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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(ge)牌(pai)號(hao)的(de)石(shi)油(you)化(hua)工(gong)產(chan)品(pin)。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) 石化公司在緊抓生產建設的同時，也非常注重信息化建設。
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；信息化水平已經成為現代化企業水平和綜合實力的重要標誌。大慶石化公司經過多年的努 力，在信息化建設中已取得了很大進步，如辦公自動化，電子商務。尤其是生產過程自動化，經過多年努力，大慶石化公司全麵實現了DCS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，cainengguanchadao 生sheng產chan數shu據ju，在zai分fen廠chang的de調tiao度du室shi，辦ban公gong室shi，或huo公gong司si領ling導dao，都dou無wu法fa直zhi接jie看kan到dao現xian場chang的de生sheng產chan數shu據ju。如ru果guo出chu差cha在zai外wai，想xiang了le解jie一yi下xia生sheng產chan情qing況kuang就jiu更geng是shi無wu能neng為wei力li了le。在zai當dang今jin互hu聯lian網wang把ba大da千qian 世界聯在一起的今天，不能不說是一種遺憾！
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 guanlibumen，zaochengxinxichizhi，bingqiebuliyuduibifenxi。yincijishizhunquedijiangzhiliangshujufankuigeizhuangzhicaozuorenyuanheshengchantiaodurenyuan，keyibaozhengyouxiaodikongzhishengchanzhiliang、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、設備狀態等科學地分類，提供給管理層數據庫，從而減少人工操作，提高管理層數據庫的準確性，提高公司 的控製力和控製質量。同時也能夠使企業的先進控製、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：jinxingshujucaiji，yuguochengkongzhijisuanjitongxin，jiangshujuhuancunbingchuansonggeifenchangjishishishujuku。qianduanshucaijijianggezhongleixingdeguochengkongzhijisuanjideshishishujuhuizong，tongguoyi taiwangtongyisongwangfenchangjishishishujuku，yekeyizaishangyouwangluoguzhangshi，zancunyiduanshijiandelishishuju，dangwangluohuifushi，jiangshujuzhuancundaofenchangjishishishujuku。
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
shujucaijishishishishujukudezhongyaozuchengbufen，tafuzejiangxianchangshujushishichuansonggeishujuku，jiangcaozuoshujuxiasongdaoxianchang，shishujukufuwuqiyushengchankongzhixitonglianjiedeqiaoliang。ruguomeiyouwending、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）jiqipeizhiliangkuaiwangka，yikuaiwangkayukongzhiwangxianglian，yikuaiyubangongwangxianglian，erqieliangkuaiwangkachuyubutongwangduan。chuleshujutongxinyongdaodeduankouhao，qiyutongxinduankoudoujinzhidiao。bingqiezhuanghaofanghuoqiang，baochifangbingduruanjianjishizidonggengxin。
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。you 於實時數據庫支持各種開放接口，如OPC、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) 以將重要的生產參數長期保存，現在各裝置曆史數據可以保存10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Webliulan。wulunheshihedi，zhiyaoyouhulianwang，jiukeyisuishizhakangezhuangzhideshishishengchanshuju，lishiqushi，tongjibaobiaodeng。erqiezaijiqizhongbubiyuxiananzhuangshishishujukuruanjian。
7)通過數據庫瀏覽器，可以對分廠的數據、報表、流程圖、趨(qu)勢(shi)進(jin)行(xing)查(zha)看(kan)。隻(zhi)要(yao)分(fen)廠(chang)的(de)數(shu)據(ju)庫(ku)是(shi)開(kai)放(fang)的(de)，有(you)權(quan)限(xian)的(de)用(yong)戶(hu)都(dou)可(ke)以(yi)訪(fang)問(wen)，並(bing)且(qie)無(wu)需(xu)將(jiang)組(zu)態(tai)內(nei)容(rong)複(fu)製(zhi)到(dao)本(ben)地(di)，紫(zi)金(jin)橋(qiao)數(shu)據(ju)庫(ku)具(ju)有(you)自(zi)動(dong)搜(sou)索(suo)功(gong)能(neng)，能(neng)夠(gou)自(zi)動(dong)找(zhao)到(dao)網(wang)內(nei)的(de)所(suo)有(you)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)。
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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