霍尼韦尔ProcessHistoryDatabase生产管理信息系统在延长炼化公司中的应用(2)

2.2  技术方案

炼化公司生产管理信息系统是全公司范围内的信息系统，是生产过程信息实时管理的基础架构。从逻辑功能上，我们的构建方案将整个生产信息管理系统分为四个层次如图1所示。第一个层次为数据源层，包括了各生产装置的控制系统如DCS、PLC等，对于炼厂的生产管理来说，实验室化验数据也是进行生产管理的重要数据来源，因此在这里我们也把工厂的LIMS作为生产管理系统的一个数据源；第二个层次为炼厂级实时数据库系统层，第一层次和第二层次之间通过实时数据库接口如OPC服务器及通过各种接口技术开发的接口程序进行数据/信息的交流；第三层次为生产信息管理系统的运行管理层，主要实现生产管理的系统功能包括：生产计划优化，生产调度优化，生产过程的装置运行管理，工厂的能量/公用工程的管理，工厂的物料平衡计算，炼厂的罐区管理及油品调和以及生产绩效考核管理。在进行生产运行管理过程中，需要利用到大量的生产实时数据，从实时数据库系统中获取。第四层为工厂生产管理的综合信息层，综合地显示生产管理过程中各种信息，如：各种生产报表，工艺台帐等。本文仅讨论第一、二层次的构建，为将来第三、四层次的构建提供实时数据支撑。

图1 炼化公司生产管理信息系统的逻辑结构图

3.  PHD系统结构

3.1  PHD总体结构

延长石油炼化公司下属的三个分厂之间距离很远，且除了延炼之外，榆炼和永炼距离炼化公司的距离也比较远。基于此，我们提出的炼化公司生产管理系统采用这样一种结构，如图2所示：

图2 炼化公司生产管理信息系统总体结构示意图

在三个分厂各设置一台实时数据库服务器；在公司总部信息中心设置一台较小规模的实时数据库服务器，它主要负责对三个分厂重要的数据和经过重新计算的数据进行存储。公司总部的实时数据库服务器和各分厂之间的实时数据库服务器通过现有的广域网(WAN)集成在一起。在公司总部设置Web.21服务器，它可以对公司的实时数据库服务器的数据进行Web发布，用户可以不限时间、不限地点通过IE 浏览器对各个分厂的生产数据/流程图/趋势分析/绩效情况等进行访问。公司管理部门以客户端的方式访问相关信息，实时了解每个分厂的产品产量、装置运行状况、能耗等各项生产指标。这样的结构的好处为：

各厂的系统既可以独立运行，不受其他分厂系统的影响，又可以向其他分厂和公司提供实时和历史数据。

各分厂的系统在维护、停机时不对其他分厂产生任何影响。

各分厂的系统组态、调试等各种工作可以分别同步进行、  也可以在不同时间进行。

在公司总部可以监视任何分厂的实时数据、流程图和历史趋势分析等，也可以将三个分厂的数据集中在一个画面中监视，即可以把三个分厂的重要工艺参数集中在同一个画面或同一张报表中，方便以最快捷、简单的方法了解三个分厂的生产状况。

3.2  PHD炼厂内部系统结构

我们以延炼为例，展示炼化公司生产管理系统在炼厂内部的系统结构，如图3所示。在延炼内部的系统结构中，我们设置有一台规模较大的实时数据库服务器。实时数据库的历史数据记录规模为30,000点，可以保存5年时间的历史数据。数据库服务器通过接口与控制系统进行连接。控制系统包括dcs控制系统，如：CS3000系统、CS1000系统；PLC系统，如：西门子PLC系统、欧姆龙PLC系统、AB  PLC系统；以及其他的数采系统。在进行系统设计时，我们采用这样一个原则：以控制室为核心，对控制系统进行一定范围的汇集，然后连接到CIM-IO 数据采集机(缓存服务器)进行和实时数据库的数据通讯。例如：一、二联合控制室有一套CS3000和一套CS1000 DCS系统，我们设计通过CS3000及CS1000 OPC通讯模块，利用CIM-IO for OPC接口应用采集CS3000及CS1000系统上的数据。这些被采集到服务器中的数据可以以秒、分、时、周和月或其他的时间频度进行处理。同时，我们在系统中还设置了Web服务。

图3延炼内部系统结构示意图

在延炼的系统结构中，我们的设计采用主服务器－缓存服务器的结构。数据采集机(缓存服务器)负责从DCS或PLC系统收集数据，主服务器(PHD服务器，在图中标为IP.21服务器)的数据随缓存服务器同步更新。这种结构一方面保证了各个系统的通讯相互独立，某个系统通讯故障或缓存服务器发生故障时不会影响到其它系统的数据通讯；另一方面当主服务器发生故障时，历史数据可以暂存到缓存服务器中，当主服务器正常工作后，历史数据可以自动传回到主服务器，保证生产数据的连续性与完整性。