硅谷杂志：石油化工生产实时信息系统设计与实现

　　硅谷网12月7日文 据《硅谷》杂志2012年第18期刊文，研究国内石油化工企业生产实时信息系统，确保系统运行
稳定，设计系统基于LINUX的数据接口程序采集过程控制中的实时数据，数据接口及其管理采用C/S结构，实时数据应用采用B/S结构，通过办公局域网实现数据的传输与多用户共享，利用数据库平台实现生产实时数据的访问及管理应用。

　　1概述

　　随着石油化工企业的发展和规模的扩大，企业的信息化建设也得到了同步发展。一般规模企业已建
成了企业信息网络，网络主干采用光纤通信，网络遍布全厂的管理部门和主要生产装置，计算机和网络应用达到了一个较高的水平。本生产实时信息系统设计以石大赛普产品为例，设计系统基于LINUX的数据接口程序采集过程控制中的实时数据，数据接口及其管理采用C/S结构，实时数据应用采用B/S结构，通过办公局域网实现数据的传输与多用户共享，利用数据库平台实现生产实时数据的访问及管理应用，同时开发实时数据库上层应用系统：实时流程图浏览、历史数据曲线、报警查询和工艺参数分析等。

　　2物理结构

　　石油化工生产实时数据采集的物理结构如图1所示，系统由数据数据源、数据管理、数据集成、数据应用四个层次构成。数据源指实时生产数据的来源，主要有DCS和PLC；数据管理指实时数据和历史数据两种生产数据在实时数据库和关系数据库两种数据库中的数据保存、数据备份、数据交换和数据共享；数据集成指各种数据基于Web的集成，包括统一的数据管理和数据应用方式等；数据应用指用户在本地或远程对数据库中数据的访问和利用。

　　3软件结构及网络环境

　　实时数据库系统软件结构如图1所示，分为以下几部分：

　　1）数据接口驱动程序：数据接口是指DCS或PLC等现场数据源与数据库系统之间的数据通信，主要通过在DCS操作站或PLC上位机安装运行数据接口驱动程序来实现，
例如OPCServer，DDEServer以及串口COM等。

　　2）数据采集和发送程序Collector：数据采集和发送由数据采集缓存服务器来完成，服务器通过数据接口采集DCS或PLC中的实时数据，并作数据缓存处理，同时响应上层数据库服务器的数据采集请求，将数据发送至数据库服务器。

　　3）实时数据库系统软件CART：运行于服务器，用来存储、处理实时数据和历史数据。

　　4）上层应用工具软件包RealKits：运行于客户机，对实时数据进行访问及管理应用。

　　5）实时数据Web服务器RealWebServer：各用户可以在客户机上使用IE浏览器以B/S模式通过Web服务器来查询浏览实时数据库中的数据。

　　6）CART实时数据库OPC服务器。

　　

　　图1软件结构

　　服务器端以Windows2003Server为操作系统，安装实时数据库系统CART和通用信息平台GIP[1]。

　　4OPC服务

　　OPC是一种在工控软件中广泛使用的通讯协议。在DCS或PLC上位机上配置启动OPCServer，并授权登录用户的访问权限，在远程数据终端上指定采集的装置及数据类型，通过OPC和DCS或PLC上位机上安装的OPCServer服务通讯，取得实时数据，并通过GIP协议写实时数据至CART中[2]。

　　5数据采集接口

　　远程数据终端AllLink是一种标准的、开放的、高速度、高精度的智能测控装置，是数据采集接口Collector的嵌入式产品。AllLink可连接智能仪表、PLC、液位仪、DCS，取得数据并以标准的OPC或DDE方式提供给用户，主要用于为远程数据采集和控制，并通过GIP协议将数据写至各种数据库中。

　　6实时数据库CART

　　CART是实时数据库的核心，主要功能是对实时数据和历史数据进行存储管理，与其他模块进行通信，支持各种应用对数据的访问，设置组态信息和对用户权限进行控制管理。CART接收并管理各远程数据终端采集的实时数据，响应客户端对实时数据和历史数据的查询。和其他实时数据库相比，CART具有适应性、实时性、连通性特点，另外用户还能自行组态数据结构和流程图，支持多种主机系统数据存取，
具备实时数据和历史数据分析工具，支持先进控制、生产优化管理[3]。

　　7ODBC驱动

　　ODBC是微软公司开放服务结构中有关数据库的一个组成部分，它建立了一组规范，并提供了一组对数据库访问的应用程序编程标准接口API。一个基于ODBC的应用程序对数据库的操作不依赖任何DBMS，所
有的数据库操作由对应的DBMS的ODBC驱动程序完成。由于数据采集终端是基于Linux系统的，不支持ODBC，
所以先将ODBC转换成OPC，这样通过数据采集终端AllLink将数据采集上来并传送到实时数据库服务器[4]。

　　8通用信息平台GIP

　　通用信息平台GIP是针对不同数据库的通用数据接口，它是一种通讯协议，是一种服务。应用程序和数据采集接口程序都可以通过GIP协议访问各种数据库，通用信息平台GIP与实时数据库CART安装在
同一台服务器上，而Collector安装在采集站上，由于采集站和服务器的时钟
肯定是不一样的，所以需要以实时数据库服务器的时间为标准进行数据的采集和记录，从而实现与采集站的时钟同步。

　　9实时数据应用

　　实时数据应用工具包包括以下几部分：

　　1）流程图组态及浏览：绘制平面流程图或立体流程图，实时查看生产流程，可以实现监控系统数据的分层显示，同一个装置对于不同的使用人员，呈现不同的数据界面。

　　2）实时数据查询：以表格方式查询实时数据。

　　3）历史数据曲线：查看历史数据并以曲线方式显示。可以同时查看多个仪表信息，把相关的数据放在同一幅曲线图中比较。

　　4）报警查询：当生产数据超出报警上下限时提示报警，帮助用户及时发现生产中的异常情况，也可对任何历史报警做出方便、快速的查询。

　　5）工艺参数分析：进行历史数据分析，指定一段时间内，给出考核的上下限，系统自动计算出这段时间内的最大值、最小值、平均值、偏差、合格率、最长连续超标时间和累计超标时间等[5]。

　　10结束语

　　本文设计的石油化工生产实时数据库系统已在东明石化成功应用。实际运行证明，该系统集生产现场数据采集、监控和生产调度管理功能于一体，实现了数据的实时采集、实时传送和信息网络的无缝连接；使石油化工生产的全过程可控，实现自动采集、瞬时监控、实时管理；给出企业生产及能源消耗的总体状况，为企业决策提供了科学依据。