RTPMS實時生產(chǎn)管理系統(tǒng)在氯堿經(jīng)營中的應(yīng)用

江蘇金橋鹽化集團有限責(zé)任公司 張 健

PI（Plant Information System）實時數(shù)據(jù)庫是由美國OSI Software公司開發(fā)的一套基于C/S的商品化軟件應(yīng)用平臺，是以實時數(shù)據(jù)庫PI為核心的面向生產(chǎn)實時監(jiān)控、關(guān)鍵參數(shù)監(jiān)控的綜合生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)，利用實時數(shù)據(jù)庫和開發(fā)相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)，指揮生產(chǎn)、監(jiān)控生產(chǎn)過程，利用歷史數(shù)據(jù)分析故障原因，PI在企業(yè)生產(chǎn)實踐中發(fā)揮越來越重要的作用。

PI實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(Plant Information System)是由美國OSI Software公司開發(fā)的基于C/S、B/S結(jié)構(gòu)的商品化軟件應(yīng)用平臺，是工廠底層控制網(wǎng)絡(luò)與上層管理信息系統(tǒng)連接的橋梁，PI在工廠信息集成中扮演著特殊和重要的角色。RTPMS是以實時數(shù)據(jù)庫PI為核心的面向生產(chǎn)實時監(jiān)控、關(guān)鍵參數(shù)監(jiān)控的綜合生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)，利用實時數(shù)據(jù)庫和開發(fā)相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)，指揮生產(chǎn)、監(jiān)控生產(chǎn)過程，利用歷史數(shù)據(jù)分析故障原因，RTPMS在企業(yè)生產(chǎn)實踐中發(fā)揮越來越重要的作用。

1.RTPMS在氯堿中的應(yīng)用

氯堿行業(yè)現(xiàn)在基本都已經(jīng)實現(xiàn)較高的工業(yè)自動化，都是由DCS或PLC進行操作控制生產(chǎn)。然而，由于管理和生產(chǎn)自動控制的不能自動或有機的加接，使公司管理者和高層無法實時、準(zhǔn)確掌握生產(chǎn)數(shù)據(jù)，給生產(chǎn)管理帶來阻礙；不能實時了解產(chǎn)品單耗、總耗用、實時生產(chǎn)成本和實時經(jīng)營效益。基于以上因素，我司從臺塑集團引進了E化管理系統(tǒng)，本文主要介紹E化管理系統(tǒng)的一個方面——RTPMS實時生產(chǎn)管理系統(tǒng)。RTPMS主要內(nèi)容：1、繪制個性化的生產(chǎn)裝置工藝流程圖的或畫圖，滿足各級管理者的需要。2、分析單臺設(shè)備運行狀況和每個單元生產(chǎn)裝置的異常情況，判斷各工序是否能長期平穩(wěn)運行。3、自動對各個制程、班組、部門的生產(chǎn)成本進行考核。4、對工藝技術(shù)指標(biāo)進行分析，持續(xù)改善，提高設(shè)備的工藝運行水平。5、與ERP系統(tǒng)組合，對主要工藝設(shè)備、電氣設(shè)備和關(guān)鍵儀表進行重點監(jiān)控、分析，自動提醒維護人員進行設(shè)備預(yù)知保養(yǎng)和定期檢測。6、定期對歷史數(shù)據(jù)、曲線進行分析，著力優(yōu)化工藝運行參數(shù)，找出最佳運行模式；7、實現(xiàn)氯堿生產(chǎn)裝置的主要物料平衡。實時數(shù)據(jù)庫是為RTPMS和ERP系統(tǒng)的橋梁，實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的投用，對氯堿公司的控制信息系統(tǒng)和企業(yè)資源管理更加完善，可實現(xiàn)管控一體化和遠程管控一體化，為提高企業(yè)兩化融合水平奠定良好的基礎(chǔ)。同時，RTPMS的投入使用，為企業(yè)高層領(lǐng)導(dǎo)和中層管理人員提供實時生產(chǎn)信息，為其指揮決策提供了先進的手段，為公司其它E化系統(tǒng)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)服務(wù)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享。

2.數(shù)據(jù)支撐

實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通過將各種過程數(shù)據(jù)的整合，為生產(chǎn)過程監(jiān)控、先進控制、在線優(yōu)化等提供平臺，也為MES提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。實時數(shù)據(jù)庫的信息主要來自DCS、PLC、以及其它自動計量儀表，也可以集成LIMS數(shù)據(jù)，或通過手工錄入、掌上設(shè)備等輸入離線關(guān)鍵數(shù)據(jù)。實時數(shù)據(jù)庫提供了方便查詢工廠數(shù)據(jù)和先進控制數(shù)據(jù)的平臺，企業(yè)計劃人員、運行管理人員、生產(chǎn)執(zhí)行人員可以通過圖形化界面對實時數(shù)據(jù)庫訪問，及時掌握生產(chǎn)裝置動態(tài)。

3.關(guān)鍵技術(shù)

3.1 信息集成是指ERP/MES/PCS這些分布在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的不同層次的應(yīng)用系統(tǒng)可以共享數(shù)據(jù)，各個系統(tǒng)管理和操作的數(shù)據(jù)格式以及存儲方式不同，通過增加一些硬件或軟件實現(xiàn)不同數(shù)據(jù)格式和存儲方式之間的轉(zhuǎn)換，但數(shù)據(jù)的錄入口是統(tǒng)一的，這些數(shù)據(jù)在異構(gòu)計算機之間隨意輸送，并統(tǒng)一維護，做到一次輸入多次使用。在RTPMS中，PI使實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)成為生產(chǎn)信息管理與決策支持系統(tǒng)的基礎(chǔ)。PI存儲、管理生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，為RTPMS提供生產(chǎn)過程的實時監(jiān)控的基礎(chǔ)，是進行數(shù)據(jù)分析與優(yōu)化控制的前提。將企業(yè)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫與實時數(shù)據(jù)庫有機集成在一起，建立統(tǒng)一的企業(yè)數(shù)據(jù)平臺。實現(xiàn)信息集成就是。

3.2 PI系統(tǒng)的關(guān)鍵是建立一個穩(wěn)定的、高效的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通常情況下數(shù)據(jù)接口是PI系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集項難度最大的地方，為了解決這一難題，我們?yōu)镻I構(gòu)造了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和多個數(shù)據(jù)采集節(jié)點，成功便捷地把全廠所有可遠傳的參數(shù)、PLC數(shù)據(jù)以及廠外區(qū)的數(shù)據(jù)成功采集到PI數(shù)據(jù)庫，并與公司其它系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)，使全公司的數(shù)據(jù)集中構(gòu)成公司的實時數(shù)據(jù)中心。各個生產(chǎn)場所，各套生產(chǎn)裝置、各儲罐、各設(shè)備實時和歷史數(shù)據(jù)一目了然。集中式的數(shù)據(jù)采集的集中管理和數(shù)據(jù)的分布采集結(jié)構(gòu)有效保證了PI系統(tǒng)的各個控制臺順利地控制各個采集節(jié)點的數(shù)據(jù)采集。就結(jié)構(gòu)而言，該套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在空間上是分布的，但在控制上又是集中的。

3.3 一般企業(yè)難以同時將關(guān)系數(shù)據(jù)庫和實時數(shù)據(jù)庫集成與融合在一起，因為兩個數(shù)據(jù)庫在IO存儲機制和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之間存有較大的區(qū)別，因此關(guān)鍵是要解決IO存儲機制和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之間的數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)。利用PI和ORACLE、SQL Server都支持開放數(shù)據(jù)庫互連(ODBC)標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序接口（API）、結(jié)構(gòu)化查詢語言(SQL)等技術(shù)實現(xiàn)異種（異構(gòu)）數(shù)據(jù)庫互連技術(shù)特色。

4.RTPMS的應(yīng)用效果

4.1 可以根據(jù)趨勢圖判斷生產(chǎn)各參數(shù)是否在正常運行范圍之內(nèi)，可以根據(jù)走勢提前判斷是否會發(fā)生生產(chǎn)異常，可以提前報警，自動語音報警，并記錄，并根據(jù)報警等級自動發(fā)短信或郵件給不同等級的生產(chǎn)管理者，最高直接發(fā)給總經(jīng)理。這個功能尤其在危化企業(yè)和聯(lián)鎖性強的企業(yè)非常實用，可以提前調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)，把事故隱患消滅在萌芽狀態(tài)，減少事故的發(fā)生。

4.2 不同崗位不同職級的人員對生產(chǎn)過程和重要設(shè)備關(guān)鍵參數(shù)的監(jiān)控是不同的，各自監(jiān)控各自的參數(shù)，如要想了解別人的監(jiān)控數(shù)據(jù)一般只能通過報表或操作記錄了解，如果管理人員要想了解數(shù)據(jù)則只能到DCS操作室查看數(shù)據(jù)或到檔案室查看，這樣會對現(xiàn)場操作人員的操作形成干擾，且工作效率不高也查看全面。現(xiàn)在有了RTPMS后可以很快的掌握比DCS記錄還要完整的原始數(shù)據(jù)，為各級生產(chǎn)人員了解生產(chǎn)狀況，提供了非常有效的手段。

4.3 節(jié)能減排是企業(yè)永衡的主題，也是生產(chǎn)管理人員主要的工作內(nèi)容之一，以前生產(chǎn)管理人員每天要到生產(chǎn)裝置的各個現(xiàn)場抄記大量數(shù)據(jù)，然后再匯總、分類、加工，現(xiàn)在可以利用PI系統(tǒng)來監(jiān)控公用工程中的水、電、汽等變化，利用DATA LINK自動生成表格，自動分析，自動匯制圖表，幫助管理人員分析物料、能量平衡，從而達到減少能耗和物耗的目的，提供高經(jīng)濟效益。

4.4 生產(chǎn)部利用PI系統(tǒng)對影響產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量和設(shè)備穩(wěn)定的參數(shù)進行監(jiān)控；達到提高質(zhì)量和生產(chǎn)力的目的。也通過PI系統(tǒng)對生產(chǎn)過程進行分析，發(fā)現(xiàn)裝置的運行規(guī)律，并及時優(yōu)化參數(shù)。

4.5 當(dāng)發(fā)生事故時，工程師和安環(huán)部門利用PI數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，對事故進行分析和回放；快速查明事故發(fā)生的原因，以避免事故的再次發(fā)生。

4.6 基于工廠網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫平臺進行信息集成。利用PI-ProcessBook客戶端圖形操作軟件，設(shè)計和繪制用戶界面，利用PI-Datalink軟件與電子表軟件EXCEL的鏈接，實現(xiàn)實時查詢、生產(chǎn)報告和分析報告。

4.7 運維系統(tǒng)種類很多，而且分布很散，為了有效地管理DCS控制室、重要服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)機房，我們開發(fā)了機房溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，采用溫濕度探頭傳感器采集溫濕度數(shù)據(jù)，通過接口機送入到PI實時數(shù)據(jù)庫中，通過實時監(jiān)控畫面由DCS維護班組和單位調(diào)度值班人員實時監(jiān)控。

4.8 維保中心的保養(yǎng)員可以利用歷史數(shù)據(jù)對設(shè)備的運行情況進行分析和統(tǒng)計，對設(shè)備實行預(yù)知保養(yǎng)和定期維護。并與ERP系統(tǒng)結(jié)合建立TPM系統(tǒng)，目標(biāo)全廠設(shè)備事故為“0”。

4.9 RTPMS生管系統(tǒng)可以實現(xiàn)遠程查看，不需要在廠區(qū)里，在出差的途中或全球任何有網(wǎng)絡(luò)的地方均可以查看，生產(chǎn)的實時情況，快速了解全廠的或全集團的生產(chǎn)情況、成本情況和經(jīng)營情況。

4.10 掌握實時庫存情況、預(yù)計漲庫時長、當(dāng)日已銷售量、預(yù)計當(dāng)日產(chǎn)量，并能根據(jù)剩余銷售量和現(xiàn)有的生產(chǎn)速率判斷多長時間內(nèi)會漲庫，以便于生產(chǎn)管理者即時進行生產(chǎn)調(diào)度安排。

4.11 可以快速的安排生產(chǎn)負荷，并能分析如何安排生產(chǎn)可以實現(xiàn)更低的生產(chǎn)成本，同時可以分析生產(chǎn)成本和銷售量的關(guān)聯(lián)度，以幫助銷售調(diào)整經(jīng)營策略。

4.12 可以快速的計算生產(chǎn)成本，并分析過去哪一時段的生產(chǎn)成本較低，以指導(dǎo)以生產(chǎn)安排。并與ERP系統(tǒng)結(jié)合自動計算當(dāng)月的實時經(jīng)營狀況。公司各級領(lǐng)導(dǎo)和生管人員利用RTPMS系統(tǒng)對生產(chǎn)過程實時監(jiān)控并及時做好各項物料平衡和工藝優(yōu)化工作，各裝置間的生產(chǎn)信息的傳遞也更加及時，為提高企業(yè)的兩化融合水平奠定了基礎(chǔ)。

[1]PIsystem PI PROCESSBOOK:PROGRAMMER GUIGE OSISOFT出版.

[2]PI-DateLink OSISOFT出版.