時間:2011-06-08 10:10:15來源:caijuan
1、背景
隨著石化行業(yè)的發(fā)展,規(guī)?;?、高技術(shù)等發(fā)展趨勢不斷加深,石化企業(yè)逐步完成自動化、信息化。尤其在物聯(lián)網(wǎng)時代,為石化行業(yè)提供了更大的數(shù)據(jù)集成平臺和決策支持平臺。
首先是石化企業(yè)的自動化,各類石化設(shè)備都采用智能控制系統(tǒng),不斷減少惡劣環(huán)境、野外環(huán)境下的人工干預(yù)。但是,各類設(shè)備的控制系統(tǒng)種類繁多,所使用的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議和控制協(xié)議差異性很大,這也使得石化企業(yè)增加了許多額外的投入和負(fù)擔(dān)。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深入應(yīng)用,這一問題中在得到根本性的解決,同時,也對自動化軟件提出了更高的要求。
隨著自動化程度的不斷加深,各類生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)意義逐漸凸現(xiàn)。無論是從生產(chǎn)角度還是從管理角度,將生產(chǎn)信息進(jìn)行同一的存儲分析,都將為企業(yè)創(chuàng)造巨大的價值。首先,生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析,可以直接應(yīng)用到日常的生產(chǎn)過程,用以監(jiān)測產(chǎn)品質(zhì)量變化,改進(jìn)生產(chǎn)工藝;其次,企業(yè)管理最需要的就是企業(yè)的各類數(shù)據(jù),能夠詳細(xì)的了解給生產(chǎn)部門的狀況,才能夠做出合理的決策。
因此,生產(chǎn)的信息化如雨后春筍般涌現(xiàn)。ERP,MES等各類的系統(tǒng)一時充斥軟件市場。但是,真正能夠了解客戶需要,為客戶切實(shí)的生產(chǎn)狀況而設(shè)計的軟件平臺卻寥寥。隨著面向服務(wù)理念的提出,才真正為各類企業(yè)集團(tuán)的信息化提供了精確信息化方向:需要什么樣的服務(wù),一個開放的服務(wù)平臺,能夠隨客戶企業(yè)的發(fā)展歷史不斷容納歷史的輝煌,存儲歷史紀(jì)錄;能夠預(yù)見未來的發(fā)展,提供開放的接口。
2、亞控信息化系統(tǒng)解決方案
一個好的信息化系統(tǒng),應(yīng)該具有四個開放的平臺:
開放的數(shù)據(jù)采集、集成平臺:支持通過WiFi、GPRS、光線、VPN等各類通訊方式采集所有傳感器、變送器、智能控制系統(tǒng)、PLC、DCS、SCADA、智能儀表、智能板卡等擁有開放數(shù)據(jù)接口的數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù),能夠?qū)⑵髽I(yè)的所有數(shù)據(jù)及時、準(zhǔn)確地采集上來。
穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)存儲平臺:能夠容納大規(guī)模的企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù),及時、高效的將數(shù)據(jù)存儲,并且能夠滿足高速、大批量、多客戶端的數(shù)據(jù)訪問需求,能夠保證數(shù)據(jù)的安全、可靠和可恢復(fù)。
靈活、開放、實(shí)時的數(shù)據(jù)分析處理平臺:能夠基于歷史數(shù)據(jù)、各類事件完成企業(yè)數(shù)據(jù)的實(shí)時分析處理。能夠完成生產(chǎn)數(shù)據(jù)到企業(yè)信息的裝換,使得企業(yè)的生產(chǎn)、管理能夠得到足夠的信息支撐。同時,能夠滿足企業(yè)發(fā)展的需要,提供開放的平臺,容納企業(yè)不斷變換的數(shù)據(jù)分析需求,而不是有新的分析就要新的系統(tǒng)開發(fā)。
高效、精美的數(shù)據(jù)展示平臺:能夠為客戶提供精美、絢麗的畫面,高效直觀的圖表、曲線,能夠通過Web展示客戶數(shù)據(jù)。同時展示的數(shù)據(jù)應(yīng)該是基于設(shè)備為單位組織的,能夠提供設(shè)備圖形模型和設(shè)備數(shù)據(jù)模型,降低展示系統(tǒng)得開發(fā)量,降低展示系統(tǒng)維護(hù)難度。
按照以上標(biāo)準(zhǔn),亞控公司提供了I/O Server與I/O Master組成的數(shù)據(jù)采集平臺;KingHistorian、關(guān)系數(shù)據(jù)庫與文件存儲組成數(shù)據(jù)存儲平臺;KingCalculation、KingA&E、KingSchedule、KingModel組成數(shù)據(jù)分析應(yīng)用平臺;KingGraphic、KingReport、KingPortal組成的數(shù)據(jù)展示平臺。
亞控公司提供的信息化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如下圖所示:
整個系統(tǒng)由三部分組成,現(xiàn)場層、數(shù)據(jù)服務(wù)中心、數(shù)據(jù)分析層和數(shù)據(jù)展示層。
2.1 現(xiàn)場層
現(xiàn)場層采用I/O Server作為數(shù)據(jù)采集器,能夠采集所有提供數(shù)據(jù)采集接口的數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù),同時,I/O Serve完成設(shè)備采集鏈路的監(jiān)控。I/O Serve通過Internet將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到服務(wù)中心的I/O Mater,由I/O Master將所有的采集數(shù)據(jù)匯總,轉(zhuǎn)發(fā)給數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。
在現(xiàn)場層,可以將I/O Server部署在一臺上位機(jī)上,I/O Master部署在數(shù)據(jù)中心。
2.2 數(shù)據(jù)服務(wù)中心
數(shù)據(jù)服務(wù)中心采用北京亞控的KingHistrian實(shí)時/歷史工業(yè)庫作為數(shù)據(jù)存取平臺,采用商用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(SQL Server、Oracle、MS Access等)存儲報警等事件數(shù)據(jù);同時,為了采集部署在全國各地的設(shè)備數(shù)據(jù),需要部署I/O Master作為匯總采集服務(wù)器,匯總所有的設(shè)備數(shù)據(jù),傳入KingHistorian、關(guān)系數(shù)據(jù)庫、文件存儲系統(tǒng),完成原始數(shù)據(jù)存儲。
在數(shù)據(jù)服務(wù)中心,可以將KingHistorian、關(guān)系數(shù)據(jù)庫分別部署在不同的數(shù)據(jù)服務(wù)器上;將I/O Master與文件存儲服務(wù)部署在同一臺計算機(jī)上。
2.3 數(shù)據(jù)分析層
數(shù)據(jù)分析層采用北京亞控的百科全書系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析平臺,分別為:數(shù)據(jù)計算分析工具KingCalculation;事件監(jiān)測工具KingA&E;數(shù)據(jù)對象化組織工具KingModel。所有這些工具為用戶將原始的采集數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息、效益提供強(qiáng)有力的保障。
所有這些工具可以部署在同一臺計算機(jī)上,也支持配置與執(zhí)行的分布式部署,可以分布式部署多個執(zhí)行服務(wù)。
2.4 數(shù)據(jù)展示層
在決策層中,決策者可以通過本地畫面系統(tǒng)KingGraphic和報表工具KingReport得到及時、可靠的信息,同時通過KingPortal將這些信息發(fā)布到Web上,使得其它用戶可以通過IE瀏覽到各種信息。本地和Web展示的形式有設(shè)備狀態(tài)畫面,實(shí)時曲線,歷史曲線,報表,報警等,通過這些信息決策者可以對設(shè)備的工況信息分析和診斷。
在這一層上,KingGraphic和KingReport可以部署在同一臺機(jī)器,KingPortal可以部署在Web服務(wù)器上,Web終端用戶無需部署其他軟件,只需要IE瀏覽器即可。
3、主要的系統(tǒng)配置
3.1 I/O Server
對于任何一個工業(yè)自動化系統(tǒng)來說,數(shù)據(jù)采集都是必不可少的,數(shù)據(jù)采集已經(jīng)由早期的系統(tǒng)從屬的功能躍變?yōu)橄到y(tǒng)主要 的功能;以往數(shù)據(jù)采集主要有通過計算機(jī)串行通訊口采集(包括使用MODEM、電話線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸),通過計算機(jī)板卡采集,通過以太網(wǎng)采集,通過各種總線采 集以及采集本機(jī)其他應(yīng)用程序提供的數(shù)據(jù),隨著自動化程度的進(jìn)一步普及和提高,采用光纖,VPN,ADSL等各種通訊手段不斷出現(xiàn),其中比較特殊的是利用 GPRS網(wǎng)絡(luò)和CDMA網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)無線傳輸,用戶對各種數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛯?shí)時性的要求越來越高。
由于自動化設(shè)備廠商不斷涌現(xiàn),可供用戶選擇的各種工控設(shè)備層出不窮,客戶越來越要求支持盡可能多的工控設(shè)備的數(shù)據(jù)采集。亞控科技為滿足用戶的需求,適時開發(fā)了I/O Server軟件。
I/O Server的主要特性:
•獨(dú)立運(yùn)行的應(yīng)用程序;
•支持OPC接口
•支持Modbus、TCP/IP、BACNet等各類協(xié)議和自定義協(xié)議接口;
•支持超過3600種工控設(shè)備;
•具有獨(dú)立的歷史數(shù)據(jù)緩存庫,支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳;
•支持串口,以太網(wǎng),板卡,光纖,GPRS,CDMA,MODEM,WiFi、域名解析等各種數(shù)據(jù)傳輸方式;
•支持和第三方應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù);
•提供強(qiáng)大的動態(tài)鏈接庫開發(fā)包和SDK開發(fā)包;
•采集速度:1000點(diǎn),200ms以內(nèi);
•最大點(diǎn)數(shù):60000點(diǎn);
•時間戳分辨率:毫秒;
•整型變量:64位;
•模擬變量:雙精度(64位)。
3.2 I/O Master
越來越多的下層數(shù)據(jù)源,將占用大量數(shù)據(jù)庫IO操作,而硬件IO瓶頸是制約數(shù)據(jù)存取的主要問題。I/O Master所有的數(shù)據(jù)匯總、集成,采用批量的方式完成數(shù)據(jù)存儲,不但能夠解放硬件,還提高系統(tǒng)的整體效率。
同時,如果客戶的下層采集系統(tǒng)可以直接提供數(shù)據(jù)采集功能,I/O Master可以完成用戶采集系統(tǒng)與工業(yè)庫等數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換,使用戶不必改變原有的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),只需要定制統(tǒng)一的數(shù)據(jù)解析轉(zhuǎn)換接口。
3.3 KingHistorian工業(yè)實(shí)時數(shù)據(jù)庫
工業(yè)實(shí)時數(shù)據(jù)庫KingHistorian是亞控科技最新推出的產(chǎn)品。工業(yè)數(shù)據(jù)庫KingHistorian定位于企業(yè)一體化方案中的數(shù)據(jù)中心和應(yīng)用平臺,能夠為企業(yè)的各級人員及時的提供所需要的信息。它不僅是企業(yè)管理信息系統(tǒng)(MIS,Management Information System)與分布控制系統(tǒng)(DCS,Distributed Control System)之間的橋梁,而且是整個生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)(MES,Manufacturing Execution System)的基石。
通過使用工業(yè)實(shí)時數(shù)據(jù)庫KingHistorian,可以實(shí)現(xiàn):
(1)高速在線存儲100萬測點(diǎn)長達(dá)10年的企業(yè)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù);
(2)組態(tài)畫面與數(shù)據(jù)采集功能分離;
(3)為生產(chǎn)過程優(yōu)化提供數(shù)據(jù);
(4)為企業(yè)擴(kuò)展提供參考模型;
(5)為事故追訴提供事實(shí)依據(jù);
(6)為企業(yè)MIS、ERP、MES集成提供平臺。支持ODBC、OLE DB、Web service等各類接口;
3.4 數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)
數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)是一個專門為工業(yè)庫數(shù)據(jù)開發(fā)的數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)展示平臺。平臺分為數(shù)據(jù)分析層和數(shù)據(jù)展示層。不同的層次間通過同一數(shù)據(jù)接口通訊。
(1)數(shù)據(jù)分析層:
KingCalculation是基于工業(yè)歷史數(shù)據(jù)的、實(shí)時在線的數(shù)據(jù)計算分析工具,它能夠獨(dú)立的分布在不同的計算機(jī)上完成工業(yè)庫數(shù)據(jù)、關(guān)系庫數(shù)據(jù)等的計算分析。支持腳本編輯計算分析方法;支持嵌入用戶自定義DLL函數(shù)包;支持分布式部署計算執(zhí)行、配置;
KingA&E是基于工業(yè)歷史數(shù)據(jù)的、實(shí)時在線的事件監(jiān)測工具,它能夠獨(dú)立的分布在不同的計算機(jī)上完成工業(yè)庫數(shù)據(jù)、關(guān)系庫數(shù)據(jù)等的檢查分析,確定事件的發(fā)生。支持用戶自定義報警、預(yù)警腳本;用戶可以定義類似“以當(dāng)前增長率計算,5分鐘后將達(dá)到報警狀態(tài)”這一類的預(yù)警分析。
KingSchedule是一個預(yù)案部署與執(zhí)行平臺。用戶可以預(yù)定義預(yù)案執(zhí)行步驟和執(zhí)行資源;當(dāng)滿足觸發(fā)條件后,監(jiān)視整個預(yù)案執(zhí)行過程,將執(zhí)行結(jié)果生成報告。
KingModel的主要功能:完成工業(yè)庫數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化、對象化組織,使得用戶可以以空調(diào)設(shè)備對象為單位組織數(shù)據(jù)、獲取數(shù)據(jù),進(jìn)行數(shù)據(jù)的展示
(2)數(shù)據(jù)展示層
KingGraphic是一個獨(dú)立組態(tài)畫面系統(tǒng),它能夠為用戶提供精美絢麗的二維、仿三維畫面,為用戶提供數(shù)據(jù)模型、圖形模型,使得用戶為一種空調(diào)只需要開發(fā)一幅畫面,就可以展示所有這一類空調(diào)的數(shù)據(jù),空調(diào)名稱的切換,完成所有展示數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)據(jù)的切換。
歷史回放技術(shù)為客戶提供追溯的新途徑。采用動畫放映的方式,使得工程師可以直觀的查看歷史數(shù)據(jù)。
KingReport是基于Excel的報表系統(tǒng),通過運(yùn)用excel強(qiáng)大的圖表功能,使用戶可以制作各類數(shù)據(jù)圖表。同時為用戶提供定時報表生成和不同的報表發(fā)送方式,如:郵件、即時消息、特定路徑存儲等。
KingPortal是為Web數(shù)據(jù)展示提供的Web服務(wù)工具,它能夠獨(dú)立的完成百科全書的Web數(shù)據(jù)展示,也可以將百科全書的數(shù)據(jù)展示工程封裝為Web格式,即
KingWebGraphic等,供其它的Web系統(tǒng)調(diào)用,如ERP系統(tǒng)等。
4、系統(tǒng)性能 4.1 主要功能 •提供了一種全國范圍內(nèi)乃至全球范圍的企業(yè)集團(tuán)分布數(shù)據(jù)的集中監(jiān)控、分析及展示解決方案; •自動監(jiān)測異常發(fā)展趨勢,實(shí)現(xiàn)在線預(yù)警; •支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳和數(shù)據(jù)緩存,保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性。 •基于工業(yè)庫的歷史數(shù)據(jù),客戶可以建立數(shù)學(xué)模型,進(jìn)行設(shè)備性能分析與系統(tǒng)報表,提供了新的增值空間和強(qiáng)大的市場競爭力; •支持對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)長達(dá)10年的歷史數(shù)據(jù)的分析決策,輕松實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的分析,為提高生產(chǎn)效率提供充分的信息保障; •完全分布式、平臺開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu),滿足客戶不斷發(fā)展信息需求; •基于Internet網(wǎng)絡(luò)的部署,使得方案更易于實(shí)施; 4.2 技術(shù)性能 •存儲速度每秒超過300,000點(diǎn); •任意變量任意一天的歷史數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)量為10,000條記錄)不超過5秒; •單點(diǎn)工業(yè)庫服務(wù)器穩(wěn)定支持1,000,000點(diǎn); •支持多達(dá)256個并發(fā)客戶同時存儲和檢索數(shù)據(jù); •高效的數(shù)據(jù)壓縮算法保證最小的存儲空間; •功能強(qiáng)大的計算引擎,可進(jìn)行各種計算、分析,事件檢測; •提供功能強(qiáng)大的趨勢比較、趨勢分析、報表系統(tǒng)、畫面系統(tǒng)。 5、總結(jié) 亞控科技的企業(yè)信息化解決方案,基于先進(jìn)的開放平臺式系統(tǒng)方案,完全基于Internet技術(shù),提供了功能強(qiáng)大的可視化管理和數(shù)據(jù)分析功能。無論是生產(chǎn)車間,還是集團(tuán)管理層,都可以通過可視化管理工具進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控與分析決策,實(shí)現(xiàn)對多個遠(yuǎn)程生產(chǎn)系統(tǒng)的集中監(jiān)測、分析和決策。本解決方案是優(yōu)化運(yùn)行生產(chǎn)過程與高效管理企業(yè)的可靠的開放的信息化平臺。
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