一、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)施背景

    石油化工行業(yè)作為典型的流程行業(yè)，其生產(chǎn)過(guò)程具有自動(dòng)化和連續(xù)化的特點(diǎn)，主要生產(chǎn)裝置都已在基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)（如DCS、PLC、智能儀表、現(xiàn)場(chǎng)總線等）的控制下運(yùn)行。但這些系統(tǒng)都是面向裝置或者設(shè)備的，每個(gè)系統(tǒng)只能采集或顯示相應(yīng)裝置的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，形成了所謂的信息“孤島”。同時(shí)，這些系統(tǒng)與上層的管理信息系統(tǒng)往往是脫節(jié)的，大量生產(chǎn)一線的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)無(wú)法及時(shí)地反映到管理層作為決策依據(jù)，致使在生產(chǎn)控制層和企業(yè)管理層之間存在了很大的信息“狹縫”。

    MES 系統(tǒng)的應(yīng)用為華北石化公司搭建了統(tǒng)一的生產(chǎn)綜合管理平臺(tái)，填補(bǔ)了原來(lái)生產(chǎn)管理部門應(yīng)用系統(tǒng)的空白，為企業(yè)精細(xì)化管理提供了有效的手段，幫助實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程控制的規(guī)范化管理，MES系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)采模塊（PHD）的建設(shè)有效的彌補(bǔ)了信息“狹縫”。但隨著MES 系統(tǒng)的深化應(yīng)用，業(yè)務(wù)部門對(duì)系統(tǒng)的功能要求愈來(lái)愈高，對(duì)系統(tǒng)的應(yīng)用不僅僅局限于數(shù)據(jù)的查詢了，將逐步拓展到數(shù)據(jù)對(duì)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)指標(biāo)的分析，因此對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、及時(shí)性、安全性的要求也愈來(lái)愈高了，所以建設(shè)安全穩(wěn)定可靠的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)成為了關(guān)鍵中的關(guān)鍵。

二、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)簡(jiǎn)介

（ 一） 數(shù)據(jù)平臺(tái)介紹

    華北石化公司實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)是基于中科軟Agilor 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)專門針對(duì)石化公司數(shù)據(jù)采集的現(xiàn)狀而定制的， 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)可用于生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、存儲(chǔ)和監(jiān)視。作為大型實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，可在線存儲(chǔ)每個(gè)工藝過(guò)程點(diǎn)的多年數(shù)據(jù)。它提供了清晰、精確的操作情況畫面，用戶即可瀏覽當(dāng)前的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，也可回顧過(guò)去的生產(chǎn)情況，可以說(shuō)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)就如同飛機(jī)上的“黑匣子”。

（二）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)功能

    1、數(shù)據(jù)采集

    數(shù)采程序具有設(shè)置自動(dòng)重連、采集頻率、本地緩存、發(fā)送信息顯示等功能，以保證所采集數(shù)據(jù)的正確性與穩(wěn)定性。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器將所有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集上來(lái)，形成工廠范圍內(nèi)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)供全廠范圍內(nèi)的用戶使用。

    2、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理

    實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)通過(guò)數(shù)采程序接口接收現(xiàn)場(chǎng)全部生產(chǎn)和計(jì)量數(shù)據(jù)，構(gòu)成全廠范圍內(nèi)數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集，并存儲(chǔ)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)歷史文件中，通過(guò)設(shè)置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)量與位置來(lái)管理歷史數(shù)據(jù)。Agilor 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)工具信息瀏覽器、歷史管理器、訂閱工具等用來(lái)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、訂閱、檢索等操作。為后續(xù)的分析、事故追憶等工作打下堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

    3、數(shù)據(jù)上傳

    實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)將底層數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集到數(shù)據(jù)庫(kù)同時(shí)，通過(guò)Agilor OPC Server 服務(wù)將所有的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到上層數(shù)據(jù)庫(kù)，交由畫面監(jiān)控、績(jī)效考核等。Agilor 做為提供數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，現(xiàn)場(chǎng)并未從此處直接調(diào)用數(shù)據(jù)，而是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到上層應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)再進(jìn)行調(diào)用，形成數(shù)據(jù)冗余備份。

    4、數(shù)據(jù)整合

    實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)的DI 整合工具從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)用數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算、處理，將數(shù)據(jù)整合后更符合現(xiàn)場(chǎng)使用，并可將整合數(shù)據(jù)保存至實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)或關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。

（三） 數(shù)采平臺(tái)特點(diǎn)

    1 、長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行

    實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)對(duì)于MES 系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的極端重要性，MES 的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)能夠提供2 4 × 7 穩(wěn)定服務(wù)，保證長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的運(yùn)行。

    2、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理速度與精度

    實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)首先要提供高速的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理，在整個(gè)系統(tǒng)所集成的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)數(shù)會(huì)達(dá)到近萬(wàn)點(diǎn)，數(shù)據(jù)采集間隔要求達(dá)到秒級(jí)甚至毫秒級(jí)，數(shù)據(jù)量很大。在當(dāng)前主流的P C 服務(wù)器與商業(yè)操作系統(tǒng)上，系統(tǒng)應(yīng)能保證每秒鐘一萬(wàn)點(diǎn)以上的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和查詢速度。

    3、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和壓縮

    實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)數(shù)據(jù)的變化頻率高，在系統(tǒng)運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生大量的歷史數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)這些歷史數(shù)據(jù)，能夠彌補(bǔ)控制系統(tǒng)與管理系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)真空，為控制優(yōu)化、工藝改進(jìn)和經(jīng)營(yíng)決策提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)借助數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)能夠存儲(chǔ)三到十年的在線數(shù)據(jù)，因此系統(tǒng)不僅有較高的數(shù)據(jù)壓縮率，同時(shí)也有很高的解壓速度和快速的數(shù)據(jù)檢索能力。

    4、開放的二次開發(fā)接口

    實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)向下支持多種通訊接口和協(xié)議，例如OPC、DDE 系列協(xié)議，并且，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)具有開放性和可擴(kuò)展性，即可提供數(shù)據(jù)采集開發(fā)接口，支持完備的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集能力。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)向上層應(yīng)用可提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與歷時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)，支持OPC 等標(biāo)準(zhǔn)接口服務(wù)。

三、華北石化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)深化應(yīng)用

（一）升級(jí)實(shí)時(shí)數(shù)采接口服務(wù)

    華北石化公司自控系統(tǒng)由一套DCS 系統(tǒng)，2 套AB 系列的PLC，2套GE 系列的PLC 以及5 套Triconex 機(jī)組控制系統(tǒng)組成，通過(guò)這些系統(tǒng)控制全廠的裝置和生產(chǎn)過(guò)程，在每套PLC 系統(tǒng)上層有一套HMI 人機(jī)界面軟件，該人機(jī)界面軟件通過(guò)配套的底層協(xié)議獲取各PLC、DCS系統(tǒng)中的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，操作人員通過(guò)HMI 人機(jī)界面軟件查看生產(chǎn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)、操作現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、控制現(xiàn)場(chǎng)工藝過(guò)程，并通過(guò)MES 系統(tǒng)對(duì)公司經(jīng)營(yíng)指標(biāo)和管理目標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理和統(tǒng)計(jì)，動(dòng)態(tài)形成各種經(jīng)營(yíng)管理報(bào)表，供公司管理者進(jìn)行決策分析。在此種模式下，MES系統(tǒng)采集實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)完全依賴HMI 人機(jī)界面軟件，而HMI 軟件同時(shí)又是操作員查看和瀏覽現(xiàn)生產(chǎn)裝置運(yùn)行狀態(tài)、對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制操作的主要界面，在操作員的操作過(guò)程中，有時(shí)難免會(huì)造成對(duì)MES 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的影響，進(jìn)而影響到整個(gè)M ES 系統(tǒng)的可靠性。

    針對(duì)上述問(wèn)題通過(guò)與OPC 方面的專家多次溝通調(diào)研，最終確定將數(shù)采架構(gòu)進(jìn)行改造，使采數(shù)途徑繞過(guò)HMI 操作站，以避免其對(duì)MES 系統(tǒng)的影響，具體做法如下：

    針對(duì)從機(jī)組PLC 控制器采集數(shù)據(jù)的數(shù)采，在每臺(tái)數(shù)據(jù)采集Buffer機(jī)中配置一套KepServer 協(xié)議接口軟件，該軟件通過(guò)PLC 中在用的通信協(xié)議直接獲取控制器中的數(shù)據(jù)，同時(shí)通過(guò)OPC Server 向PHD RDI提供數(shù)據(jù)。只需修改PHD RDI 中的系統(tǒng)配置，使PHD RDI 從新部署的KepServer 中以O(shè)PC 方式獲取數(shù)據(jù)。部署實(shí)施時(shí)在KepServer 中保持采集數(shù)據(jù)的Tag Name 與原來(lái)的系統(tǒng)一致，以便于在PHD RDI 中修改配置。

    針對(duì)從生產(chǎn)裝置ABB 800F 系列的DCS 上采集數(shù)據(jù)的數(shù)采，在每臺(tái)數(shù)據(jù)采集Buffer 機(jī)中配置一套ABB opc 協(xié)議接口服務(wù)，使Buffer 機(jī)上的數(shù)采程序能夠直接訂閱DCS 系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)。通過(guò)升級(jí)改造，RDI 不再?gòu)腎NTUCH 或RSVIEW 工作站采集數(shù)據(jù)，而是直接從各PLC 、DCS 系統(tǒng)中采集生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)，這樣，即使INTUCH 或RSVIEW 工作站由于各種原因出現(xiàn)故障，也不會(huì)影響到MES 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集。

（二）實(shí)時(shí)數(shù)采網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)

    華北石化公司建設(shè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了雙核心雙鏈路，主要辦公區(qū)域千兆到桌面的辦公環(huán)境。同時(shí)，對(duì)全廠從一線操作室到三線辦公樓實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)覆蓋，徹底結(jié)束所有網(wǎng)絡(luò)盲區(qū)的存在，通過(guò)改造性建設(shè)，所有連接材料均為光纜和超五類雙絞線，網(wǎng)絡(luò)效率大幅提升，達(dá)到了為幾千臺(tái)終端提供高速度、高穩(wěn)定性的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

    良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境可靠的保障了實(shí)時(shí)數(shù)采的實(shí)時(shí)性與穩(wěn)定性，在這個(gè)基礎(chǔ)上，為了保證公司網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，華北石化公司先后啟用了防火墻、網(wǎng)閘、入侵檢測(cè)、端點(diǎn)準(zhǔn)入等系統(tǒng)。在公司局域網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)之間設(shè)置了聯(lián)想Power V 網(wǎng)御防火墻，在公司內(nèi)部辦公網(wǎng)與專業(yè)網(wǎng)之間設(shè)置了網(wǎng)閘系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了辦公網(wǎng)與專業(yè)網(wǎng)之間數(shù)據(jù)的單向傳輸，保證了專業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全；在所有的辦公網(wǎng)內(nèi)計(jì)算機(jī)上安裝了桌面安全SEP11 系統(tǒng)和VRV 客戶端有效的監(jiān)控并阻止了網(wǎng)絡(luò)病毒的傳播。

（三）開發(fā)自動(dòng)考核系統(tǒng)

    基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)擁有大量生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)維人員自主開發(fā)重要參數(shù)自動(dòng)考核系統(tǒng)、非計(jì)劃開停工自動(dòng)考核系統(tǒng)，配合人事處獨(dú)立開發(fā)的員工業(yè)績(jī)系統(tǒng)，對(duì)于生產(chǎn)波動(dòng)及非計(jì)劃開停工實(shí)現(xiàn)自動(dòng)考核、實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，為生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理打下了良好的基礎(chǔ)。

四、總結(jié)

    自2011 年初，內(nèi)外部網(wǎng)絡(luò)環(huán)境正在發(fā)生顯著變化，互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境正在應(yīng)用如云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)環(huán)境更加復(fù)雜而且信息需求量更加龐大。目前數(shù)據(jù)采集平臺(tái)還存在諸多不足需要在今后一一修正，主要圍繞著“便捷”、“安全”、“穩(wěn)定”來(lái)開展。今后將通過(guò)進(jìn)一步的平臺(tái)升級(jí)，有效的降低運(yùn)維量、使系統(tǒng)的安全性更加的牢固、更加穩(wěn)定地為企業(yè)的上層應(yīng)用提供可靠、及時(shí)的數(shù)據(jù)。 

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

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本文標(biāo)題：工廠ERP/MES實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)升級(jí)與深化應(yīng)用

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