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| 北京和利時系統(tǒng)工程股份有限公司 發(fā)展事業(yè)部 李勇、吳永輝、胡甫船 |
| 中國鋁業(yè)山東分公司凱鵬公司 樊兆民 邱田迎 | |
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| 一、引言 |
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| 當(dāng)前，信息化已成為現(xiàn)代企業(yè)提高管理效率、降低管理成本的有效手段，并正在不可避免地形成一種趨勢。 |
當(dāng)今企業(yè)不僅要面對國內(nèi)，而且要越來越直接的面對國際日益激烈的市場競爭。提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、及時掌握全面而且準確的生產(chǎn)信息已成為當(dāng)今企業(yè)的必然要求。與此形成剛烈反差的是，在多數(shù)國內(nèi)企業(yè)中仍延續(xù)著傳統(tǒng)管理方式下的信息“手工”傳送。信息的不統(tǒng)一、不完整、不準確、傳遞不及時等眾多問題在新的經(jīng)濟形勢下已經(jīng)影響到企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營甚至生存
面對這一現(xiàn)狀，和利時公司推出了面向流程行業(yè)的企業(yè)信息化管理工具----HOLLiAS-MES。
二、系統(tǒng)設(shè)計
系統(tǒng)采用分布式實時數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，項目中包括一個總公司和三個分廠:中國鋁業(yè)山東分公司、氧化鋁廠、第二氧化鋁廠、化學(xué)品氧化鋁公司。分別配置各自獨立的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，分廠內(nèi)部實現(xiàn)獨立的應(yīng)用系統(tǒng)。集團公司從各分廠獲取數(shù)據(jù)，組建集團的實時數(shù)據(jù)庫，形成公司級的應(yīng)用系統(tǒng)。在設(shè)計時考慮了安全性、可靠性、可擴充性。 |
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 安全性 |
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| 在控制系統(tǒng)實時網(wǎng)絡(luò)與生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)隔離與數(shù)據(jù)傳輸方面通過網(wǎng)關(guān)進行隔離，數(shù)據(jù)單向傳輸(控制系統(tǒng)--生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng))。網(wǎng)關(guān)輸出直接接入核心交換機，不占用過程控制網(wǎng)的帶寬。輸入與冗余過程控制網(wǎng)連接。 |
| 生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用軟件對DCS系統(tǒng)運行沒有影響。 |
| 網(wǎng)關(guān)軟件成熟、安全、穩(wěn)定、可靠，在多家不同行業(yè)（化工、電力、制藥等）用戶得到長期使用。 |
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| 可靠性 |
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| 為了確保整個生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性，平臺系統(tǒng)具有強大的容錯能力。集群服務(wù)器保證實時數(shù)據(jù)庫的可靠運行。應(yīng)用服務(wù)器、WEB服務(wù)器和OA服務(wù)器內(nèi)置RAID 5容錯工作方式的磁盤組。服務(wù)器的兩塊千兆以太網(wǎng)口直接接入核心交換機。一塊網(wǎng)卡故障時，另一塊網(wǎng)卡繼續(xù)工作，保證了通信的不間斷。核心交換機雙引擎和雙電源，網(wǎng)絡(luò)模塊可在線熱插拔。 |
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| 可擴充性 |
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| 生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件采用高可靠計算機（級別同DCS操作站）。生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的軟件平臺提供多種數(shù)據(jù)訪問方式如OPC、DDE、ODB等，保證了開放性，能與第三方軟硬件兼容,實現(xiàn)無縫連接。 |
| 保證可能在將來投運的其它控制系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)穩(wěn)定納入本監(jiān)控系統(tǒng)。 |
| 保證將來擴充的生產(chǎn)管理軟件在本系統(tǒng)上平穩(wěn)運行。 |
| 為ERP提供數(shù)據(jù)接口。 |
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| 三、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu) |
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| 生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)主干網(wǎng)使用1000M以太網(wǎng)，與下層控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信速率為100M，辦公樓、服務(wù)器與核心交換機為1000M交換，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為TCP／IP。 |
| 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為星型拓撲結(jié)構(gòu)。配置了1臺核心交換機、1臺管理用邊緣交換機。 |
| 配置4臺PC服務(wù)器，完成數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用、MIS、WEB、網(wǎng)關(guān)、防病毒等服務(wù)。 |
| 為控制系統(tǒng)配備網(wǎng)關(guān)機，共8臺。 |
| 防病毒服務(wù)器采用諾頓防病毒軟件(網(wǎng)絡(luò)版)。 |
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| 四、系統(tǒng)功能描述 |
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| 系統(tǒng)功能包括： |
- 數(shù)據(jù)采集
- 數(shù)據(jù)存儲
- 生產(chǎn)過程實時運行監(jiān)視
- 生產(chǎn)調(diào)度
- WEB功能
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| 數(shù)據(jù)采集 |
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| 和利時公司采用分布式的數(shù)據(jù)采集方式。各個系統(tǒng)的接口可以分布在不同的地點，采用不同的軟硬件系統(tǒng)。這種方式確保了系統(tǒng)的可擴展性、穩(wěn)定性和靈活性。 |
| 該項目中包括一個總公司和三個分廠:中國鋁業(yè)山東分公司、氧化鋁廠、第二氧化鋁廠、化學(xué)品氧化鋁公司。每個分廠為一個單獨的MES，下圖為每個分廠包括的系統(tǒng)數(shù)量。 |
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| 分級名稱 |
包括系統(tǒng) |
數(shù)量（套） |
數(shù)據(jù)接口 |
數(shù)據(jù)庫點數(shù) |
| 氧化鋁廠 |
Hollysys HS2000 DCS |
2 |
UDP |
3000 |
| Hollysys MACS DCS |
9 |
OPC |
| 第二氧化鋁廠 |
昆侖通態(tài)組態(tài)軟件 |
1 |
OPC |
2000 |
| Hollysys HS2000 DCS |
2 |
UDP |
| Hollysys MACS DCS |
4 |
OPC |
| 化學(xué)品氧化鋁公司 |
Hollysys MACS DCS |
1 |
OPC |
2000 |
| Hollysys SmartPro DCS |
4 |
OPC |
| 山鋁總公司 |
包含上述三個分廠 |
3 |
OPC |
15000 | |
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| 數(shù)據(jù)存儲 |
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| 存儲過程實時數(shù)據(jù)，具有良好的存儲壓縮功能，響應(yīng)速度快，數(shù)據(jù)管理能力強（可管理多達至幾萬點過程數(shù)據(jù)）。實時庫運行于服務(wù)器，客戶機（調(diào)度用計算機）通過訪問服務(wù)器獲取生產(chǎn)過程實時數(shù)據(jù)。 |
| 本項目數(shù)據(jù)庫點數(shù)見前表。 |
| 存儲生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，具有以下主要特點： |
- 存儲速度快，數(shù)據(jù)存取速度達到秒級，最快可達 250ms，可以根據(jù)數(shù)據(jù)的重要性設(shè)定存儲周期如2秒、5秒、10秒、30秒。
- 存儲點數(shù)多，單臺服務(wù)器可達45萬點，可以滿足系統(tǒng)的擴充需要。
- 特殊壓縮算法，每個采集點的數(shù)據(jù)壓縮率可自行設(shè)置；在保證數(shù)據(jù)精度要求的條件下優(yōu)化了系統(tǒng)的運行效率，調(diào)用數(shù)據(jù)速度快。
- 數(shù)據(jù)庫的大小沒有限制
- 支持常用數(shù)據(jù)類型
- 方便的歷史數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)
- 可擴展性強，對外支持OPC、DDE、ODBC、API等接口，標(biāo)準的SQL或OLE DB應(yīng)用編程接口為第三方提供了標(biāo)準的、主流的開發(fā)環(huán)境。
- 系統(tǒng)具有良好的開放性，方便二次開發(fā)應(yīng)用。
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| 生產(chǎn)過程實時運行監(jiān)視 |
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| 圖形化用戶界面，使用簡單、方便，既可使用客戶端工具瀏覽，又可使用瀏覽器瀏覽。 |
| 數(shù)據(jù)顯示方式靈活多樣，以下至列出一些常用的方式： |
| 流程圖：用總貌及分組畫面顯示全廠的工藝流程, 并實時顯示每一關(guān)鍵的過程變量信息,畫面支持3D圖形，BMP，JPEG或掃描格式等多種格式的圖形。 |
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| 參數(shù)圖：按報表方式在客戶機上顯示設(shè)定過程值，電廠運行累計值等參數(shù)。 |
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| 趨勢圖：在CRT上顯示定義的全廠實時數(shù)據(jù)的趨勢曲線，時間軸可以任意設(shè)定。 |
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| 報表：報表可以分固定報表和模板報表兩種，固定報表采用固定的結(jié)構(gòu)和定義好的標(biāo)簽，顯示和打印全廠或車間工段的數(shù)據(jù)；模板報表采用固定的結(jié)構(gòu)，靈活的標(biāo)簽，顯示和打印全廠或車間工段的數(shù)據(jù)。報表采用web方式，方便靈活，打印可以是定時打印或事件打印。 |
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| 數(shù)據(jù)顯示的指標(biāo)： |
- 畫面之間的切換靈活快速。
- 在總貌圖可通過鼠標(biāo)指向或單鍵操作調(diào)用分組區(qū)域畫面, 分組畫面以彈出窗口方式顯示。
- 可以多窗口同時顯示各分組畫面, 每個窗口均可隨意調(diào)整及游動。
- 畫面自動與現(xiàn)場同步更新。
- 畫面可以回放歷史。
- 實時顯示開關(guān)量、模擬量、報警狀態(tài)，可以根據(jù)狀態(tài)變化顏色和動畫顯示。
- 報表及打印功能：web報表,可定時或用戶隨時調(diào)用打印
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| 以后如果生產(chǎn)擴容，新增其他控制系統(tǒng)的話，可以增加新的接口，將這些新系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一由實時數(shù)據(jù)服務(wù)器進行采集、存儲和管理?？蛻舳瞬恍枰匦略O(shè)置，就可以瀏覽新增系統(tǒng)的信息。原有的接口、數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序也不受任何影響。 |
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| 生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng) |
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| 為了實現(xiàn)管理更加科學(xué)化，集中統(tǒng)一規(guī)劃上層調(diào)度管理信息系統(tǒng)，已在山東鋁業(yè)分公司建立了一個完整的實時生產(chǎn)調(diào)度信息管理系統(tǒng)，系統(tǒng)將以總調(diào)度中心(或指揮中心)為核心，覆蓋全公司所有裝置，這些完整的生產(chǎn)信息處理后分別傳送到總廠、分廠辦公系統(tǒng)和生產(chǎn)、技術(shù)管理部門，并能實現(xiàn)異地瀏覽功能。全部的實時生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)采集到系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫，調(diào)度員和管理人員可以在總控摟或自己的辦公室里按權(quán)限設(shè)定綜覽全部或部分生產(chǎn)信息，并能實現(xiàn)異地瀏覽功能。相應(yīng)的裝置信息也可以傳遞到相應(yīng)的車間辦公室。 |
| 生產(chǎn)調(diào)度實現(xiàn)完成了的信息包括： |
- 生產(chǎn)裝置狀況
- 設(shè)備工作狀況及備件信息
- 原材料貯運情況
- 全廠物料平衡情況
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| WEB功能 |
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| 本系統(tǒng)采用WEB瀏覽器/服務(wù)器（B/S）結(jié)構(gòu)，公司領(lǐng)導(dǎo)及其它有權(quán)限的管理人員可以在瀏覽器上實現(xiàn)遠程瀏覽、查詢，可以在遠程（如在住處、出差城市）根據(jù)授權(quán)察看本系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息，了解生產(chǎn)狀況。 |
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| 五、結(jié)語 |
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| 該系統(tǒng)自投運以來，運行穩(wěn)定可靠，幾乎無需維護。系統(tǒng)具有穩(wěn)定性好、維護簡單、操作方便、可靠性高、技術(shù)先進、擴展性好等優(yōu)點。 |
| 由于我廠裝置較多、地域分布廣，信息量大，需要訪問的管理人員比較多，所以該系統(tǒng)比較適合我們企業(yè)。經(jīng)過一段時間的運行，效果比較理想?，F(xiàn)總結(jié)如下： |
- 提高了工作效率，極大方便了各級管理人員了解生產(chǎn)運行情況；
- 生產(chǎn)數(shù)據(jù)都進入到計算機系統(tǒng)中，能監(jiān)督操作工認真負責(zé)地在崗操作。
- 對操作工的操作有了一個科學(xué)的量化的考核依據(jù)；
- 為生產(chǎn)管理提供一個有效的平臺,使企業(yè)管理效率進一步提高，有效改善了企業(yè)形象。
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| 本系統(tǒng)的使用，為企業(yè)管理提供一個信息平臺,使生產(chǎn)更加平穩(wěn)，生產(chǎn)成本進一步下降，事故進一步減少，帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。 |
