裝置平穩(wěn)率考核是石油化工企業(yè)促進裝置平穩(wěn)運行，降低生產(chǎn)能耗，提高生產(chǎn)效益的主要手段之一。傳統(tǒng)的裝置平穩(wěn)率考核辦法主要是依據(jù)工藝技術人員定時檢查工藝指標的執(zhí)行情況來完成，即人為地查看當班班組工藝指標的歷史趨勢是否超出指標的約束范圍。統(tǒng)計一段時間段內(nèi)裝置運行超出工藝約束條件的指標數(shù)量，并據(jù)此進行裝置平穩(wěn)率考核。該方法在實際應用中存在的主要問題有：1)記錄數(shù)據(jù)量大、不連續(xù)。技術人員無法逐一核對工藝指標數(shù)據(jù)，導致考評結果不公正；2)技術人員工作量大；3)數(shù)據(jù)無法長期保存，難以滿足企業(yè)業(yè)務應用需求。隨著信息技術的發(fā)展，MES系統(tǒng)在石油化工企業(yè)被廣泛應用。MES系統(tǒng)的應用提高了企業(yè)信息資產(chǎn)使用價值，促進了信息技術與生產(chǎn)實際的有效結合，是企業(yè)信息技術高端應用的一次成功實踐。該系統(tǒng)從企業(yè)生產(chǎn)過程實時監(jiān)控和管理角度提出實時數(shù)據(jù)庫及應用解決方案，集成了大量過程控制層(DCS、PLC)的實時數(shù)據(jù)。
基于MES系統(tǒng)在石油化工企業(yè)的應用現(xiàn)狀，提出一種基于MES系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫技術的裝置平穩(wěn)率考核算法，并利用ASP.NET技術實現(xiàn)了石油化工裝置平穩(wěn)率統(tǒng)計分析系統(tǒng)，使企業(yè)裝置工藝管理水平得到進一步提升。
1 基于MES實時數(shù)據(jù)庫的裝置平穩(wěn)率算法
1.1 MES系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫技術
MES系統(tǒng)與ERP業(yè)務系統(tǒng)、DCS生產(chǎn)設備控制系統(tǒng)一起構成了石油化工企業(yè)的神經(jīng)系統(tǒng)。中國石油MES系統(tǒng)利用Honeywell(霍尼韋爾)公司PHD(Process History Database)實時數(shù)據(jù)庫技術。采集、整合了大量的生產(chǎn)過程和業(yè)務數(shù)據(jù)。
圖1 實時數(shù)據(jù)庫應用架構圖
PHD實時數(shù)據(jù)庫是MES系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中樞，實時處理、分析現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，提供流程圖、異常告警、報表分析等多種功能應用。同時，為滿足第三方軟件對實時數(shù)據(jù)的應用，PHD實時數(shù)據(jù)庫提供了豐富的應用程序開發(fā)接口。PHD常用應用程序接口介紹如下：
1)PHDAPINET
PHDAPINET是Honeywell PHD210以上版本為.NET程序員提供的以程序集方式訪問PHD的接口。應用程序開發(fā)需要引用NETAPISHR.DLL、PHDAPI.DLL、PHDRAPI.DLL三個動態(tài)鏈接庫。動態(tài)鏈接庫提供基類Uniformance.PHD，利用該基類可以查詢與PHD Server、PHD RDI接口、實時位號相關的靜態(tài)和動態(tài)信息。
2)PHDSQL
PHDSQL是Honeywell在Oracle環(huán)境下提供的PHD訪問接口。PHDSQL提供了PHD數(shù)據(jù)查詢，以及豐富的統(tǒng)計分析函數(shù)，簡化了應用程序開發(fā)。但不能進行修改或刪除操作，同時查詢數(shù)據(jù)量較大時，速度相對較慢。
3)OLE DB Provider
從Honeywell PHD 202版本開始提供了一個類似于訪問關系數(shù)據(jù)庫的方式來訪問PHD，也就是通過OLEDB方式訪問PHD。該方法主要用于實時數(shù)據(jù)的查詢與修改，不支持PHD靜態(tài)信息的查詢，并且該方法受到很多的限制。
1.2 裝置平穩(wěn)率算法
MES系統(tǒng)運行管理模塊實時監(jiān)視裝置工藝指標，通過與工藝指標范用的對照，實現(xiàn)工藝指標偏差時間的自動計算，并將偏差記錄在數(shù)據(jù)庫中。
利用公式(1)，通過統(tǒng)計分析工藝指標偏差持續(xù)時間，可以實現(xiàn)任意時問段內(nèi)裝置平穩(wěn)率考核。
其中α表示公司、車間、裝置所包含的工藝指標數(shù)量；β表示班組在考核時間內(nèi)的值班時間系數(shù)；γ表示工藝指標的計算權重。
Honeywell(霉尼韋爾)PHD實時數(shù)據(jù)庫為應用程序開發(fā)提供了豐富的接口。利用PHD接口，通過查詢工藝指標的實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)傳統(tǒng)的基于工藝指標超標次數(shù)統(tǒng)計裝置平穩(wěn)率的算法，計算方法如公式(2)。
其中α表示公司、車間、裝置所包含的工藝指標數(shù)量；β表示班組在考核時間內(nèi)的值班時間系數(shù)；γ表示工藝指標的計算權重。
2 系統(tǒng)實現(xiàn)
2.1 技術架構設計
系統(tǒng)采用B/S架構，允許用戶以WEB方式訪問。體系架構方面包含了數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)處理層和數(shù)據(jù)展現(xiàn)層。
1)數(shù)據(jù)采集層
數(shù)據(jù)采集層實現(xiàn)與MES系統(tǒng)關系數(shù)據(jù)庫接時數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)通信，獲取裝置平穩(wěn)率相關的靜態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集方法采用Honeywell PHD實時數(shù)據(jù)提供的PHDAPINET、PHDSQI。技術，或者SQL數(shù)據(jù)庫查詢語言。
圖2 PHD數(shù)據(jù)架構
2)數(shù)據(jù)處理層
數(shù)據(jù)處理層主要包含了靜態(tài)數(shù)據(jù)管理、實時數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析三個模塊。靜態(tài)數(shù)據(jù)管理同步MES系統(tǒng)位號相關信息，如位號名稱、描述、指標范圍等信息；實時數(shù)據(jù)獲取提供趨勢圖展示和平穩(wěn)率統(tǒng)計所需的實時數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析是系統(tǒng)核心模塊，實現(xiàn)了系統(tǒng)基于工藝參數(shù)超標時間平穩(wěn)率統(tǒng)計計算和基于工藝參數(shù)超標次數(shù)平穩(wěn)率統(tǒng)計計算。
3)數(shù)據(jù)展現(xiàn)層
數(shù)據(jù)展現(xiàn)層以表格、儀表盤、柱狀圖等方式，展示位號和裝置平穩(wěn)率統(tǒng)計分析結果，實現(xiàn)用戶查詢?nèi)我鈺r間段內(nèi)的裝置平穩(wěn)率。同時從企業(yè)、分廠、車間等綜合角度分析裝置平穩(wěn)率，輔助企業(yè)管理層決策與考核。
2.2 功能模塊設置
1)數(shù)據(jù)采集
完成與MES系統(tǒng)關系數(shù)據(jù)庫與PHD實時數(shù)據(jù)庫間的數(shù)據(jù)通信；根據(jù)工藝指標上下限信息，實時監(jiān)控工藝指標狀態(tài)，并紀錄工藝指標超標狀況。
2)數(shù)據(jù)處理
每日自動計算工藝參數(shù)、裝置、班組平穩(wěn)率，形成上層統(tǒng)計分析基礎數(shù)據(jù)；同步與工藝指標、裝置相關的靜態(tài)數(shù)據(jù)，如工藝指標上下限、工藝指標名稱等；過濾由網(wǎng)絡不穩(wěn)定原因造成的工藝指標狀態(tài)監(jiān)控誤差，保障平穩(wěn)率計算的準確性。根據(jù)工藝指標監(jiān)控信息實時告警，對告警信息進行關聯(lián)性分析及告警壓縮。
3)基礎信息配置
管理工藝指標，包括選擇參與平穩(wěn)率計算的工藝指標，配置計算權重，指定工藝指標級別等。
管理用戶信息，為滿足配置或查詢的不同需求，對用戶進行分級管理。
4)統(tǒng)計分析
根據(jù)工藝指標監(jiān)控記錄，實現(xiàn)從公司、分廠、車間、裝置等多角度平穩(wěn)率統(tǒng)計分析；允許查詢?nèi)我鈺r間段內(nèi)的平穩(wěn)率；支持數(shù)據(jù)鉆取查詢，查看工藝指標監(jiān)控詳細信息，包括超標時間、超標極值、超標平均值等；支持排除由于特殊原因造成超標記錄，如裝置開停工造成的超標記錄；支持工藝指標歷史趨勢查看。
5)圖形分析
以柱狀圖、趨勢圖等多種圖形展示方式顯示平穩(wěn)率趨勢和各工藝指標點的實時狀態(tài)曲線。
6)統(tǒng)計報表
根據(jù)用戶需求自動生成各類平穩(wěn)率考核報表，以及工藝指標的詳細信息報表，供工藝人員進行工藝分析。
3 應用效果
目前，系統(tǒng)在中國石油煉化企業(yè)內(nèi)得到廣泛應用，成為企業(yè)煉化裝置平穩(wěn)運行考核的重要應用系統(tǒng)。系統(tǒng)設計符合煉化企業(yè)裝置平穩(wěn)率考核業(yè)務，結合了工藝指標技術和信息技術，為穩(wěn)定裝置運行，考核員工績效提供了可靠工具。實踐證明，系統(tǒng)具有廣泛的工業(yè)應用前景。
轉載請注明出處：拓步ERP資訊網(wǎng)http://www.ezxoed.cn/
相關文章
