煉化物聯網在企業中的應用研究

梁偉 陳酥政

[摘 要] 闡述了煉化物聯網的基本概念和在企業中的應用情況，提出了煉化物聯網平臺建設的目標和設計原則，規劃了平臺的系統架構、業務模型、信息模型和技術架構。

[關鍵詞] 煉化物聯網；系統定位；安全管理

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2018. 15. 025

[中圖分類號] F279.23 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2018）15- 0070- 03

1 引 言

煉化物聯網是物聯網在煉化企業中的應用，由于煉化企業生產的特殊要求，煉化物聯網與一般的物聯網應用在安全性、可靠性以及網絡建設等方面有很大不同。煉化物聯網系統的主要作用是通過為企業的裝置、設備和廠區周界等現場安裝數據自動采集、監控、射頻等感知設備，實時采集裝置、設備、物流、人員各項現場數據和信息，提升煉化企業數據自動采集率和完整率，搭建統一的物聯數據平臺，為上層信息系統實現生產運行可視化、安全預警自動化、管理決策系統化提供可靠的現場數據支撐。

2 煉化物聯網的定位與功能

煉化物聯網與普通的物聯網應用有很大差別，差別在于煉化企業是高危行業，其物聯網設計有其必須遵守的原則與目標。

2.1 設計原則

2.1.1 可靠性

煉化物聯網系統作為未來煉化生產的核心數據平臺必須具備良好的可靠性，在應用設計時，不僅要充分考慮到各個層級的可靠性，而且要確保數據層面、功能層面和應用層面的可靠性，使業務暢通無阻，從而保障整體系統的可靠性，減少因系統原因導致的無法正常工作等現象。

2.1.2 可擴展性

在進行煉化物聯網系統的架構設計時，不僅需要考慮如何與其他應用系統之間的集成，還要充分考慮系統在實施過程中出現新的應用需求的情況。

2.1.3 開放性

煉化物聯網系統必須具備開放的外部接口模塊，便于與其他應用系統進行數據和業務的集成。

2.1.4 安全性

煉化物聯網系統要注重系統安全體系的建設，采用的設備和技術要符合國家相關標準規范，保證系統的整體安全性，保證信息安全和生產安全。

2.2設計目標

（1）提高企業生產現場的感知能力，并通過煉化物聯網的現場綜合數據庫進行存儲和應用，為煉化企業信息化整體建設和應用打好基礎。

（2）完善企業網絡結構，以現有的有線網絡為依托，并進行適度拓展，同時建設企業無線網絡，通過有線網絡和無線網絡的結合應用，將數據傳輸網絡覆蓋到全廠區范圍，為現場各類數據提供穩定可靠的傳輸通道。

（3）以煉化物聯網感知設備、感知技術及現場網絡為基礎，在應用層搭建典型物聯網應用，解決的核心問題是加強煉化企業現場操作管控和廠區安全管控能力。

2.3 煉化物聯網系統定位

將信息系統及相關的設備和數據由下向上分為基礎層、操作執行層、生產運行層、經營管理層和決策管理層。煉化物聯網系統處于操作執行層，起著承上啟下的重要作用。向下主要采集基礎層的各類現場數據，包括生產過程數據、設備運行數據、人員安全數據、巡檢業務數據、視頻監控數據和倉儲統計數據等，通過建設統一的現場數據管理平臺，為上層生產運行層等各專業應用系統提供現場數據支持。

2.4 總體功能

煉化物聯網功能架構共分三層，包括采集層、傳輸層、應用層。各個層次的主要內容包括：

（1）采集層主要包括生產數據、安全數據、倉儲數據、設備信息等四大類信息的采集。

（2）傳輸層主要包括覆蓋企業全廠區范圍的傳輸網絡，包含有線網絡、無線網絡、網絡管理三個子模塊。

（3）應用層包括現場監測與管理、安全防范管理、綜合應用、系統基礎管理。

2.5 分層功能

2.5.1 采集層功能

采集層的主要功能目標是實現企業現場數據的全面采集，針對煉化企業生產工藝復雜、數據類型和設備種類多的特點，使用合適的感知技術和感知設備，建立不同的感知系統，將采集到的數據和信息通過標準數據接口存入關系數據庫、實時數據庫和視頻數據庫等多種數據庫中，支持上層各業務功能模塊的應用。主要功能包括安全數據采集、倉儲數據采集、設備信息采集等。

2.5.2 傳輸層功能

煉化物聯網傳輸層的基本功能是聯接上層應用層與下層感知層，將采集層設備采集的數據傳輸至上層應用平臺。主要功能包括無線接入、移動接入、準入控制、加密傳輸、運行監控、記錄審計等。

2.5.3 應用層功能

廠區人員安全管理模塊是根據廠區人員攜帶的定位終端實時回傳的定位信息，對廠區內人員位置進行在線顯示，并通過異常報警、人員位置搜索、軌跡回放等功能，及時了解人員的安全狀態，以及在進行救援時提供指導和幫助，實現廠區人員的安全管理。主要功能包括人員定位、人員異常報警、電子圍欄進出管理、定位終端管理、基礎信息維護等。

3 煉化物聯網安全管理業務流程

3.1 巡檢人員安全管理流程

巡檢人員在外出巡檢前領取并佩戴定位終端。巡檢過程中終端實時回傳人員的位置信息及報警信息，安全管理人員可通過上述信息及時掌握現場人員安全狀態及人員所在位置，在有危險發生時確保救援工作展開的及時性和準確性。巡檢結束后將終端放置在指定位置即可。

終端發放階段是指巡檢人員在進行巡檢之前需要到指定位置領取定位終端，然后通過讀卡器掃描定位終端和門禁卡的方式將人員信息與所攜終端進行綁定，正確佩戴后開始巡檢工作。

巡檢人員安全管理階段是指巡檢人員進入廠區進行日常巡檢，安全管理人員通過終端返回的坐標及報警信息了解人員的位置及安全狀態。當系統產生報警時，安全管理人員根據報警內容進行相應的操作：如果報警信息為人員異常，通過對講機聯系報警人員，若能取得聯系，則詢問現場情況以及是否需要救援；若無法取得聯系，則安排相關人員去現場進行救援；如果報警信息為終端異常，則通過對講機告知巡檢人員，巡檢結束后再進行故障處理。通過以上方式保障巡檢人員安全。

終端歸還階段是指巡檢工作結束后，巡檢人員解綁定位終端，解綁方式為用讀卡器再次掃描定位終端和門禁卡，在系統后臺點擊解綁。若在巡檢過程中被告知終端有異常則將終端交給安全管理人員進行回收，若未被告知終端異常則在解綁后放置在充電底座上進行充電。安全管理人員定期查看報警處理狀態，對于報警但未處理的異常終端進行回收。

3.2 外來人員安全管理流程

外來人員在取得入廠證進入廠區進行作業前先到屬地單位領取定位終端，作業期間全程佩戴，遇到異常情況利用終端一鍵報警。若無危險情況，作業結束后歸還定位終端。

終端發放階段是指外來人員在進入廠區作業之前需要先到屬地單位領取定位終端，安全管理人員將進入廠區的人員身份信息與定位終端進行綁定，并指導外來人員正確佩戴。

外來人員安全管理階段是指外來人員佩戴定位終端進入廠區進行作業，安全管理人員通過人員安全管理系統實時了解人員安全狀態。當系統發生報警時，安全管理人員根據報警內容進行相應的操作：如果報警信息為人員異常，則安排人員去現場進行救援；如果報警信息為電子圍欄闖入，則通過廣播提醒相關人員及時撤離危險區域；如果報警信息為終端異常，則通過系統記錄，待佩戴人員歸還終端時進行處理。

終端歸還階段是指外來人員作業結束后，歸還并解綁定位終端，若系統記錄終端有異常則交給安全管理人員進行處理，若無終端異常記錄則放置在充電底座上進行充電。

4 結 語

煉化物聯網在企業中的應用，主要為煉化企業現場的裝置、設備、物流和人員等現場管控對象部署各類數據采集感知設備，通過企業有線和無線網絡傳輸通道，實現對現場各類數據的實時采集和傳輸，為上層的物聯網應用提供穩定、可靠的現場數據支持。

互聯網解決了人與人之間的溝通，物聯網是把溝通的范圍進一步擴大，擴大到了人與物、物與物之間。物聯網是信息產業實現跨越發展的新歷史機遇，它代表了一種趨勢，物聯網將成為國家戰略性新興產業。

主要參考文獻

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