油脂加工廠油罐區MES系統開發與應用

吳 剛，徐 琥，葉祥宇，劉 鵬，付 欣

1.無錫中糧工程科技有限公司 (無錫 214035)2.中糧佳悅(天津)有限公司 (天津 300452)

油脂加工廠油罐區MES系統可以實現對油罐區儲油、收發油業務進行有效、科學、安全的管理和控制，消除油罐區信息死角，使工作人員能實時準確的掌握油罐的實時動態信息。該系統采用三層管控架構，最底層是PLC控制層，中間層是IFIX系統層，最上層是C#信息化層，層層相扣、緊密聯系、不可分割，借助信息化手段不僅提高了工作效率，同時也為更科學有效的儲油提供保障。

1 油罐區作業流程

發油控制是利用油罐區發油棚及發油控制系統實現，首先發油通過PLC控制系統的通訊發出發油請求信號，經過操作人員確認后啟動發油控制系統完成發油任務。發油控制是采用質量流量計測量發放油流量，以4～20 mA標準信號送給PLC，油發放通過PLC 內部累計積算，當達到預先設定的積算值時，PLC給出1個信號，關閉鶴管上的氣動切斷閥實現自動定值裝車。每個鶴位裝有1個控制箱，控制箱帶有裝車開停按鈕，質量流量計或齒輪流量計帶有現場指示儀，現場每20 m安裝1個蜂鳴器，作為裝車預報。

2 MES系統主要配置

2.1 硬件部分

(1)開關量輸入部分，包括現場設備的開關量信號、中控室上位機操作等。

(2)模擬量采集部分，這部分指現場的各種測量數據(包括溫度、流量、電壓電流、頻率、液位等)。

(3)核心部分，可編程控制器(PLC 7I cpu)。

(4)顯示監控部分，上位機(包括2臺操作員、1臺工程師站)，可在上位機上操作實現對發油等工藝的自動控制功能。

2.2 軟件部分

上位機監控后臺軟件(IFix系統)；控制程序，通過可編程控制器實現；與上位機、變頻器、馬保、流量計，溫度傳感器，液位通訊的通訊程序；能模塊程序，包括馬達控制功能塊(包括變頻)、閥門控制功能塊、自動路徑選擇功能塊、收發油功能模塊等。

3 系統實現功能

3.1 用戶權限功能

針對不同的操作用戶，制定不同的權限管理，使每個操作者只能看見自己所屬的相應界面和相應的操作權限。這樣可以更有效的對操作人員進行管理和規范使用流程。

3.2 油品物料管理

對油罐區油品名稱進行統一管理，分類管理油罐區的油品名稱，也方便日后系統調用油品名稱，此功能是屬于系統基礎維護功能，為油罐儲運企業日常管理提供信息化支撐。

3.3 統計管理

根據不同油罐區的不同業務管理需求，系統提供了靈活的報表格式，各類統計報表生成速度快，簡單易用，可實現統計結果導出功能，可以將統計結果導出多種文件格式(如excel、pdf、圖表)等，以及支持在線預覽及報表發送E-Mail功能。

3.4 油罐管理

主要向操作員和管理層展示油罐區里所有油罐儲油的名稱、高度、密度、重量、油品質量指數、儲運油數據變化、實時溫度。

3.5 作業管理

系統提供界面輸入相關儲運油的生產計劃。系統將為生產計劃人員提供可視化的圖形編輯工具以幫助其進行生產計劃的錄入與維護，制訂好的生產計劃以甘特圖表的方式進行展示。同時，計劃的完成情況也將實時反饋到計劃管理模塊，從而實現對計劃的在線跟蹤。

3.6 能耗管理

能耗管理模塊可監測在整個油罐儲運過程中電能、蒸汽及壓縮空氣的消耗用量情況，實現對儲運過程中設備所用的能源進行有效管理和統一計算，并通過能源計量考核，降低作業能耗。

3.7 客戶管理

對油罐區供銷客戶進行統一管理，分類管理油罐區的客戶信息，也方便日后系統調用客戶名稱，此功能是屬于系統基礎維護功能，為油罐儲運企業日常管理提供信息化支撐。

3.8 質量管理

定期對油品進行管控管理和檢驗、定期抽檢油罐內儲油進行質檢化驗管理，具有化驗指標錄入、保存、查詢、打印等功能，還具有油品質量不合格報警功能。質量追溯管理，全程安全監管和采集記錄油品儲運信息，實現儲運油的安全追溯。

3.9 ifix系統執行功能

Ifix系統主要啟動承上啟下的功能，一方面和上層信息化系統進行接口對接和接收生產任務并且生產過程中的生產數據毫無保留的反饋給上層信息化系統。另一方在接收到生產計劃的同時，IFIX系統作業管理模塊接收來自于上層的調度指令，然后轉給相關作業人員進行處理。作業管理模塊將全過程記錄作業的完成情況，包括作業時間、作業人員、作業事件、作業進度等作業實績。同時，作業管理模塊還將提供制訂好的作業規范以指導作業人員進行正確的操作。

3.10 MES系統異常檢測

交互模式。該模式通常用于小規模數據集。該模式下所有的配置和數據都需按需提供。API調用的同時即可返回結果。該模式下。模型管理服務Data Management Service會存儲和管理模型。

批處理模式。與交互模式不同，批處理模式用于處理大規模的數據集。API調用之后，會異步出發時序數據Series Service讀取，結果會通過Data Exchange Service數據交換服務返回。該模式支持最多一百萬條時序數據集，最長6 h的任務處理。

直接交互模式。該模式下，用戶不需提交時序數據集，異常檢測服務自動從時序數據服務 Time SeriesService讀取數據集，進行模型訓練和檢測。該模式最多處理20 000條時序數據。模型管理服務Data Management Service會存儲和管理模型。

系統異常檢測API異常檢測可以完成以下任務：非監督的模型訓練；模型應用；時序數據異常檢測；與時序數據服 Time SeriesService交互，讀取特定設備在特定時間段的數據集。

3.11 報表功能

報表是經營管理的載體和化身。企業的報表體系，一方面要符合國家法律法規和經濟統計的要求，另一方面要服務于企業的經營管理活動。

4 結束語

油罐區MES系統能實時監測罐區里油罐的液位高度、重量和油罐內溫度，發油過程實現了真正意義上定量發放，系統每天還能自動計算油罐盤點數據，為油脂加工廠的生產提供強有力的信息數據支撐。