MES工藝流程圖在玉門煉化的實(shí)施

計(jì)算機(jī)工程應(yīng)用技術(shù)

信息與電腦

China Computer&Communication

2011年10月刊

MES工藝流程圖在玉門煉化的實(shí)施

劉曉軍

（中石油玉門油田分公司煉化總廠自動(dòng)化中心，甘肅玉門 735200）

摘 要：本文介紹了中石油玉門煉化總廠MES系統(tǒng)中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用子系統(tǒng)工藝流程圖模塊的實(shí)施流程和方法，總結(jié)了玉門煉化總廠在系統(tǒng)實(shí)施的過(guò)程中所積累的經(jīng)驗(yàn)，以及對(duì)工藝流程圖模塊的實(shí)施效率和應(yīng)用效果進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：MES；工藝流程圖；實(shí)施方法

中圖分類號(hào)：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9767(2011)10-0022-02

1. 引 言

按照中國(guó)石油信息管理部的統(tǒng)一部署，玉門煉化作為中國(guó)石油煉油與化工運(yùn)行系統(tǒng)（MES）擴(kuò)展項(xiàng)目中第二批開工建設(shè)的企業(yè)之一，于2008年9月舉行開工會(huì)，已于2009年5月上線運(yùn)行。這里只寫出本人參與實(shí)施部分的一些過(guò)程及方法，供大家討論交流。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用是MES的十一個(gè)子系統(tǒng)中的一個(gè)基礎(chǔ)子系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)了從各煉油裝置的現(xiàn)場(chǎng)DCS（集散控制系統(tǒng)）中獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并將各個(gè)生產(chǎn)單元的生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息集成到統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集成平臺(tái)中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)操作的監(jiān)控、生產(chǎn)條件的分析、以及對(duì)生產(chǎn)事件的預(yù)警和處理，減少生產(chǎn)系統(tǒng)癱瘓的可能性，并且優(yōu)化生產(chǎn)和操作。同時(shí)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用也是其他子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢的重要數(shù)據(jù)平臺(tái)。

而工藝流程圖作為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用子系統(tǒng)中的一個(gè)主要功能，能夠以直觀的圖形方式實(shí)時(shí)監(jiān)控各生產(chǎn)單元重要的工藝指標(biāo)數(shù)值，覆蓋面廣、數(shù)據(jù)量大，所以對(duì)數(shù)據(jù)的收集到最后的校驗(yàn)都要有一個(gè)合理的安排，以確保實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)及其他子系統(tǒng)的實(shí)施效率。

確性，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性及項(xiàng)目的實(shí)施效率。

3. 實(shí)施流程及說(shuō)明

MES實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用子系統(tǒng)工藝流程圖模塊在我廠的具體實(shí)施流程如圖1所示：

3.1 DCS工藝流程圖的收集

根據(jù)系統(tǒng)的需求分析和調(diào)研結(jié)果，將具體的收集工作交給各裝置比較熟悉工藝的工程技術(shù)人員完成并提交給廠級(jí)技術(shù)部門，由技術(shù)部門按照MES工藝流程圖繪制要求進(jìn)行電腦繪圖工作。收集工作主要通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)DCS畫面的拷屏截圖、數(shù)碼相機(jī)拍照等方式進(jìn)行，內(nèi)容主要包括重要生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行圖、公用工程圖以及罐區(qū)圖等。

3.2 MES生產(chǎn)工藝流程圖的繪制

在實(shí)際繪制中，繪制人員參照各裝置收集的DCS工藝流程圖結(jié)構(gòu)布局，去除了DCS工藝流程圖中的連鎖報(bào)警狀態(tài)點(diǎn)及開關(guān)信號(hào)點(diǎn)等數(shù)字量，保留其模擬量信息，如流量點(diǎn)、溫度點(diǎn)、壓力點(diǎn)、液位點(diǎn)、累計(jì)點(diǎn)等。

圖2顯示了MES工藝流程圖繪制的布局舉例。其中：A表示的整個(gè)黑色區(qū)域是流程圖繪制的底板，底板屬性可以對(duì)整個(gè)流程圖的底色、數(shù)據(jù)源以及圖面顯示的區(qū)域大小和頁(yè)面刷新頻率進(jìn)行調(diào)整，其中數(shù)據(jù)源的配置是重要的一環(huán)；B區(qū)域顯示為一個(gè)text-box控件，表示出了流程圖的名稱；C區(qū)域顯示一個(gè)Embedded-trend控件，主要作用是顯示一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的歷史趨勢(shì)，它必須與time-control控件綁定使用；D區(qū)域?yàn)镸ES流程圖的主體部分，形象的用圖例顯示出裝置的工藝流程及各重要位號(hào)點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息。

2. 實(shí)施范圍及策略

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用涉及到玉門煉化的DCS 共13套，各套DCS均沒(méi)有現(xiàn)成的OPC接口，均要先期進(jìn)行OPC接口改造工作。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用子系統(tǒng)工藝流程圖的實(shí)施在我廠經(jīng)歷了五個(gè)過(guò)程，包括車間DCS工藝流程圖的收集、MES工藝流程圖的繪制、MES工藝流程圖中位號(hào)的整理、MES工藝流程圖的組態(tài)、MES工藝流程圖WEB發(fā)布及圖中位號(hào)的校驗(yàn)。實(shí)施過(guò)程中這五個(gè)部分相互獨(dú)立，可以依次同時(shí)進(jìn)行。

玉門煉化總廠在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)應(yīng)用子系統(tǒng)的實(shí)施過(guò)程中先以MES流程圖的位號(hào)需求作為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的需求，先進(jìn)行MES流程圖中數(shù)據(jù)點(diǎn)的收集和整理，再進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)位號(hào)的組態(tài)，由于所收集和整理的位號(hào)點(diǎn)基本上覆蓋了全廠所要求的重要實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，而物料平衡子系統(tǒng)在實(shí)施過(guò)程中需要的個(gè)別位號(hào)在項(xiàng)目隨后的實(shí)施過(guò)程中也逐步地補(bǔ)充進(jìn)了系統(tǒng)，因此也降低了實(shí)施人員的工作量，確保了實(shí)時(shí)信息的準(zhǔn)

圖2 玉門煉化MES工藝流程圖繪制布局舉例

3.3 MES生產(chǎn)工藝流程圖中的位號(hào)整理

在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中所有的位號(hào)信息均為一一對(duì)應(yīng)的映射存儲(chǔ)形式，因此為了保證MES工藝流程圖組態(tài)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，必須對(duì)MES流程圖中所繪制的位號(hào)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中得組態(tài)位號(hào)信息進(jìn)行準(zhǔn)確的一一對(duì)應(yīng)，避免在系統(tǒng)正式發(fā)布后出現(xiàn)難以發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤。

圖1 玉門煉化MES實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用工藝流程圖模塊實(shí)施流程

在具體實(shí)施過(guò)程中，項(xiàng)目人員將所需要繪制的MES工藝流程圖位

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號(hào)分批、分裝置與各裝置的DCS工程師和裝置工藝人員在裝置現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行確認(rèn)，并進(jìn)行MES流程圖中位號(hào)點(diǎn)的編碼、整理，并最終以數(shù)據(jù)庫(kù)表格的形式進(jìn)行發(fā)布。這種“三方談話”的實(shí)施方式減少了人員的投入，增加了流程圖后期組態(tài)的準(zhǔn)確性，優(yōu)化了項(xiàng)目的實(shí)施進(jìn)程，提高了實(shí)施的效率。

3.4 MES生產(chǎn)工藝流程圖的組態(tài)

在實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)與DCS標(biāo)準(zhǔn)接口的數(shù)據(jù)通訊，以及實(shí)時(shí)位號(hào)收集信息已經(jīng)準(zhǔn)確完善的情況下，進(jìn)行MES工藝流程圖組態(tài)相對(duì)較為容易和簡(jiǎn)便，只需將對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)位號(hào)逐一組態(tài)進(jìn)MES工藝流程圖中數(shù)據(jù)顯示控件即可，而細(xì)致和認(rèn)真則是這一實(shí)施階段的重點(diǎn)所在，因?yàn)檫@一階段雖然實(shí)施簡(jiǎn)單，但龐大的數(shù)據(jù)信息量卻是導(dǎo)致這一階段出錯(cuò)的重要原因。

因此在MES工藝流程圖的組態(tài)過(guò)程中需要特別注意以下幾點(diǎn)：3.4.1 Data Sources 列表顯示了數(shù)據(jù)源和客戶端的配置。Load ECC按鈕的作用是從服務(wù)器下載數(shù)據(jù)源和客戶端配置到流程圖配置顯示窗口，數(shù)據(jù)源和ECC數(shù)據(jù)在運(yùn)行時(shí)從顯示窗口服務(wù)器自動(dòng)重載。

3.4.2 Time Control控件對(duì)象屬性的配置：在Data Tab 屬性中Data sources一欄必須設(shè)置為時(shí)間控件鏈接對(duì)象提供的數(shù)據(jù)源。

3.4.3 Alphanumeric（Data Bound）控件的配置：主要顯示指定位號(hào)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在Data Tab中Data source selection 選擇Fixed data source，并在下拉列表中選擇需要的數(shù)據(jù)源。

3.4.4 Item屬性的配置：配置所要顯示的位號(hào)，即實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)位號(hào)點(diǎn)（位號(hào)點(diǎn)編碼信息）。

3.4.5 Aggregate屬性的配置：即數(shù)據(jù)查詢集合的配置，一般選擇Raw。

3.5 MES生產(chǎn)工藝流程圖的WEB發(fā)布

MES工藝流程圖在WPKS平臺(tái)上統(tǒng)一發(fā)布，菜單配置方法為：3.5.1 在工藝流程圖workspace下建立各車間的workbook，并在其下建立各裝置的worksheet，并指定其名稱。

3.5.2 在worksheet中添加catalog：將Event container控件的屬性修改為各裝置的流程圖選單+.htm的頁(yè)面地址。

3.5.3 選擇Navigation配置，添加車間（Item），連接所對(duì)應(yīng)裝置的workbook并命名。

在發(fā)布完流程圖后，還要注意流程圖的瀏覽權(quán)限問(wèn)題。由于流程圖所顯示的實(shí)時(shí)信息為一些比較重要的位號(hào)點(diǎn)信息，有可能從中透漏出一些關(guān)鍵的工藝指標(biāo)和工藝配方，因此瀏覽權(quán)限的配置是非常關(guān)鍵和重要的一步。

4. MES流程圖的校驗(yàn)

工藝流程圖的校驗(yàn)即可以發(fā)現(xiàn)前期工作中疏忽掉的一些錯(cuò)誤，也保證了系統(tǒng)正式上線后的平穩(wěn)持續(xù)運(yùn)行，因此對(duì)已發(fā)布的工藝流程圖進(jìn)行校驗(yàn)是非常必要的。

工藝流程圖發(fā)布后主要通過(guò)在線測(cè)試，檢驗(yàn)工藝流程圖組態(tài)的完成性和配置的正確性，測(cè)試并發(fā)用戶訪問(wèn)系統(tǒng)時(shí)的流暢性。測(cè)試內(nèi)容主要包括：（1）流程圖是否與各裝置層級(jí)關(guān)系應(yīng)用相匹配；（2）流程圖顯示的數(shù)據(jù)是否正確；（3）流程圖的趨勢(shì)圖托放功能是否正常工作；（4）20個(gè)并發(fā)用戶同時(shí)訪問(wèn)系統(tǒng)能否正常工作。

在校驗(yàn)過(guò)程中常會(huì)出現(xiàn)兩種情況，一是無(wú)任何數(shù)據(jù)顯示，二是位號(hào)數(shù)據(jù)顯示為“？？？”或“——”，均可判斷為位號(hào)配置出錯(cuò)。還有一些數(shù)據(jù)不能正常顯示是由于現(xiàn)場(chǎng)儀表或DCS原因造成，例如現(xiàn)場(chǎng)儀表?yè)p壞、超量程、輸入開路、DCS畫面形成死值等原因造成的，這些情況應(yīng)該在工藝流程圖位號(hào)信息表中加以標(biāo)明和留檔，并聯(lián)系儀表和DCS維護(hù)人員及時(shí)維護(hù)。

5. 總結(jié)

玉門煉化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用子系統(tǒng)工藝流程圖的準(zhǔn)確和成功實(shí)施，確保了整個(gè)MES項(xiàng)目其他子系統(tǒng)的實(shí)施進(jìn)度與質(zhì)量，也提高了我廠的信息化水平，使我廠的生產(chǎn)管理人員從繁雜的日常數(shù)據(jù)抄錄及整理工作中解脫了出來(lái)，為我廠的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)決策和優(yōu)化管理提供了及時(shí)有效的數(shù)據(jù)信息支持。

(上接第21頁(yè))

證網(wǎng)絡(luò)的安全性，也是提高計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵。業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)盡量做到與其他網(wǎng)絡(luò)的隔離，盡量縮小網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，做好各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全保護(hù)措施。

4.6 做好關(guān)鍵備份

雖然計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)的可靠性在以上設(shè)計(jì)中已經(jīng)得到大幅度的提高，但是依然要做好關(guān)鍵文件的備份，以防因?yàn)槿藛T流動(dòng)造成關(guān)鍵文件的丟失，以增加計(jì)算機(jī)的可靠性。

4.7 聘用精干的技術(shù)人員進(jìn)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的維護(hù)

在運(yùn)用計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)處理信息數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)該聘用專業(yè)的技術(shù)人員，定期進(jìn)行專業(yè)的技術(shù)培訓(xùn)，運(yùn)用必要的手段、完備的技術(shù)，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)的安全性能，進(jìn)而提高計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)的可靠性。

究者們應(yīng)該充分分析系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，對(duì)系統(tǒng)的可靠性究竟有哪些影響，可以采取哪些必要的措施解決。隨著計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)技術(shù)的不斷革新，計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)的可靠性將會(huì)越來(lái)越高，我國(guó)的計(jì)算機(jī)行業(yè)將會(huì)邁出健康、有序、穩(wěn)健的步伐，為社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)帶來(lái)更高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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5.計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)可靠性技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

信息處理系統(tǒng)的可靠性研究將會(huì)向縱深方向發(fā)展，更加智能化、專業(yè)化、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的高速處理，保證數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)。

結(jié)束語(yǔ)

在系統(tǒng)運(yùn)行中，會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)程序開發(fā)研

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