置(zhi)的(de)實(shi)時(shi)生(sheng)產(chan)數(shu)據(ju)，曆(li)史(shi)趨(qu)勢(shi)，統(tong)計(ji)報(bao)表(biao)等(deng)。而(er)且(qie)在(zai)機(ji)器(qi)中(zhong)不(bu)必(bi)預(yu)先(xian)安(an)裝(zhuang)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)軟(ruan)件(jian)。
7) 通過數據庫瀏覽器，可以對分廠的數據、報表、流程圖、qushijinxingzhakan。zhiyaofenchangdeshujukushikaifangde，youquanxiandeyonghudoukeyifangwen，bingqiewuxujiangzutaineirongfuzhidaobendi，zijinqiaoshujukujuyouzidongsousuogongneng，nenggouzidongzhaodaowangneidesuoyoushishishujuku。
8）隻要權限允許，可以在客戶端瀏覽數據的同時，在線修改點組態、畫麵、報表、趨勢，並能上傳到實時數據庫。
五． 結論
tongguoxinxixitongdejicheng，shixianzhenggegongsizuoweiyigezhengtiyiyishangdexinxixitong，shidegegefengongsishixianxinxigongxiang，jianshaozhongfugongzuo，dapoxinxigudaoxianxiang，tigaolegongzuoxiaolv。
紫金橋實時數據庫自投用以來，運行穩定，采集速度快，曆史保存時間長，是信息化建設中的好幫手。
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