一、實時數(shù)據(jù)平臺實施背景

    石油化工行業(yè)作為典型的流程行業(yè)，其生產(chǎn)過程具有自動化和連續(xù)化的特點，主要生產(chǎn)裝置都已在基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)（如DCS、PLC、智能儀表、現(xiàn)場總線等）的控制下運行。但這些系統(tǒng)都是面向裝置或者設(shè)備的，每個系統(tǒng)只能采集或顯示相應(yīng)裝置的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，形成了所謂的信息“孤島”。同時，這些系統(tǒng)與上層的管理信息系統(tǒng)往往是脫節(jié)的，大量生產(chǎn)一線的實時數(shù)據(jù)無法及時地反映到管理層作為決策依據(jù)，致使在生產(chǎn)控制層和企業(yè)管理層之間存在了很大的信息“狹縫”。

    MES 系統(tǒng)的應(yīng)用為華北石化公司搭建了統(tǒng)一的生產(chǎn)綜合管理平臺，填補了原來生產(chǎn)管理部門應(yīng)用系統(tǒng)的空白，為企業(yè)精細(xì)化管理提供了有效的手段，幫助實現(xiàn)了生產(chǎn)過程控制的規(guī)范化管理，MES系統(tǒng)實時數(shù)采模塊（PHD）的建設(shè)有效的彌補了信息“狹縫”。但隨著MES 系統(tǒng)的深化應(yīng)用，業(yè)務(wù)部門對系統(tǒng)的功能要求愈來愈高，對系統(tǒng)的應(yīng)用不僅僅局限于數(shù)據(jù)的查詢了，將逐步拓展到數(shù)據(jù)對生產(chǎn)經(jīng)營指標(biāo)的分析，因此對數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、及時性、安全性的要求也愈來愈高了，所以建設(shè)安全穩(wěn)定可靠的實時數(shù)據(jù)平臺成為了關(guān)鍵中的關(guān)鍵。

二、實時數(shù)據(jù)平臺簡介

（ 一） 數(shù)據(jù)平臺介紹

    華北石化公司實時數(shù)據(jù)平臺是基于中科軟Agilor 實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)專門針對石化公司數(shù)據(jù)采集的現(xiàn)狀而定制的， 實時數(shù)據(jù)平臺可用于生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的自動采集、存儲和監(jiān)視。作為大型實時數(shù)據(jù)庫，可在線存儲每個工藝過程點的多年數(shù)據(jù)。它提供了清晰、精確的操作情況畫面，用戶即可瀏覽當(dāng)前的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，也可回顧過去的生產(chǎn)情況，可以說實時數(shù)據(jù)平臺對企業(yè)來說就如同飛機上的“黑匣子”。

（二）實時數(shù)據(jù)平臺功能

    1、數(shù)據(jù)采集

    數(shù)采程序具有設(shè)置自動重連、采集頻率、本地緩存、發(fā)送信息顯示等功能，以保證所采集數(shù)據(jù)的正確性與穩(wěn)定性。實時數(shù)據(jù)庫服務(wù)器將所有實時數(shù)據(jù)采集上來，形成工廠范圍內(nèi)的實時數(shù)據(jù)庫供全廠范圍內(nèi)的用戶使用。

    2、數(shù)據(jù)存儲管理

    實時數(shù)據(jù)平臺通過數(shù)采程序接口接收現(xiàn)場全部生產(chǎn)和計量數(shù)據(jù)，構(gòu)成全廠范圍內(nèi)數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集，并存儲于實時數(shù)據(jù)庫歷史文件中，通過設(shè)置數(shù)據(jù)存儲數(shù)量與位置來管理歷史數(shù)據(jù)。Agilor 實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)工具信息瀏覽器、歷史管理器、訂閱工具等用來對實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)進行查詢、訂閱、檢索等操作。為后續(xù)的分析、事故追憶等工作打下堅實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

    3、數(shù)據(jù)上傳

    實時數(shù)據(jù)平臺將底層數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集到數(shù)據(jù)庫同時，通過Agilor OPC Server 服務(wù)將所有的實時數(shù)據(jù)實時發(fā)送到上層數(shù)據(jù)庫，交由畫面監(jiān)控、績效考核等。Agilor 做為提供數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，現(xiàn)場并未從此處直接調(diào)用數(shù)據(jù)，而是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到上層應(yīng)用數(shù)據(jù)庫再進行調(diào)用，形成數(shù)據(jù)冗余備份。

    4、數(shù)據(jù)整合

    實時數(shù)據(jù)平臺的DI 整合工具從實時數(shù)據(jù)庫中調(diào)用數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行運算、處理，將數(shù)據(jù)整合后更符合現(xiàn)場使用，并可將整合數(shù)據(jù)保存至實時數(shù)據(jù)庫或關(guān)系數(shù)據(jù)庫。

（三） 數(shù)采平臺特點

    1 、長時間穩(wěn)定運行

    實時數(shù)據(jù)平臺對于MES 系統(tǒng)穩(wěn)定運行的極端重要性，MES 的實時數(shù)據(jù)庫平臺能夠提供2 4 × 7 穩(wěn)定服務(wù)，保證長時間穩(wěn)定的運行。

    2、實時數(shù)據(jù)處理速度與精度

    實時數(shù)據(jù)平臺首先要提供高速的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理，在整個系統(tǒng)所集成的數(shù)據(jù)采集點數(shù)會達到近萬點，數(shù)據(jù)采集間隔要求達到秒級甚至毫秒級，數(shù)據(jù)量很大。在當(dāng)前主流的P C 服務(wù)器與商業(yè)操作系統(tǒng)上，系統(tǒng)應(yīng)能保證每秒鐘一萬點以上的數(shù)據(jù)采集、存儲和查詢速度。

    3、歷史數(shù)據(jù)存儲和壓縮

    實時數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)的變化頻率高，在系統(tǒng)運行中會產(chǎn)生大量的歷史數(shù)據(jù)，實時數(shù)據(jù)庫存儲這些歷史數(shù)據(jù)，能夠彌補控制系統(tǒng)與管理系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)真空，為控制優(yōu)化、工藝改進和經(jīng)營決策提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。實時數(shù)據(jù)平臺借助數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)能夠存儲三到十年的在線數(shù)據(jù)，因此系統(tǒng)不僅有較高的數(shù)據(jù)壓縮率，同時也有很高的解壓速度和快速的數(shù)據(jù)檢索能力。

    4、開放的二次開發(fā)接口

    實時數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)庫向下支持多種通訊接口和協(xié)議，例如OPC、DDE 系列協(xié)議，并且，實時數(shù)據(jù)庫具有開放性和可擴展性，即可提供數(shù)據(jù)采集開發(fā)接口，支持完備的遠程數(shù)據(jù)采集能力。實時數(shù)據(jù)庫向上層應(yīng)用可提供實時數(shù)據(jù)與歷時數(shù)據(jù)服務(wù)，支持OPC 等標(biāo)準(zhǔn)接口服務(wù)。

三、華北石化實時數(shù)據(jù)平臺深化應(yīng)用

（一）升級實時數(shù)采接口服務(wù)

    華北石化公司自控系統(tǒng)由一套DCS 系統(tǒng)，2 套AB 系列的PLC，2套GE 系列的PLC 以及5 套Triconex 機組控制系統(tǒng)組成，通過這些系統(tǒng)控制全廠的裝置和生產(chǎn)過程，在每套PLC 系統(tǒng)上層有一套HMI 人機界面軟件，該人機界面軟件通過配套的底層協(xié)議獲取各PLC、DCS系統(tǒng)中的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，操作人員通過HMI 人機界面軟件查看生產(chǎn)實時動態(tài)、操作現(xiàn)場設(shè)備、控制現(xiàn)場工藝過程，并通過MES 系統(tǒng)對公司經(jīng)營指標(biāo)和管理目標(biāo)進行數(shù)據(jù)管理和統(tǒng)計，動態(tài)形成各種經(jīng)營管理報表，供公司管理者進行決策分析。在此種模式下，MES系統(tǒng)采集實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)完全依賴HMI 人機界面軟件，而HMI 軟件同時又是操作員查看和瀏覽現(xiàn)生產(chǎn)裝置運行狀態(tài)、對生產(chǎn)過程進行控制操作的主要界面，在操作員的操作過程中，有時難免會造成對MES 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的影響，進而影響到整個M ES 系統(tǒng)的可靠性。

    針對上述問題通過與OPC 方面的專家多次溝通調(diào)研，最終確定將數(shù)采架構(gòu)進行改造，使采數(shù)途徑繞過HMI 操作站，以避免其對MES 系統(tǒng)的影響，具體做法如下：

    針對從機組PLC 控制器采集數(shù)據(jù)的數(shù)采，在每臺數(shù)據(jù)采集Buffer機中配置一套KepServer 協(xié)議接口軟件，該軟件通過PLC 中在用的通信協(xié)議直接獲取控制器中的數(shù)據(jù)，同時通過OPC Server 向PHD RDI提供數(shù)據(jù)。只需修改PHD RDI 中的系統(tǒng)配置，使PHD RDI 從新部署的KepServer 中以O(shè)PC 方式獲取數(shù)據(jù)。部署實施時在KepServer 中保持采集數(shù)據(jù)的Tag Name 與原來的系統(tǒng)一致，以便于在PHD RDI 中修改配置。

    針對從生產(chǎn)裝置ABB 800F 系列的DCS 上采集數(shù)據(jù)的數(shù)采，在每臺數(shù)據(jù)采集Buffer 機中配置一套ABB opc 協(xié)議接口服務(wù)，使Buffer 機上的數(shù)采程序能夠直接訂閱DCS 系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)。通過升級改造，RDI 不再從INTUCH 或RSVIEW 工作站采集數(shù)據(jù)，而是直接從各PLC 、DCS 系統(tǒng)中采集生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，這樣，即使INTUCH 或RSVIEW 工作站由于各種原因出現(xiàn)故障，也不會影響到MES 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集。

（二）實時數(shù)采網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)

    華北石化公司建設(shè)已經(jīng)實現(xiàn)了雙核心雙鏈路，主要辦公區(qū)域千兆到桌面的辦公環(huán)境。同時，對全廠從一線操作室到三線辦公樓實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)覆蓋，徹底結(jié)束所有網(wǎng)絡(luò)盲區(qū)的存在，通過改造性建設(shè)，所有連接材料均為光纜和超五類雙絞線，網(wǎng)絡(luò)效率大幅提升，達到了為幾千臺終端提供高速度、高穩(wěn)定性的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

    良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境可靠的保障了實時數(shù)采的實時性與穩(wěn)定性，在這個基礎(chǔ)上，為了保證公司網(wǎng)絡(luò)的安全運轉(zhuǎn)，華北石化公司先后啟用了防火墻、網(wǎng)閘、入侵檢測、端點準(zhǔn)入等系統(tǒng)。在公司局域網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)之間設(shè)置了聯(lián)想Power V 網(wǎng)御防火墻，在公司內(nèi)部辦公網(wǎng)與專業(yè)網(wǎng)之間設(shè)置了網(wǎng)閘系統(tǒng)，實現(xiàn)了辦公網(wǎng)與專業(yè)網(wǎng)之間數(shù)據(jù)的單向傳輸，保證了專業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全；在所有的辦公網(wǎng)內(nèi)計算機上安裝了桌面安全SEP11 系統(tǒng)和VRV 客戶端有效的監(jiān)控并阻止了網(wǎng)絡(luò)病毒的傳播。

（三）開發(fā)自動考核系統(tǒng)

    基于實時數(shù)據(jù)平臺擁有大量生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)的優(yōu)點，運維人員自主開發(fā)重要參數(shù)自動考核系統(tǒng)、非計劃開停工自動考核系統(tǒng)，配合人事處獨立開發(fā)的員工業(yè)績系統(tǒng)，對于生產(chǎn)波動及非計劃開停工實現(xiàn)自動考核、實時監(jiān)控功能，為生產(chǎn)實現(xiàn)精細(xì)化管理打下了良好的基礎(chǔ)。

四、總結(jié)

    自2011 年初，內(nèi)外部網(wǎng)絡(luò)環(huán)境正在發(fā)生顯著變化，互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境正在應(yīng)用如云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)環(huán)境更加復(fù)雜而且信息需求量更加龐大。目前數(shù)據(jù)采集平臺還存在諸多不足需要在今后一一修正，主要圍繞著“便捷”、“安全”、“穩(wěn)定”來開展。今后將通過進一步的平臺升級，有效的降低運維量、使系統(tǒng)的安全性更加的牢固、更加穩(wěn)定地為企業(yè)的上層應(yīng)用提供可靠、及時的數(shù)據(jù)。 

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

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本文標(biāo)題：工廠ERP/MES實時數(shù)據(jù)平臺升級與深化應(yīng)用

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