江蘇金橋鹽化集團(tuán)有限責(zé)任公司 張 健

PI（Plant Information System）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是由美國(guó)OSI Software公司開(kāi)發(fā)的一套基于C/S的商品化軟件應(yīng)用平臺(tái)，是以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)PI為核心的面向生產(chǎn)實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和開(kāi)發(fā)相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)，指揮生產(chǎn)、監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程，利用歷史數(shù)據(jù)分析故障原因，PI在企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(Plant Information System)是由美國(guó)OSI Software公司開(kāi)發(fā)的基于C/S、B/S結(jié)構(gòu)的商品化軟件應(yīng)用平臺(tái)，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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)PI為核心的面向生產(chǎn)實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和開(kāi)發(fā)相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)，指揮生產(chǎn)、監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程，利用歷史數(shù)據(jù)分析故障原因，RTPMS在企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)揮越來(lái)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(shí)現(xiàn)較高的工業(yè)自動(dòng)化，都是由DCS或PLC進(jìn)行操作控制生產(chǎn)。然而，由于管理和生產(chǎn)自動(dòng)控制的不能自動(dòng)或有機(jī)的加接，使公司管理者和高層無(wú)法實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確掌握生產(chǎn)數(shù)據(jù)，給生產(chǎn)管理帶來(lái)阻礙；不能實(shí)時(shí)了解產(chǎn)品單耗、總耗用、實(shí)時(shí)生產(chǎn)成本和實(shí)時(shí)經(jīng)營(yíng)效益?；谝陨弦蛩兀宜緩呐_(tái)塑集團(tuán)引進(jìn)了E化管理系統(tǒng)，本文主要介紹E化管理系統(tǒng)的一個(gè)方面——RTPMS實(shí)時(shí)生產(chǎn)管理系統(tǒng)。RTPMS主要內(nèi)容：1、繪制個(gè)性化的生產(chǎn)裝置工藝流程圖的或畫圖，滿足各級(jí)管理者的需要。2、分析單臺(tái)設(shè)備運(yùn)行狀況和每個(gè)單元生產(chǎn)裝置的異常情況，判斷各工序是否能長(zhǎng)期平穩(wěn)運(yùn)行。3、自動(dòng)對(duì)各個(gè)制程、班組、部門的生產(chǎn)成本進(jìn)行考核。4、對(duì)工藝技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析，持續(xù)改善，提高設(shè)備的工藝運(yùn)行水平。5、與ERP系統(tǒng)組合，對(duì)主要工藝設(shè)備、電氣設(shè)備和關(guān)鍵儀表進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控、分析，自動(dòng)提醒維護(hù)人員進(jìn)行設(shè)備預(yù)知保養(yǎng)和定期檢測(cè)。6、定期對(duì)歷史數(shù)據(jù)、曲線進(jìn)行分析，著力優(yōu)化工藝運(yùn)行參數(shù)，找出最佳運(yùn)行模式；7、實(shí)現(xiàn)氯堿生產(chǎn)裝置的主要物料平衡。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是為RTPMS和ERP系統(tǒng)的橋梁，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的投用，對(duì)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(shí)現(xiàn)管控一體化和遠(yuǎn)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(shí)，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(shí)時(shí)生產(chǎn)信息，為其指揮決策提供了先進(jìn)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(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享。

2.數(shù)據(jù)支撐

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)通過(guò)將各種過(guò)程數(shù)據(jù)的整合，為生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控、先進(jìn)控制、在線優(yōu)化等提供平臺(tái)，也為MES提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的信息主要來(lái)自DCS、PLC、以及其它自動(dòng)計(jì)量?jī)x表，也可以集成LIMS數(shù)據(jù)，或通過(guò)手工錄入、掌上設(shè)備等輸入離線關(guān)鍵數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)提供了方便查詢工廠數(shù)據(jù)和先進(jìn)控制數(shù)據(jù)的平臺(tái)，企業(yè)計(jì)劃人員、運(yùn)行管理人員、生產(chǎn)執(zhí)行人員可以通過(guò)圖形化界面對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)，及時(shí)掌握生產(chǎn)裝置動(dòng)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(gè)系統(tǒng)管理和操作的數(shù)據(jù)格式以及存儲(chǔ)方式不同，通過(guò)增加一些硬件或軟件實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)格式和存儲(chǔ)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(jì)算機(jī)之間隨意輸送，并統(tǒng)一維護(hù)，做到一次輸入多次使用。在RTPMS中，PI使實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)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(chǔ)、管理生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，為RTPMS提供生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控的基礎(chǔ)，是進(jìn)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(kù)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)有機(jī)集成在一起，建立統(tǒng)一的企業(yè)數(shù)據(jù)平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)信息集成就是。

3.2 PI系統(tǒng)的關(guān)鍵是建立一個(gè)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(xiàng)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(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，成功便捷地把全廠所有可遠(yuǎn)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(kù)，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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中心。各個(gè)生產(chǎn)場(chǎng)所，各套生產(chǎn)裝置、各儲(chǔ)罐、各設(shè)備實(shí)時(shí)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(gè)控制臺(tái)順利地控制各個(gè)采集節(jié)點(diǎn)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(shí)將關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)集成與融合在一起，因?yàn)閮蓚€(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)在IO存儲(chǔ)機(jī)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(chǔ)機(jī)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(kāi)放數(shù)據(jù)庫(kù)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(yǔ)言(SQL)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)異種（異構(gòu)）數(shù)據(jù)庫(kù)互連技術(shù)特色。

4.RTPMS的應(yīng)用效果

4.1 可以根據(jù)趨勢(shì)圖判斷生產(chǎn)各參數(shù)是否在正常運(yùn)行范圍之內(nèi)，可以根據(jù)走勢(shì)提前判斷是否會(huì)發(fā)生生產(chǎn)異常，可以提前報(bào)警，自動(dòng)語(yǔ)音報(bào)警，并記錄，并根據(jù)報(bào)警等級(jí)自動(dòng)發(fā)短信或郵件給不同等級(jí)的生產(chǎn)管理者，最高直接發(fā)給總經(jīng)理。這個(gè)功能尤其在危化企業(yè)和聯(lián)鎖性強(qiáng)的企業(yè)非常實(shí)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(jí)的人員對(duì)生產(chǎn)過(guò)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?cái)?shù)據(jù)一般只能通過(guò)報(bào)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(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作人員的操作形成干擾，且工作效率不高也查看全面?，F(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(jí)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(gè)現(xiàn)場(chǎng)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(lái)監(jiān)控公用工程中的水、電、汽等變化，利用DATA LINK自動(dòng)生成表格，自動(dòng)分析，自動(dòng)匯制圖表，幫助管理人員分析物料、能量平衡，從而達(dá)到減少能耗和物耗的目的，提供高經(jīng)濟(jì)效益。

4.4 生產(chǎn)部利用PI系統(tǒng)對(duì)影響產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量和設(shè)備穩(wěn)定的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控；達(dá)到提高質(zhì)量和生產(chǎn)力的目的。也通過(guò)PI系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)裝置的運(yùn)行規(guī)律，并及時(shí)優(yōu)化參數(shù)。

4.5 當(dāng)發(fā)生事故時(shí)，工程師和安環(huán)部門利用PI數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，對(duì)事故進(jìn)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(kù)平臺(tái)進(jìn)行信息集成。利用PI-ProcessBook客戶端圖形操作軟件，設(shè)計(jì)和繪制用戶界面，利用PI-Datalink軟件與電子表軟件EXCEL的鏈接，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)查詢、生產(chǎn)報(bào)告和分析報(bào)告。

4.7 運(yùn)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(jī)房，我們開(kāi)發(fā)了機(jī)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(guò)接口機(jī)送入到PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控畫面由DCS維護(hù)班組和單位調(diào)度值班人員實(shí)時(shí)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(duì)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)，對(duì)設(shè)備實(shí)行預(yù)知保養(yǎng)和定期維護(hù)。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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(shí)時(shí)情況，快速了解全廠的或全集團(tuán)的生產(chǎn)情況、成本情況和經(jīng)營(yíng)情況。

4.10 掌握實(shí)時(shí)庫(kù)存情況、預(yù)計(jì)漲庫(kù)時(shí)長(zhǎng)、當(dāng)日已銷售量、預(yù)計(jì)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(zhǎng)時(shí)間內(nèi)會(huì)漲庫(kù)，以便于生產(chǎn)管理者即時(shí)進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度安排。

4.11 可以快速的安排生產(chǎn)負(fù)荷，并能分析如何安排生產(chǎn)可以實(shí)現(xiàn)更低的生產(chǎn)成本，同時(shí)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(yíng)策略。

4.12 可以快速的計(jì)算生產(chǎn)成本，并分析過(guò)去哪一時(shí)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(dòng)計(jì)算當(dāng)月的實(shí)時(shí)經(jīng)營(yíng)狀況。公司各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和生管人員利用RTPMS系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控并及時(shí)做好各項(xiàng)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(shí)，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.