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SDAS石化实时数据采集整体解决方案

核心词：实时数据采集、实时数据库

1． 现状和背景概况
当前，信息化已成为石化公司提高生产管理效率、减少生产管理成本有效手段，并正在不可避免地形成一种趋势。近年来，随着ERP、MES等应用系统实行，如何及时掌握全面有效数据信息，成为了各石化公司所面临一种新挑战。
对于石化公司而言，基本数据全面性、实时性、精确性直接决定了MES应用效果及公司效益提高。信息系统基本数据自动化数采率以及自动采集数据有效率直接制约了信息系统可用性，否则虽然拥有信息化系统，公司依然需要投入大量人力去做基本数据校验工作，信息系统无法发挥最大效能。
凭借近二十年来在石化行业工程实践经验，北京上德自动化系统有限公司推出了面向石化公司实时数据采集和数据存储整体解决方案及有关产品《SDAS石化实时数据采集系统》，该系统可以实现石化公司既有各种类型仪表、电气、设备等过程测量数据、运营状态数据采集问题，并最后以一种统一数据库平台，为公司信息化系统提供数据支持。
2． 系统建设内容
《SDAS石化实时数据采集系统》以实时数据库为核心，系统重要分为六大某些：数据展示平台、实时数据库、数据采集接口机、数据采集模块、数据采集对象以及通讯网络。系统最后目是要将采集上来数据用于生产管理中去，SDAS除了提供一种统一数据库平台外，也在该平台基本之上开发了各种应用功能，满足顾客生产管理需求。
针对石化公司特点，把与公司息息有关数据归纳为八大板块：生产装置DCS、罐区监控、设备监控、可燃有毒气体报警、环保在线监测、电量计量、公用工程计量、包装秤地秤计量。不同板块数据来源，《SDAS石化实时数据采集系统》均能有效实现稳定可靠实时数据采集，以备上层应用系统提供数据服务。
3． 系统重要功能
3.1生产流程监视
系统对公司生产状况进行实时监视，通过生产模仿图、趋势图、棒状图和参数分类表等各种监视方式实时显示各单元机组及辅助车间等重要运营参数和设备状态。系统监视画面基本风格以各生产控制系统原有画面风格为准，恰当添加了某些新功能。
在客户机终端上能查看实时工艺流程图，这些流程图涉及各单元机组DCS、辅助车间控制系统、电气网络控制系统（NCS）等画面，显示信息与各实时监控系统画面同步。这些画面是只读，任意操作不会影响DCS/PLC正常运营。

3.2实时报警
实时报警功能模块对DCS中设立报警数据点以及其她系统中重要数据点进行实时监视。运用不同颜色、闪烁、声音等手段实现报警功能，报警消除后，数据点显示恢复正常。

3.3实时趋势曲线
实时趋势曲线功能重要提供顾客浏览数据趋势功能，为顾客提供了以便快捷实时趋势曲线查询显示功能。可选取不同数据点，可提供不同数据点曲线互相比较，数据点实时时间可随意调节更改并不断更新，在趋势图中可滑动时间光标以显示不同步刻该数据点数据，通过移动时间光标可在每一支笔上浮现一种工具条提示，用以显示数据值、时间、日期。

3.4历史趋势分析
对历史数据库中所记录所有数据都可以用曲线形式显示出来，以供参照和分析。提供趋势曲线控件功能强大，所有操作都以Web方式进行，在客户端上有恰当权限可自行修改显示环境设立，如增长或修改显示画面，服务器自动保存并维护这些设立，后来顾客无论在哪里登录服务器只需提供对的帐户服务器即会依照顾客个性化设立显示。
3.5丰富数据接口
SDAS提供了丰富数据接口，涉及ODBC、OPC、API等接口通讯方式，可与其她系统进行数据交互。
SDASODBC功能使桌面应用，如 Microsoft Excel、Microsoft Access、Crystal Report、Microsoft Visual Basic 等，可以查询实时数据库中数据。
SDAS既支持OPC Server也支持OPC Client，可与同样支持OPC通讯系统，如DCS、PLC、组态软件等实现无缝连接。
SDAS还提供了具备完善功能API开发工具，用于开发各种接口和集成应用系统，而不需要原代码。
同步SDAS提供SQL查询，即应用SQL直接对实时和历史数据库进行查询这一极其强大报告编辑工具为顾客带来了极大以便。
4． 技术特点
4.1全面性
数据集成范畴涵盖了石化公司方方面面生产、计量、安全、环保数据。
4.2实时性
采用实时数据库软件作为后台数据库应用平台，较关系型数据库而言数据存储效率更高。依照不同采集对象及重要限度，采集周期最快可以达到1秒钟。
4.3可靠性
所采用软硬件设备均为通过工程实践检查成熟产品，故障率极低。
4.4安全性
采样专用通讯网络，搭配硬件防火墙及网络管理设备，保证网路安全。
4.4灵活性
分布式构造布置，可随时扩展，适应公司发展需求。
5． 应用效益
实时数据采集系统在世界范畴内获得了大量应用，在中华人民共和国也有多家公司应用，获得了很高经济效益和社会效益。
应用该产品将带给顾客重要好处有：
l 建立了一种原则实时数据库平台，为先进控制和优化提供了保证。在流程工业，特别是石化公司，应用先进控制和优化技术以提高公司效益已成为一种必然趋势，而实时数据库是先进控制和优化基本，并且它与其她产品，如在线仿真和流程模仿软件，一起应用会给公司带来更大效益。
l 由于实时数据库系统集成作用，即不但可以将工厂控制层与管理信息系统集成起来，并且也可以将不同控制设备如DCS、PLC等集成起来，使得工厂管理层可以实时地得到来自过程实时数据。这样就为管理信息系统开发与应用提供了一种抱负平台，使管理信息系统实时、高效地运营。
l 由于实时数据库系统具备很短实行周期，顾客可以不久地从应用中获得投资回报。
6． 经济效益：
应用SDAS经济效益是十分明显，特别是对大型流程工业。其重要经济效益来源于对过程监控、以及对实时变化过程进行及时响应、迅速地决策。特别是对管理层，运用实时数据库可以对生产过程进行迅速精确分析，以采用对的分析办法提高经济效益。
6.1 减少非筹划停车时间
通过对影响过程运营状态核心参数监控，使生产运营状态保持平稳，当状态发生变化时，可以及时地作出反映，避免装置及设备停车，这方面效益是十分巨大。
6.2 减少原材料和公用工程消耗
通过对影响原材料用量过程以及公用工程中水、电、汽、风用量监测，你可以及时发现问题，特别是对生产调度人员来说，可以运用实时数据库及时地平衡公用工程及物料供应系统，减少单耗，提高经济效益。
6.3 优化生产过程，提高产品产量及质量
你可以运用实时数据优化你生产过程。生产管理人员以及工艺管理人员可以运用当前和历史数据对生产工艺过程进行在线分析，进一步发现过程运营规律，及时地调节工艺参数，使过程处在优化状态。同步也可以通过对影响产量及质量过程参数监控，达到提高产量及产品质量目。你甚至可以依照记录规律对产品质量数据进行在线分析，预测产品质量，从而达到提高质量目。
6.4 动态地监控生产成本
成本控制人员可以运用实时数据动态地监控生产成本，使成本控制发生在生产过程中，而不是在生产完毕后，以达到减少成本目。
6.5 分析事故因素
当发生事故时，你可以运用当前和长期历史数据，对事故进行及时分析，精准地定位事故发生因素，以避免事故再次发生。
7． 技术实现
SDAS采用当今在石化公司中应用最为广泛实时数据库软件，实时数据库软件是整个系统核心某些，承担着海量数据实时采集和存储，以及数据后期解决和发布共享功能。
采用分布式网络构造，由公司级服务器、分厂级服务器和数据机构成系统框架。

7.1通讯网络建设
通讯网络是《SDAS石化实时数据采集系统》重要构成某些，是整个系统骨架。依照不同数据采集对象重要采用两种网络类型：
一是光纤网络，通过敷设有线光缆，形成高速数据通讯网络。重要用于生产装置DCS、罐区监控、设备监控、可燃有毒气体报警、电量计量、包装秤地秤计量数据采集。此类数据源特点是单点采样参数较多，相对比较集中，且数据通讯量较大，对实时性规定较高。
二是无线网络，通过GPRS或无线局域网，形成便捷数据通讯网络。重要用于环保在线监测、公用工程计量数据采集。此类数据源特点是单点采样参数较少，数据通讯量较少，但采样点（监测点）分布范畴广且极为分散。
《SDAS石化实时数据采集系统》依照公司不同应用需求，从实时性、通讯量、可靠性、安全性角度选取适当网络建设方案。
7.2数据采集子模块
在石油化工公司，数据采集来源各种不同设备、仪表，依照咱们总结经验，分为八个子模块实现，不同公司依照实际状况，既可以统一实现也可分步实现。
7.2.1 生产装置DCS系统数采子模块
随着自动化限度提高，DCS系统已经成为重要生产控制系统，系统内所存储数据也是与生产息息有关核心数据。SDASDCS数据采集子模块重要由数采接口机和接口驱动程序来实现对DCS系统数据实时采集和上传到数据库服务器。
SDAS依照不同厂家、不同型号DCS通讯接口类型和通讯合同，开发适合接口驱动程序CIM-IO，安装于数采接口机上，用于采集DCS实时数据信息并通过数采专网将数据上传到厂级服务器。已实现数采DCS类型涉及横河、霍尼韦尔、FOXBORO等各种厂家、各种DCS型号。
本模块重要采集温度、压力、液位、流量等进入DCS系统生产数据信息。
7.2.2 罐区监控系统数采子模块
SDAS运用组态软件和工控机一方面建立本地罐区监控系统，采集罐区内各储罐液位、温度、压力信息以及重要泵、阀状态信息、流量计信息等。
SDAS依照罐区监控系统组态软件通讯接口类型和通讯合同，开发适合接口驱动程序，安装于数采接口机上，用于采集罐区监控系统实时数据信息并通过数采专网将数据上传到实时数据库服务器。
7.2.3 设备监控系统数采子模块
石化公司中大型机组设备、机泵等当前重要还是通过PLC实现自动化控制。通过上位软件可以查看机组、机泵各参数指标、运营状态等。
SDAS依照设备监控系统PLC类型以及上位软件通讯接口类型和通讯合同，开发适合接口驱动程序，安装于数采接口机上，用于采集设备监控系统实时数据信息并通过数采专网将数据上传到实时数据库服务器。
7.2.4 可燃有毒气体报警系统数采子模块
SDAS可燃有毒气体报警系统数据采集子模块重要用于采集石化公司中要害部位报警器信息，用于安全应急指挥，及时响应突发事件。
由于要害部位普通比较分散，因而在SDAS中，统一采用分布式I/O模块搭配以太网转换器和数采监控机方式来实现采集，各厂分别建立一套厂级报警器数采监控系统，由其实现对现场报警器数据采集，并将报警信息转发到实时数据库服务器中。
7.2.5 环保在线监测系统数采子模块
环保是当前石化公司以及政府、市民都比较关怀，随着公司各种环保在线监测系统投用，实时分析环境大气、排放污水、排放烟气等成为也许。采集重要参数涉及大气中PM10、SO2、CO、NO、NO2、O3等，水质COD、PH等以及烟气SO2、粉尘浓度、O2含量等。
SDAS采用分布式I/O模块搭配以太网转换器和数采监控机方式来实现采集，按照监测区域分别建立一套环保在线数采监控系统，由其实现对现场在线监测设备（环境大气、排放水质、排放烟气）数据采集，并将数据信息转发到实时数据库服务器中。
7.2.6 电量计量系统数采子模块
SDAS实现了石化公司各配电室、变电所电量表数据采集，涉及电能、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因素等电量信息。
采用分布式I/O模块搭配以太网转换器和数采监控机方式来实现采集，各厂分别建立一套厂级电表数采监控系统，由其实现对现场电能表数据采集，并将电量信息转发到实时数据库服务器中。
7.2.7公用工程计量系统数采子模块
SDAS实现了石化公司重要核心流体计量仪表如水、蒸汽涉及某些进出装置、进出厂重要物料流量信息，这些都是关系到公司投入产出以及能源消耗等核心性指标数据。采集参数涉及瞬时流量、累积流量以及温度、压力补偿数据等。
SDAS采用分布式I/O模块搭配以太网转换器和数采监控机方式来实现采集，各厂分别建立一套厂级计量数采监控系统，由其实现对现场流量计数据采集，并将数据信息转发到实时数据库服务器中。
7.2.8包装秤地秤计量系统数采子模块
SDAS包装秤地秤计量系统采集重要实现石化公司固态物料、产品数据采集。以便完毕公司内全面性物料平衡计算、能源消耗核算。采集参数涉及单袋/单车重量、袋数/车数、累积重量等。
SDAS运用组态软将建立本地包装监控系统，并依照监控系统上位软件通讯接口类型，开发适合接口驱动程序，安装于数采接口机上，用于采集监控系统实时数据信息并通过数采专网将数据上传到实时数据库服务器。
8． 系统应用案例
燕山石化数据中心实时数据库系统建设
东方石化实时数据库采集系统与应用集成
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