erp化工行業(yè)解決方案

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　　1 概述

　　計(jì)算機(jī)在化工企業(yè)中主要應(yīng)用在兩個(gè)方面：生產(chǎn)自動(dòng)控制(DCS)、管理信息系統(tǒng)(ERP)，分別代表了控制層和管理層兩個(gè)應(yīng)用層次。但是這兩個(gè)層次之間是相互隔離的，數(shù)據(jù)交換通過(guò)報(bào)表、電話等人工手段進(jìn)行。這樣，管理層所獲得的生產(chǎn)信息是間斷的、局部的、滯后的，管理者不能及時(shí)掌握企業(yè)生產(chǎn)的整體信息。對(duì)于流程化生產(chǎn)的企業(yè)，將控制層和管理層有機(jī)的聯(lián)系起來(lái)的需求特別迫切。

　　XXDCS與ERP集成應(yīng)用解決方案，就是通過(guò)DCS接口，自動(dòng)采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾、儲(chǔ)存、智能分析，將生產(chǎn)數(shù)據(jù)集成到ERP系統(tǒng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用中，使用戶可以通過(guò)ERP系統(tǒng)收集、儲(chǔ)存、查看、分析、控制、管理企業(yè)的生產(chǎn)信息，并結(jié)合DCS數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)特性，提供了多種實(shí)用的應(yīng)用模式。

　　1.1 目標(biāo)客戶

　　l 適用于流程化生產(chǎn)的、設(shè)備自動(dòng)化程度較高的大中型企業(yè)。

　　l 當(dāng)企業(yè)具有以下特征時(shí)，就應(yīng)該應(yīng)用DCS+ERP解決方案。

　　² 流程化生產(chǎn);

　　² 生產(chǎn)設(shè)備采用DCS、PLC等自動(dòng)控制系統(tǒng);

　　² 自動(dòng)控制系統(tǒng)具有對(duì)外的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)輸出接口;

　　² 企業(yè)的管理者希望實(shí)時(shí)了解生產(chǎn)及相關(guān)設(shè)備、質(zhì)量的數(shù)據(jù);

　　l DCS+ERP解決方案對(duì)行業(yè)沒(méi)有太多限制。

　　1.2 關(guān)鍵特性

　　l 基于DCS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、二次應(yīng)用、與ERP應(yīng)用結(jié)合的管理系統(tǒng);

　　l 實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、歷史追溯、分析報(bào)表、操作指導(dǎo);

　　l 與巡檢、生產(chǎn)記錄等手工數(shù)據(jù)結(jié)合，生成全面、真實(shí)的生產(chǎn)數(shù)據(jù);

　　l 實(shí)現(xiàn)了面向生產(chǎn)、設(shè)備、質(zhì)量、考核等的專題應(yīng)用;

　　1.3 產(chǎn)品現(xiàn)狀

　　l DCS+ERP應(yīng)用處于規(guī)劃中，已經(jīng)選擇合作伙伴，沒(méi)有形成產(chǎn)品/插件;

　　l 各分公司銷售人員對(duì)DCS+ERP解決方案不熟悉，不知道是什么，能賣(mài)給什么客戶，應(yīng)該怎么賣(mài);

　　l 需求該產(chǎn)品或?qū)υ摦a(chǎn)品感興趣的客戶較多;

　　1.4 市場(chǎng)現(xiàn)狀

　　l DCS廠商和ERP廠商各自獨(dú)立，還沒(méi)有集成產(chǎn)品出現(xiàn);

　　l 極少數(shù)客戶自己開(kāi)發(fā)了DCS的二次應(yīng)用，但一般不能與ERP有效集成;

　　l 部分DCS產(chǎn)品在逐漸向行業(yè)化發(fā)展，并加強(qiáng)了智能分析、數(shù)據(jù)接口等功能;

　　l 客戶不能提出具體的應(yīng)用，有待引導(dǎo);

　　1.5 方案優(yōu)勢(shì)

　　l 自動(dòng)采集DCS的生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù);

　　l 使生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)與ERP系統(tǒng)集成，深化了DCS數(shù)據(jù)的應(yīng)用，強(qiáng)化了ERP系統(tǒng)與企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的聯(lián)接;

　　l 面向生產(chǎn)、設(shè)備、質(zhì)量、考核等，提出了相應(yīng)的專題應(yīng)用;

　　2 DCS介紹

　　DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫(xiě)(Distributed Control System)，在國(guó)內(nèi)自控行業(yè)又稱之為集散控制系統(tǒng)。

　　DCS系統(tǒng)是隨著現(xiàn)代大型工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的不斷興起和過(guò)程控制要求的日益復(fù)雜應(yīng)運(yùn)而生的綜合控制系統(tǒng)，它是計(jì)算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和多媒體技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，提供友好的人機(jī)界面和強(qiáng)大的通訊功能，是完成過(guò)程控制、過(guò)程管理的現(xiàn)代化設(shè)備。

　　DCS系統(tǒng)廣泛用于石化、造紙、鋼鐵、水泥等工業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程控制。

　　2.1 DCS系統(tǒng)產(chǎn)生和發(fā)展

　　控制系統(tǒng)從20世紀(jì)四十年代就開(kāi)始出現(xiàn)，早期的現(xiàn)場(chǎng)基地式儀表和后期的繼電器構(gòu)成了控制系統(tǒng)的前身。

　　70年代中期，在微處理器和計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)的發(fā)展下，美國(guó)率先推出綜合分散控制系統(tǒng)TDC2000，使計(jì)算機(jī)控制進(jìn)入了分散控制的新紀(jì)元。

　　80年代初，超大規(guī)模集成電路集成度的提高，微處理器運(yùn)算能力的增強(qiáng)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步以及市場(chǎng)需求的推進(jìn)，產(chǎn)生了第二代分散控制系統(tǒng)，其特點(diǎn)是:產(chǎn)品設(shè)計(jì)走向標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、工作單元結(jié)構(gòu)化;控制功能更加完善，用戶界面更加友好;數(shù)據(jù)通信的能力大大加強(qiáng)并向標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展;管理功能得到分散;可靠性進(jìn)一步提高;系統(tǒng)的適應(yīng)性及其擴(kuò)充的靈活性增強(qiáng)。

　　進(jìn)入90年代末，特別是進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，幾個(gè)代表性DCS公司紛紛推出他們成熟的新一代系統(tǒng)，如Honeywell公司的Plantweb。

　　目前，DCS發(fā)展到第四代。其最主要標(biāo)志是:Information(信息化)和Integration(集成化)。因此，與其說(shuō)第四代DCS是一套綜合的控制系統(tǒng)，更不如說(shuō)它是一套集成化的綜合信息系統(tǒng)。

　　經(jīng)歷了三十多年的發(fā)展歷程，DCS系統(tǒng)雖然在系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)上沒(méi)有發(fā)生重大改變，但是經(jīng)過(guò)不斷的發(fā)展和完善，其功能和性能都得到了巨大的提高。產(chǎn)品設(shè)計(jì)走向標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、工作單元結(jié)構(gòu)化;控制功能更加完善，用戶界面更加友好;數(shù)據(jù)通信的能力大大加強(qiáng)并向標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展;管理功能得到分散;可靠性進(jìn)一步提高;系統(tǒng)的適應(yīng)性及其擴(kuò)充的靈活性增強(qiáng)。

　　2.2 DCS的結(jié)構(gòu)

　　水廠自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)(DCS)結(jié)構(gòu)圖

　　從結(jié)構(gòu)上劃分，DCS包括過(guò)程級(jí)、操作級(jí)和管理級(jí)。

　　l 過(guò)程級(jí)：主要由過(guò)程控制站、I/O單元和現(xiàn)場(chǎng)儀表組成，是系統(tǒng)控制功能的主要實(shí)現(xiàn)部分。由若干個(gè)過(guò)程控制站對(duì)一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的眾多控制點(diǎn)(通過(guò)智能儀表和I/O單元)進(jìn)行控制，各過(guò)程控制站間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接并可進(jìn)行數(shù)據(jù)交換;

　　l 操作級(jí)：監(jiān)控主機(jī)，包括操作員站和工程師站，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與過(guò)程控制站連接，收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，傳達(dá)操作指令。

　　l 管理級(jí)：主要是指工廠管理信息系統(tǒng)(ERP、MIS)，作為DCS更高層次的應(yīng)用，目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用到這一層的系統(tǒng)較少。

　　目前，在連續(xù)型流程生產(chǎn)工業(yè)過(guò)程控制中，除DCS外，還有兩種常用的控制系統(tǒng)PLC和FCS，這三種的系統(tǒng)的區(qū)別如下：

　　l PLC：可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)

　　是一種設(shè)備，作用是將有限的開(kāi)關(guān)量、模擬量輸入到一個(gè)微電腦系統(tǒng)，通過(guò)程序運(yùn)算輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。控制方式由編程決定。著重于邏輯控制及開(kāi)關(guān)量的控制。PLC需要通過(guò)上位機(jī)監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面。

　　l DCS：集散控制系統(tǒng)(Distributed Control System)

　　是一個(gè)結(jié)構(gòu)，作用是把現(xiàn)場(chǎng)各處比較分散的控制對(duì)象采用電、氣、液壓等方式集中到一個(gè)控制室(集控室)來(lái)控制和監(jiān)視。以減少控制成本，實(shí)現(xiàn)高度集中的自動(dòng)化。集散的意思就是：分散控制、集中管理。DCS的結(jié)構(gòu)中的控制站，可以使用工控機(jī)，也可以用PLC。

　　l FCS：現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(Fieldbus Control System)

　　是由PLC/DCS發(fā)展而來(lái)，核心是總線協(xié)議，即總線標(biāo)準(zhǔn);基礎(chǔ)是數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)裝置;本質(zhì)是信息處理現(xiàn)場(chǎng)化。

　　本解決方案中DCS，是指一種廣義上的DCS，包括PLC、DCS、FCS等各種生產(chǎn)工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

　　2.3 DCS特點(diǎn)

　　l 高可靠性

　　由于DCS將系統(tǒng)控制功能分散在各臺(tái)計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用容錯(cuò)設(shè)計(jì)，因此某一臺(tái)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)的故障不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)其它功能的喪失。此外，由于系統(tǒng)中各臺(tái)計(jì)算機(jī)所承擔(dān)的任務(wù)比較單一，可以針對(duì)需要實(shí)現(xiàn)的功能采用具有特定結(jié)構(gòu)和軟件的專用計(jì)算機(jī)，從而使系統(tǒng)中每臺(tái)計(jì)算機(jī)的可靠性也得到提高。

　　l 開(kāi)放性

　　DCS采用開(kāi)放式、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)中各臺(tái)計(jì)算機(jī)采用局域網(wǎng)方式通信，實(shí)現(xiàn)信息傳輸，當(dāng)需要改變或擴(kuò)充系統(tǒng)功能時(shí)，可將新增計(jì)算機(jī)方便地連入系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)或從網(wǎng)絡(luò)中卸下，幾乎不影響系統(tǒng)其他計(jì)算機(jī)的工作。

　　l 靈活性

　　通過(guò)組態(tài)軟件根據(jù)不同的流程應(yīng)用對(duì)象進(jìn)行軟硬件組態(tài)，即確定測(cè)量與控制信號(hào)及相互間連接關(guān)系、從控制算法庫(kù)選擇適用的控制規(guī)律以及從圖形庫(kù)調(diào)用基本圖形組成所需的各種監(jiān)控和報(bào)警畫(huà)面，從而方便地構(gòu)成所需的控制系統(tǒng)。

　　l 易于維護(hù)

　　功能單一的小型或微型專用計(jì)算機(jī)，具有維護(hù)簡(jiǎn)單、方便的特點(diǎn)，當(dāng)某一局部或某個(gè)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，可以在不影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的情況下在線更換，迅速排除故障。

　　l 協(xié)調(diào)性

　　各工作站之間通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)傳送各種數(shù)據(jù)，整個(gè)系統(tǒng)信息共享，協(xié)調(diào)工作，以完成控制系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化處理。

　　l 控制功能齊全、控制算法豐富

　　集連續(xù)控制、順序控制和批處理控制于一體，可實(shí)現(xiàn)串級(jí)、前饋、解耦、自適應(yīng)和預(yù)測(cè)控制等先進(jìn)控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。