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提供最佳实践案例及解决方法

冀东油田油气集输SCADA系统

一、项目概述

中石油冀东油田集输公司早在2006年就建成了生产调度信息管理监控中心,主要对下属几个单位生产装置的有关数据进行采集监控。后来对系统进行了重新的整改,下属单位增加了许多装置和设备,由于存在软硬件种类繁多、接口各不相同、网络不稳定、信息未发布低等问题,导致信息调度中心对现场生产状况不能进行全面系统性的监控。

为了解决存在的诸多问题,力控科技提供了一套完善的解决方案,以提高系统的可靠性、完整性、稳定性,并且进一步提高企业生产的自动化水平,以及系统维护和后期的技术服务,有助于管理者进一步了解生产状况,制定生产管理决策。

二、系统设计

在本项目中,动力厂、原料库、水源地、加工厂、综保系统等子系统分别采用了网络安全隔离式工业通信网关进行数据接入和TCP转出,并实现了生产网和管理网的系统分离。在中心采用大型实时、历史数据库(吞吐量20万点)进行数据集成,并辅以其他应用管理系统,从而在工厂的中央控制室以工艺流程图或其他图形方式监控实时生产情况,并可以参与控制。通过报警服务器对生产报警给予及时响应,查看生产数据的实时曲线,检索3年以上的历史曲线和报警历史,自动打印生产班报、日报、月报等报表。

主要用途可归结为:

Ø 现场各类自动化设备数据采集:实现工厂自动化系统中各种不同厂家系统数据采集,解决了现场设备联网的技术难点。所有现场运行数据通过开放式的实时数据库“无缝”地供给上一级监控站或生产管理系统使用;

Ø 充当DCS(含PLC)的操作站软件:随着中国逐步成为“世界工厂”,中国工厂的自动化水平正迅猛地提高,几乎与世界先进水平没有了差别,工厂里面大量地使用PLC、DCS等控制系统,操作站软件是自动化系统中的重要组成部分。随着现场总线网络控制系统(FCS)市场占有率的逐步提高,自动化软件将具有更广阔的发展空间。

Ø 为生产管理提供统计、分析数据:除了充当DCS(含PLC)操作站外,在有些生产车间,为了改进生产的需要,要求监控系统提供原料及产成品计量、主要受控参数、用电量、用水量的班报表、日报表以及月报表,如果原来的操作站不具备这些功能或者因为被占用不能空出来,则需要增加新的操作站。

Ø 设备运行状态监控:自动化软件的应用已不仅局限在工业生产控制领域,pSpace可以实时采集、显示、记录这些重要设备的运行参数,迅速报警,避免事故的发生。

Ø 现场各类自动化设备及系统联网:系统具有全面的通讯处理功能,可用于自动化系统不同系统或设备间的网络联接,进行数据交换。提高系统整体的自动化能力和水平。如:发电厂热工系统中将供电系统与动力DCS系统相联,将电力数据送入DCS系统。

三、系统架构

图1 系统架构图

(1)总调度中心:集输公司各个分站、联合站、管线输气首末站、油气处理厂等数据均需上传到总调度中心,总调度中心实现数据的全部光纤接入,同时配备冗余架构的数据处理平台,平台软件采用力控科技的SCADA产品,并且装配磁盘阵列用于海量数据的存储。配备专用的WEB服务器,实现远程用户浏览的同时又避免了网络端带来的病毒黑客等对数据平台的直接攻击,增强了系统安全性。总调度中心系统与集团ERP系统相连,一线的生产数据可及时反馈到管理层,把客户需要和企业内部的生产经营活动以及供应商资源整合在一起,实现真正的管控一体化。

(2)分数据中心:将柳一联合站、综合采出水、高一联合站、庙一联合站、南高迁输气管道数据统一规整,经光纤先传入分数据中心,再经光纤将整合的数据上传至总调度中心。分数据中心配备冗余架构的数据处理平台,平台软件采用力控科技的SCDAD产品。同时配备事件服务器和数据库服务器,监控人员可实时了解系统运行状况,并且可将数据实时转储至关系数据库。冗余的pSpace架构,保证了数据平台的运行稳定。其次油气处理厂和高迁输气首末端数据根据已有光纤网络,直接上传至总调度中心。

四、系统功能

4.1 生产动态信息收集

收集柳一联合站、高一联合站、综合采出水、庙一联合站、管道分公司管线、油气处理厂等各个下属单位的数据,数据内容包括实时测量数据、报警数据、参数数据等所有生产数据。

4.2 实时汇总分析整理及实时进行生产调度与管理

根据数据的不同种类,设计出科学合理的数据库结构,对数据进行合理的归类,以方便数据的存取与利用。

4.3 统一显示流程及生产报警

将采集的现场数据,按照工业现场的工艺流程设计出监控画面,在有故障的时候给出报警信息,方便工作人员实时掌握现场生产情况。

4.4 实现用户所需各种报表的打印,以取代手抄,减少工人劳动量。

SCADA系统提供的报表系统,可根据生产数据形成典型的班报、日报、月报、季报、年报,同时提供类似EXCEL的电子表格功能,可以形成更为复杂的报表系统。

4.5 实时数据网络发布,管理人员可随时查看有关参数,了解生产情况,制定生产决策。

SCADA系统提供的Web功能,可以使用户从IE浏览器上远程访问系统的流程图、报表等画面,即远程可轻松了解现场情况。

五、结论

针对冀东油田的特点和需要,力控科技提供的SCADA产品搭建符合当前行业需求的数据网控调度中心,实现了集输公司各个环节的数据采集通信、工艺流程监控、信息存储分析等应用功能。并可与企业ERP系统达成无缝结合,实现产供销全流程的调度管理。