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力控科技為智能制造

提供最佳實踐案例及解決方法

冀東油田油氣集輸SCADA系統

一、項目概述

中石油冀東油田集輸公司早在2006年就建成了生產調度信息管理監控中心,主要對下屬幾個單位生產裝置的有關數據進行采集監控。后來對系統進行了重新的整改,下屬單位增加了許多裝置和設備,由于存在軟硬件種類繁多、接口各不相同、網絡不穩定、信息未發布低等問題,導致信息調度中心對現場生產狀況不能進行全面系統性的監控。

為了解決存在的諸多問題,力控科技提供了一套完善的解決方案,以提高系統的可靠性、完整性、穩定性,并且進一步提高企業生產的自動化水平,以及系統維護和后期的技術服務,有助于管理者進一步了解生產狀況,制定生產管理決策。

二、系統設計

在本項目中,動力廠、原料庫、水源地、加工廠、綜保系統等子系統分別采用了網絡安全隔離式工業通信網關進行數據接入和TCP轉出,并實現了生產網和管理網的系統分離。在中心采用大型實時、歷史數據庫(吞吐量20萬點)進行數據集成,并輔以其他應用管理系統,從而在工廠的中央控制室以工藝流程圖或其他圖形方式監控實時生產情況,并可以參與控制。通過報警服務器對生產報警給予及時響應,查看生產數據的實時曲線,檢索3年以上的歷史曲線和報警歷史,自動打印生產班報、日報、月報等報表。

主要用途可歸結為:

現場各類自動化設備數據采集:實現工廠自動化系統中各種不同廠家系統數據采集,解決了現場設備聯網的技術難點。所有現場運行數據通過開放式的實時數據庫“無縫”地供給上一級監控站或生產管理系統使用;

充當DCS(含PLC)的操作站軟件:隨著中國逐步成為“世界工廠”,中國工廠的自動化水平正迅猛地提高,幾乎與世界先進水平沒有了差別,工廠里面大量地使用PLC、DCS等控制系統,操作站軟件是自動化系統中的重要組成部分。隨著現場總線網絡控制系統(FCS)市場占有率的逐步提高,自動化軟件將具有更廣闊的發展空間。

為生產管理提供統計、分析數據:除了充當DCS(含PLC)操作站外,在有些生產車間,為了改進生產的需要,要求監控系統提供原料及產成品計量、主要受控參數、用電量、用水量的班報表、日報表以及月報表,如果原來的操作站不具備這些功能或者因為被占用不能空出來,則需要增加新的操作站。

設備運行狀態監控:自動化軟件的應用已不僅局限在工業生產控制領域,pSpace可以實時采集、顯示、記錄這些重要設備的運行參數,迅速報警,避免事故的發生。

現場各類自動化設備及系統聯網:系統具有全面的通訊處理功能,可用于自動化系統不同系統或設備間的網絡聯接,進行數據交換。提高系統整體的自動化能力和水平。如:發電廠熱工系統中將供電系統與動力DCS系統相聯,將電力數據送入DCS系統。

三、系統架構

圖1 系統架構圖

(1)總調度中心:集輸公司各個分站、聯合站、管線輸氣首末站、油氣處理廠等數據均需上傳到總調度中心,總調度中心實現數據的全部光纖接入,同時配備冗余架構的數據處理平臺,平臺軟件采用力控科技的SCADA產品,并且裝配磁盤陣列用于海量數據的存儲。配備專用的WEB服務器,實現遠程用戶瀏覽的同時又避免了網絡端帶來的病毒黑客等對數據平臺的直接攻擊,增強了系統安全性??傉{度中心系統與集團ERP系統相連,一線的生產數據可及時反饋到管理層,把客戶需要和企業內部的生產經營活動以及供應商資源整合在一起,實現真正的管控一體化。

(2)分數據中心:將柳一聯合站、綜合采出水、高一聯合站、廟一聯合站、南高遷輸氣管道數據統一規整,經光纖先傳入分數據中心,再經光纖將整合的數據上傳至總調度中心。分數據中心配備冗余架構的數據處理平臺,平臺軟件采用力控科技的SCDAD產品。同時配備事件服務器和數據庫服務器,監控人員可實時了解系統運行狀況,并且可將數據實時轉儲至關系數據庫。冗余的pSpace架構,保證了數據平臺的運行穩定。其次油氣處理廠和高遷輸氣首末端數據根據已有光纖網絡,直接上傳至總調度中心。

四、系統功能

4.1 生產動態信息收集

收集柳一聯合站、高一聯合站、綜合采出水、廟一聯合站、管道分公司管線、油氣處理廠等各個下屬單位的數據,數據內容包括實時測量數據、報警數據、參數數據等所有生產數據。

4.2 實時匯總分析整理及實時進行生產調度與管理

根據數據的不同種類,設計出科學合理的數據庫結構,對數據進行合理的歸類,以方便數據的存取與利用。

4.3 統一顯示流程及生產報警

將采集的現場數據,按照工業現場的工藝流程設計出監控畫面,在有故障的時候給出報警信息,方便工作人員實時掌握現場生產情況。

4.4 實現用戶所需各種報表的打印,以取代手抄,減少工人勞動量。

SCADA系統提供的報表系統,可根據生產數據形成典型的班報、日報、月報、季報、年報,同時提供類似EXCEL的電子表格功能,可以形成更為復雜的報表系統。

4.5 實時數據網絡發布,管理人員可隨時查看有關參數,了解生產情況,制定生產決策。

SCADA系統提供的Web功能,可以使用戶從IE瀏覽器上遠程訪問系統的流程圖、報表等畫面,即遠程可輕松了解現場情況。

五、結論

針對冀東油田的特點和需要,力控科技提供的SCADA產品搭建符合當前行業需求的數據網控調度中心,實現了集輸公司各個環節的數據采集通信、工藝流程監控、信息存儲分析等應用功能。并可與企業ERP系統達成無縫結合,實現產供銷全流程的調度管理。

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