煉化企業(yè)信息化過程中的數(shù)據(jù)源建設(shè)

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一 前言

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，煉化企業(yè)越來越廣泛地采用信息技術(shù)來改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，具體包括動態(tài)生產(chǎn)調(diào)度、優(yōu)化計(jì)劃排產(chǎn)、實(shí)施電子商務(wù)、提升管理水平等，使其成為挖潛增效、贏得市場競爭勝利的重要途徑。但是，實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用系統(tǒng)，離不開數(shù)據(jù)源的建設(shè)。

二 公司信息化現(xiàn)狀

我公司于2000年建立了小型局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了辦公大樓主要處室的部分聯(lián)網(wǎng)并利用中油公司Internet出口訪問互聯(lián)網(wǎng)，由于受到當(dāng)時的技術(shù)條件和投資等因素的限制，還沒有形成覆蓋全公司各部門、各車間的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。目前公司的信息化及網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀與中油股份公司信息化建設(shè)水平相差很遠(yuǎn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)中油股份公司對網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)的基本要求，同時中油公司推廣的一系列應(yīng)用系統(tǒng)（如OA系統(tǒng)、電子商務(wù)、項(xiàng)目管理系統(tǒng)、合同管理系統(tǒng)、財務(wù)系統(tǒng)、物資管理系統(tǒng)等）也無法在我公司完全開展，已不能滿足企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理的需要。為了使信息系統(tǒng)更好地支持企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，需對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行改造。根據(jù)煉化企業(yè)儀表自動化程度較高，技術(shù)進(jìn)步速度快的特點(diǎn)，我們運(yùn)用了以網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)帶動數(shù)據(jù)源建設(shè)，以數(shù)據(jù)源建設(shè)帶動應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)，以應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)帶動企業(yè)信息化建設(shè)這一思路。

三 指導(dǎo)思想

建設(shè)的信息系統(tǒng)，要保持與中油股份總部信息系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)程相同步，實(shí)現(xiàn)公司經(jīng)營管理規(guī)范化、生產(chǎn)管理最優(yōu)化、過程控制智能化；并且以物流、資金流、信息流為系統(tǒng)集成主線，建立以企業(yè)數(shù)據(jù)模型為核心的數(shù)據(jù)集成和應(yīng)用集成平臺，實(shí)現(xiàn)管理網(wǎng)絡(luò)與控制網(wǎng)絡(luò)的有效集成，貼近以“安穩(wěn)長滿優(yōu)”為中心的生產(chǎn)管理，優(yōu)化計(jì)劃調(diào)度，分析能耗、物耗；統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化操作管理和生產(chǎn)過程自動化，為公司決策系統(tǒng)提供實(shí)時、準(zhǔn)確、完整、真實(shí)的數(shù)據(jù)信息支持。在主要信息技術(shù)裝備水平、主要應(yīng)用水平上接近或達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。遵照“總體規(guī)劃、分步實(shí)施”的建設(shè)原則。

四 規(guī)劃方案

4.1網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

為了實(shí)現(xiàn)公司信息化管理需要，首先必須對現(xiàn)有局域網(wǎng)進(jìn)行改造，信息網(wǎng)絡(luò)在物理上覆蓋全公司各部門、各車間千兆光纖辦公網(wǎng)絡(luò)，使全公司的計(jì)算機(jī)互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流、信息流暢通無阻，達(dá)到千兆主交換、千兆到結(jié)點(diǎn)、百兆到桌面的全公司網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。再通過Internet出口連接到互聯(lián)網(wǎng)上，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見圖1。在公司局域網(wǎng)服務(wù)器上架設(shè)web服務(wù)器、FTP服務(wù)器，通過股份公司區(qū)域中心數(shù)據(jù)網(wǎng)提供的VPN通道，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程辦公的目的。同時，將生產(chǎn)裝置及現(xiàn)場的智能化儀表、PLC、微機(jī)監(jiān)控、DCS和現(xiàn)場總線同過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)入局域網(wǎng)并實(shí)現(xiàn)自動數(shù)據(jù)采集。

4.2數(shù)據(jù)源的分類

所謂數(shù)據(jù)源，即數(shù)據(jù)的源頭，它是在數(shù)據(jù)產(chǎn)生的當(dāng)時當(dāng)?shù)刂苯荧@取數(shù)據(jù)的實(shí)體。數(shù)據(jù)牽涉面廣，種類繁多，可從數(shù)據(jù)的來源、時間、特點(diǎn)、用途、表現(xiàn)形式等對其進(jìn)行分類，宏觀上包括原始數(shù)據(jù)和加工數(shù)據(jù)、專用數(shù)據(jù)和共享數(shù)據(jù)、靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)、實(shí)時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)、內(nèi)部數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)等，構(gòu)成企業(yè)的業(yè)務(wù)流、信息流、資金流和物流。對煉化這一具體的行業(yè)來說，其數(shù)據(jù)源總體上應(yīng)該包括以下內(nèi)容。

1） 工藝流程數(shù)據(jù)

生產(chǎn)裝置的連續(xù)運(yùn)行是煉化企業(yè)的流程特點(diǎn)，而工藝流程數(shù)據(jù)直接、實(shí)時、準(zhǔn)確地反映了生產(chǎn)裝置運(yùn)行狀況。所謂工藝流程數(shù)據(jù)，指的是生產(chǎn)裝置各單元測線的溫度、壓力、流量、液位、在線分析儀器數(shù)據(jù)、重要閥門開度和自保聯(lián)鎖狀態(tài)等。顯而言之，這些包括由原料、產(chǎn)品、操作參數(shù)、能耗和劑耗等在內(nèi)的生產(chǎn)裝置綜合數(shù)據(jù)，是現(xiàn)場工藝人員調(diào)整操作的依據(jù)，也是上層生產(chǎn)調(diào)度人員掌握生產(chǎn)裝置運(yùn)行狀況的手段，進(jìn)而指揮和平衡生產(chǎn)。同時，工藝流程數(shù)據(jù)也是先進(jìn)控制和優(yōu)化控制實(shí)施的基礎(chǔ)，反過來又能通過工藝流程數(shù)據(jù)來檢查和評價其控制效果。

2） 油品質(zhì)量數(shù)據(jù)

煉化企業(yè)的操作者和管理者需要可靠、實(shí)時的產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)，以便及時調(diào)節(jié)生產(chǎn)，使流程的每個環(huán)節(jié)都能夠迅速響應(yīng)條件的改變，用合理的質(zhì)量來獲取有效利潤。油品質(zhì)量數(shù)據(jù)項(xiàng)多繁雜，如密度、黏度、比色、閃點(diǎn)、傾點(diǎn)、濁點(diǎn)、冰點(diǎn)、燃點(diǎn)、蒸汽壓、凝固點(diǎn)、冷濾點(diǎn)、含氧量、辛烷值、烴組成和其他色譜數(shù)據(jù)，以及餾出口組分和出廠產(chǎn)品的合格率等。質(zhì)量數(shù)據(jù)的采樣周期由生產(chǎn)流程的需要而定，根據(jù)不同質(zhì)量數(shù)據(jù)安排為1h、2h、4h；在開車和生產(chǎn)非正常期間，則根據(jù)需求隨時采樣，進(jìn)行化驗(yàn)分析。

3） 油品罐存數(shù)據(jù)

儲罐是煉化企業(yè)原料、半成品和成品的集散倉庫，直接關(guān)系著物料平衡、油品調(diào)合和生產(chǎn)過程的調(diào)度，構(gòu)成了舉足輕重的儲運(yùn)系統(tǒng)。油品罐存數(shù)據(jù)主要包括油罐液位、油罐當(dāng)前狀態(tài)(進(jìn)油、出油、循環(huán)、封罐)、油溫、介質(zhì)密度、液位超限報警、可燃?xì)怏w報警、閥門開關(guān)狀態(tài)，以及機(jī)泵啟停狀態(tài)、管道油品流向等。儲運(yùn)系統(tǒng)自動化，不僅從安全上能夠避免跑油、竄油、冒罐等事故的發(fā)生，而且在提高油品調(diào)和質(zhì)量、充分利用儲罐空間和節(jié)能降耗等方面發(fā)揮重要作用。

4） 公用工程數(shù)據(jù)

公用工程是煉化企業(yè)生產(chǎn)的基本保證，相關(guān)數(shù)據(jù)包括水、電、汽、油、液化氣、瓦斯、風(fēng)、氮?dú)狻錃獾?。對液體和氣體計(jì)量儀表的選型，主要應(yīng)依據(jù)3方面考慮：(1)被計(jì)量介質(zhì)的類型要求；(2)被計(jì)量介質(zhì)的工況要求，如組分、流量、壓力、溫度、黏度等；(3)被計(jì)量介質(zhì)的精確度要求。如原油進(jìn)廠和產(chǎn)品出廠、動力外購和供外、進(jìn)裝置原料和出裝置產(chǎn)品、生產(chǎn)系統(tǒng)成本核算、生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)、輔助單位用能等；考慮到瓦斯系統(tǒng)運(yùn)行狀況對煉化企業(yè)生產(chǎn)過程的影響舉足輕重，對以下現(xiàn)場數(shù)據(jù)的收集是不可缺少的：高壓與低壓瓦斯、氣柜系統(tǒng)(氣柜高度、壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài))、火炬系統(tǒng)(放空瓦斯量、蒸汽使用量、火炬點(diǎn)火時間)、關(guān)鍵閥門開度、重要部位壓力和加熱爐燒瓦斯火嘴數(shù)目等。

5）設(shè)備管理數(shù)據(jù)

一個煉化企業(yè)，有成千上萬臺各種類型的設(shè)備。這些設(shè)備狀態(tài)正常與否，是生產(chǎn)裝置安穩(wěn)長滿優(yōu)運(yùn)行的關(guān)鍵。設(shè)備的靜態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)科學(xué)地決定了工廠維護(hù)和檢修計(jì)劃的制定和實(shí)施。特別要提出的是，對煉化企業(yè)來說，在線實(shí)時監(jiān)測大機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，如轉(zhuǎn)速、軸溫、振動和軸位移等參數(shù)，并經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后提供當(dāng)前和歷史趨勢圖、軸心軌跡/時基圖、頻譜/全頻譜圖、系統(tǒng)事件列表、報警列表等，是十分重要的。為了進(jìn)一步提高大機(jī)組的維護(hù)水平，尤其是能在故障發(fā)生前做出正確判斷并采取相應(yīng)措施，防患于未然，還可考慮采用專家系統(tǒng)，進(jìn)行故障的診斷和預(yù)測。