05三維力控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)pspace在勝利油田油氣集輸生產(chǎn)中的應(yīng)用

1、- 1 -三維力控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) pSpace 在勝利油田油氣集輸生產(chǎn)中的應(yīng)用1、前言勝利油田油氣集輸公司是勝利油田從事油氣集輸?shù)膶I(yè)化生產(chǎn)企業(yè)，主要擔(dān)負(fù)勝利油田原油外輸、天然氣生產(chǎn)集輸及輕烴生產(chǎn)任務(wù)。管理著 9 個(gè)氣田，187 口氣井，24 座集配氣站，總長(zhǎng) 240 公里的天然氣輸氣管道和 220 公里的輸油管道，8 座大中型輸油站庫(kù)，2 座壓氣站和 3 套輕烴回收裝置。所轄 13 個(gè)三級(jí)，具有點(diǎn)多、線長(zhǎng)、面廣、易燃易爆、高溫高壓的特點(diǎn)。前些年，在信息化建設(shè)中，已經(jīng)開發(fā)應(yīng)用了多套、PLC 自動(dòng)化系統(tǒng)。為了整合這些獨(dú)立的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享經(jīng)過多年的研究試驗(yàn)，引進(jìn)了三維力控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) pSpace。

2、2、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)我公司大型輕烴裝置和設(shè)備已基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，共有系統(tǒng) 5 套，plc 系統(tǒng) 2 套。但是這些系統(tǒng)建設(shè)時(shí)間不一，系統(tǒng)各異，接口各不相同，系統(tǒng)各自獨(dú)立，妨礙了信息共享利用。2001 年，決定把東營(yíng)壓氣站大型離心壓縮機(jī)組自動(dòng)化系統(tǒng)橫河CS1000 聯(lián)入局域網(wǎng)，使用 OPC 方式通過 VB、VC 編程實(shí)現(xiàn)了在瀏覽器中實(shí)時(shí)畫面及其歷史曲線。通過這次嘗試，感到自行編程方式來實(shí)現(xiàn)與工業(yè)控制系統(tǒng)的互聯(lián)，達(dá)到從、自動(dòng)報(bào)表計(jì)算等功能確實(shí)有一定難度并且通用性差，每套系統(tǒng)都照此開發(fā)一套，不僅價(jià)格高，而且隨著生產(chǎn)變動(dòng)，系統(tǒng)也可能隨著相應(yīng)改變，程序也需。總之，開發(fā)成本高、移植性差、擴(kuò)展性差、成本高并且升級(jí)成

3、本與日驟增。經(jīng)過對(duì)當(dāng)前實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)研分析后，認(rèn)為三維力控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) pSpace，不論從性能價(jià)格比還是易用程度較符合我公司的情況。它具有極強(qiáng)數(shù)據(jù)處理能力的服務(wù)器，豐富的多接口、以及功能實(shí)用的數(shù)據(jù)查詢分析工具，以 pSpace 作為整個(gè)公司的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，向下集成全公司的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，橫向可關(guān)系統(tǒng)型數(shù)據(jù)庫(kù)（oracle）進(jìn)行雙向，向上為各種生產(chǎn)管理應(yīng)用系統(tǒng)提供支持，起到了兩個(gè)層面之間的橋梁作用使生產(chǎn)過程控- 2 -制系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)相結(jié)合，從監(jiān)測(cè)和考核原材料及水、電、汽、風(fēng)的用量入手，減少能耗物耗；分析事故原因，可建立一套由幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)組成的關(guān)聯(lián)方案，以避免事故的再次發(fā)生；分析過去的工藝情況，可查找

4、并消除生產(chǎn)運(yùn)行瓶頸，優(yōu)化生產(chǎn)過程，提高生產(chǎn)運(yùn)行效率；對(duì)比分析操作參數(shù)與運(yùn)行質(zhì)量的關(guān)系，可更好地將運(yùn)行質(zhì)量控制在最恰當(dāng)?shù)姆秶?，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)企業(yè)管控。3、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)油氣集輸公司下屬地理位置分布極為廣泛，是典型的點(diǎn)多、線長(zhǎng)。為保證數(shù)據(jù)傳輸，在主要生產(chǎn)站場(chǎng)設(shè)一臺(tái)區(qū)域數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，公司中心機(jī)房設(shè)一臺(tái) perspace 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的收集、整理和 web 發(fā)布。3.1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方案3.2 工控點(diǎn)為保證，設(shè)置力控本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的微機(jī)安裝兩塊網(wǎng)卡，一塊網(wǎng)卡與管理局的局域網(wǎng)相連接，一塊網(wǎng)卡與工控的操作站以內(nèi)網(wǎng)方式連接，這臺(tái)起到網(wǎng)關(guān)作用的機(jī)器由各站及時(shí)負(fù)責(zé)升級(jí)防給系統(tǒng)打補(bǔ)丁，把不安全控制

5、在這一端，避免一些外部對(duì)操作站的直接沖擊，如果四級(jí)有多個(gè)不同自控系統(tǒng)操作站，工作主要集中在負(fù)責(zé)上傳數(shù)據(jù)的本地力控機(jī)，把住基本上控制了網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)的侵蝕，并且其它機(jī)器可通過這臺(tái)力控間接從網(wǎng)絡(luò)上一些必要程序，方便了的升級(jí)。- 3 -3.3 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方案3.3.1 當(dāng)具有 OPC 或 DDE 接口時(shí)，本地實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)只需通過以太網(wǎng)就可以以方式數(shù)據(jù)。3.3.2 對(duì)于 PLC，本地實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)需要通過與 PLC 相匹配的通訊接口PLC 數(shù)據(jù)。3.3.3 對(duì)于沒有開放接口的，本地實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)需要通過驅(qū)動(dòng)程序通過相匹配的通訊網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。3.3.4 對(duì)于已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的裝置，可以通過 DDE、OPC、ODBC 等方式將數(shù)

6、據(jù)直接采集進(jìn)入本地實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。3.3.5 有些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理后，通過 ODBC 送到關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)做更應(yīng)用。4、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)在原油庫(kù)自動(dòng)化改造中的應(yīng)用2002 年底，對(duì)東營(yíng)油庫(kù)實(shí)施了全庫(kù)自動(dòng)化改造。4.1 原油庫(kù)自動(dòng)化改造情況簡(jiǎn)介原油庫(kù)自動(dòng)化改造是公司規(guī)模最大、點(diǎn)數(shù)最多的自動(dòng)化項(xiàng)目，也公司輸油站庫(kù)一次大規(guī)模的自動(dòng)化。因其崗位分散，在交換數(shù)據(jù)采用工業(yè)以太網(wǎng)，除各崗位有操作站外，并設(shè)有中心控制室，對(duì)整個(gè)原油進(jìn)行全面。改造實(shí)施內(nèi)容：東營(yíng)原油庫(kù)自動(dòng)化改造以為重點(diǎn)，加上部分控制系統(tǒng)，此次實(shí)施包括六個(gè)重要崗位：流量計(jì)崗、罐區(qū)計(jì)量崗、泵房崗、加熱爐崗、鍋爐崗、外銷流量計(jì)。根據(jù)情況實(shí)際情況，選用了德國(guó)西門子S

7、7-400 自動(dòng)控制系統(tǒng)。全裝置共有 6 個(gè)控制室：4 個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制室各設(shè)一個(gè)操作員站，用來本崗位的工藝過程。控制室設(shè) 1 個(gè)操作員站和 1 個(gè)工程師站，操作員站可以全裝置的工藝過程，工程師站除了可以編程組態(tài)外，也可以作為操作員站來使用。整個(gè)控制系統(tǒng)使用 2 套冗余的 414H 控制器，其中流量計(jì)崗和西流量計(jì)崗用 1 套控制器；計(jì)量崗和其他三個(gè)崗位共用 1 套控制器。各崗位的 I/O 信號(hào)模塊安裝在本地的控制柜中，它們和控制器之間通過 PROFIBUS 現(xiàn)場(chǎng)總線相連接。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 1 所示：- 4 -怎樣通過局域網(wǎng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)過程、歷史曲線等應(yīng)用瀏覽是此次自動(dòng)化改造的新問題。西門子的組態(tài)WIN

8、CC 具有直接發(fā)布功能，現(xiàn)場(chǎng)施工的工程技術(shù)更傾向于使用WINCC 自帶的 WEB 發(fā)布功能即從操作站上把現(xiàn)有組態(tài)畫面網(wǎng)上直接發(fā)布,他們認(rèn)為不但所有組態(tài)可以原樣保留，不增加工作量，可通過權(quán)限來控制，但卻認(rèn)為如果這樣實(shí)施首先帶來的安全問題不容忽視；其次是針對(duì)性不強(qiáng)，因網(wǎng)上瀏覽以管理技術(shù)為主，一些詳細(xì)的操作畫面完全沒有必要，如方便操作員的所有控制組畫面，本地發(fā)布，數(shù)據(jù)不，將會(huì)造成全公司自控化系統(tǒng)發(fā)布不，不但難于管理，難度增加，而且更次的應(yīng)用如優(yōu)化運(yùn)行、故障分析等無法展開。力控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) pSpace 解決方案的整體引入即建立原油庫(kù)本地二級(jí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，公司建立一級(jí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)布、中心。初始采用 step7

9、OPC server 方式向 pSpace 傳送數(shù)據(jù)，使用一個(gè)階段后改為采用通過在力控中配置 I/O驅(qū)動(dòng)中 softnets7 來直接從工業(yè)以太網(wǎng)上讀 I/O 設(shè)備，力控當(dāng)作為成 plc 系統(tǒng)的一個(gè)的操作站，某些轉(zhuǎn)換用 pSpace 的完全可實(shí)現(xiàn)，完全能夠更快更迅速地西門子 PLC 的數(shù)據(jù)，同時(shí)實(shí)時(shí)地向設(shè)在公司的中心服務(wù)器傳輸數(shù)據(jù)。設(shè)在中控室的力控上傳局域網(wǎng)的機(jī)器既在原油庫(kù)的工業(yè)以太網(wǎng)上，同時(shí)又在局域網(wǎng)上，完全起到網(wǎng)關(guān)的作用，它有選擇性進(jìn)行組態(tài)顯示原油庫(kù)各點(diǎn)的重要參數(shù)，控制點(diǎn)沒有進(jìn)行組態(tài)，從上保證數(shù)據(jù)的安全性。原油庫(kù)西門子 S7-400 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳局域網(wǎng)- 5 -解決方案的成功實(shí)施，我公司全面實(shí)施自控系統(tǒng)開做了嘗試，它集成了大量的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，打破了過去生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)停留在各崗位的局限，實(shí)現(xiàn)了全公司生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的共享。有了它，生產(chǎn)調(diào)度可以及時(shí)全面了解生產(chǎn)情況，迅速處理種種突發(fā)事件。今后集輸公司現(xiàn)有各生產(chǎn)崗位的重要