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    紫金桥实时数据库构建玻璃厂EMS系统

    1 需求分析


    建材工业属典型的资源和能源依赖 性工业,特别是传统的建材行业,如水泥、玻璃、陶瓷等,其产 品的生产和 运输更是能源 的消耗大户, 而对于水泥 、平板玻璃等产能处于“潜在过剩”状态的传统建材产品,已被国家列入建材行业调整产业结构、产品结构、降低高 能耗产品的 行业规划。在 这些行业推行 能源管理体 系,开展能源的有效管理、提高 能源的利用 效率,并实施 必要的认证, 已成为调整 产业结构、产品结构、逐步淘汰高能耗产品的一种 手段。 建材属典型的高耗能行业,能源成 本往往达到全部成本的 50%以上,而据德国节能研究部门的研究结论,通过加强企业的能源管理可为企业减少 15%~20%的能源消耗,节约能源即节约成 本,因此有 效实施能源管 理、提高能源 利用率,一 方面节约了能源、保护了环境;另一方面也使企业 降低成本、提高了产品的市场竞争力。 另外,建材产品 中水泥、建筑卫生陶瓷 、平板玻璃、铝合金建筑型材都已建 立了单 位 产品 能 耗限 额 标准, 分 别 为 GB16780-2007《 水 泥 单位 产品 能源 消 耗限 额》、GB21252-2007《建 筑卫生陶瓷单位产品能源消耗限额》、GB21340-2008《平板玻璃单位产品能源消耗 限额》、GB21351-2008 《铝合金建 筑型材单位 产品能源消耗限额》,这些标准都是强制 性的,相应 企业必须执行 。因此实施能 源管理体系 认证,也是贯彻和落实《中华人民共和国标准化法 》的一种措施。 国家“十二五” 规划与企业能源管控体系建设 随着经济的快速 发展,中国对 能源的依赖 越来越大, 正在成为能源进口大国,节能减排任务越来 越重。中科 院虚拟经济与 数据科研中心 对中国经济 增长过程中的资源消耗损失、生态退化损失和环境 污染损失进行货币化评价,2005 年中国经济发展的资源环境代价高达 2.5 万亿元人民币,占当年中国 GDP 的 13.5%。再以国民经济重要基础产业、能 源消耗重点 行业钢铁行业 为例,钢铁工 业能源消耗 量约占全国工业总能耗的 15%,废水和固体废弃物排放量分别占工业排放总量的 14%和 17%,是节能减排的重点行业 。钢铁、建 材、化工等高 耗能行业发展 面临严峻挑 战和新的发展机遇,传统的粗放 型发展模式 已难以为继, 迫切要求行业 企业以节能 减排为抓手,积极转变发展方式 ,利用高新 技术和信息化 技术改造、提 升行业技术 管理水平,走科技含量高、经济 效益好、资 源消耗低、能 源利用率高、 环境污染少 的新型工业化道路。国家“十二 五”规划提 出:坚持把建 设资源节约型 、环境友好型社会作为加快转变经济发展方 式的重要着 力点。深入贯 彻节约资源和 保护环境基 本国策,节约能源,降低温室气体排放强度,发展循环经济 ,推广低碳技术 ,积极应对气候变化,促进经济社会发展 与人口资源 环境相协调, 走可持续发展 之路。国家 将经济增长的科技含量提高,单 位国内生产 总值能源消耗 和二氧化碳排 放大幅下降 ,主要污染物排放总量显著减少,生态环境质量明显改善,作为国家发展战略的重要内容。当前,中国从高碳消耗增 长转为绿色 低碳发展的最 大制约就是科 技水平。科 学技术是第一生产力,而能源的 利用技术与 管理技术将决 定企业未来的 发展,谁在 能源利用技术与能源管理上有突 破、有创新 ,谁就将获得 下一阶段的发 展主导权。 先进的能源管控技术从两个方面 为整体转型 和建立资源节 约型社会提供 支撑:一、 新一代信息技
    术,如物联网技术 运用、传感 器技术的升级 、能源管控技 术为企业实 现转型提供强大技术支撑;二、 推动信息化 和工业化深度 融合,不仅是 对制造运营 的管理,同时也必须将能源纳入整体管理体内进行系统 化、集中化管 控。企业制 定能源管理规划战略,并将其列 入企业“十 二五”发展规 划,建立新型 的能源管控 系统,把科学发展理念落实到节 能减排、环 保、能效提高 上,全过程建 立节约、清 洁、循环的新型生产方式,是支撑发展方式转变, 实现常青发展的重要保证。

    1.1 能源管理信息系统建设必要性

    为加快推进工业化和信息化深度融合,促进工业企业能源管理水平和能源利用效率提升,依据《工业企业能源管理中心建设示范项目财政补助资金管理暂行办法》(财建〔2009〕647 号),工信部就组织申报 2013 年工业企业能源管理中心建设示范项目的高耗能企业提供财政补助资金。 项目申报范围如下所示:2013 年重点支持石化、化工、有色、钢铁、建材等重点行业和工业园区企业能源管理中心建设示范项目。主要内容包括:
    1.企业能源管理中心
    采用信息化、自动化技术,集成企业能源系统数据采集、处理和分析、控制和调度、平衡预测和能源管理等功能,降低重要能源介质放散,提高能源介质的回收和梯级利用水平,实现多能源介质协同平衡与优化利用的企业能源管控系统;
    2.系统优化和节能信息化改造
    采用先进成熟的节能减排技术成果,对主要耗能工艺、装备进行系统优化和节能改造,提高能源利用效率,降低能源介质和物料消耗等。
    3.智能化、节能环保产品(设备)改造更新 利用信息化技术推动落后高耗能机电产品(设备)的改造更新,加快智能化、节能环保产品(装备)的推广应用,提升产品(设备)的能源利用效率,降低能源介质消耗。

    1.1.1 系统建设目的和目标

    通过中心建设,合理规划和完善网络 ,奠定信息化系统网络基础;通过能源管理系统的建立,实现能源 数据的自动收集、集中管控、集中平衡,降低能耗,提高能源的利用率;将现有的计质量数据接入中心平台,为能源调度提供数据支持。构建能管中心平台,实现能源的集中管控; 情况允许的话,建立能管中心大屏系统,提升 甲方对外形象。

    1.1.2 系统建设内容

    能耗监测与管理 方面
    利用原有的过程控制设备及改造厂内 能源计量管理模式,实现各类能源数据的分散采集、集中管理、数据统计和分析能耗情况,评估各项节能设备和措施的相关影响,发布信息给相关管理和运营人员,结 合节能措施建立更有依据、更有效果的节能体系。此能源管理系统已在某玻璃有限公 司节能改造项目成功应用,减少并限制了不合理消耗,帮助企业实现持续节能并 改善了环境。每年可为企业节约百万元的能源消耗。
    生产工艺监控方 面
    建设生产工艺信息化系统,采取分步 实施,首先建立各工作站,包括(1)调度、(2)原料、(3)熔化、(4)锡槽温度、(5)退火、(6)冷端切割、(7) 质检、(8)采装等工作站,系统的起始点在调度,负责客户 需求与生产计划匹配,各工作站的数据尽量实现完全自动采集,尽量减少人工干预 。数据采集范围包括物流数据、工艺参数、化验数据采集。第一阶段实现取消工艺 卡的目标;第二阶段完成报表系统建立,实现工艺记录的计算机存档和统计报表的 自动生成;第三阶段在数据采集系统基础上建立和完善控制模型。
    (1)PLC、DCS 和仪表监控系统数据自动采集
    (2)工艺信息显示与管理系统 模拟工艺卡片的 功能,查询和 显示自动采 集的工艺信 息,录入本工序的相关信息。
    (3)生产历史数据查询分析系统。

    1. 2 功 能设 计

    系统分三个层次:

    1.2.1 数据的采集

    数据的采集概括为下述 3 种方式:
    (1)自动从 PLC、DCS 和仪表采集
    (2)自动从现有信息系统或数据库 中采集
    (3)人工输入根据生产工艺和能源介质消耗工艺流程划分,这些 数据从以下环节采集: 生产工艺包括但 不局限于: 原料的配比 数据采集,熔化温 度、压力等数据采集,锡槽温度数据 采集,退火 温度及主传 动速度数据采 集,冷端切割、分片数据采集,质检数据采集,采装数据采集;能源消耗数据包括但不局限于:玻璃工厂内的生产车间、动力车间 、配料(原料)车间、行政办公楼区域单位的水 、电、煤、原料等。

    1.2.2 信息的传递

    将采集到的工艺和能耗信息传送到工艺管理系统和 能源管理系统。

    1.2.3 信息的处理和存 储

    将采集上来的生 产工艺数据 和能耗数据 进行加工处理, 实现数据实时在线压缩存储,并生成历 史数据库; 基于生产和能 耗数据平台, 进行统计分析,实现生产实时监控,能耗在 线监测及生 产能调度等; 使用户掌握水 、电、燃气、原料供给等能源动力系统的能 源消耗状况 ,计算和分析 各种设备能耗 情况,监控 各个运营环节的能耗异常,评估 各项节能设 备和措施的相 关影响,并通 过把各种能 耗报表、数据曲线、分析结果等发布给相关管理和 运营人员。


    2 生产数据采集和 能源管 理系 统设计

    紫金桥实时数据 库系统(RealDB )是一个用 于过程工业 实时信息管理的系统软件,它能用于工厂生产数据的自动采 集、存储、处理分析和监视。RealDB 可在线存储每个工艺过程点的多年数据,提供了清晰、精确的操作情况画面,是 Real-UIP 的核心部分。

    紫金桥实时数据 库系统(RealDB)生产管 理平台功能概述

    1、数据整合:能够从全厂生产过程中的各个仪表系统实时采集生产及能耗信息,并按照全厂信息模 型组织这些数据,最终提供给企业管理人员和其他软件使用,能够满足企业多工段、多车间、多过 程集成需要。统一过程控制系统和企业信息系统两大网络基础设施;将过程控制系 统融合为企业信息管理系统的一部分。
    2、数据有效存储:收集并存储生产过程历史信息,并将这些数据以可追忆的形式提供给企业生产管理人员。收集 、计算和分析能够真正代表生产成本的数据,并提供给生产经营管理人员和企业资 源计划管理软件、MES 软 件使用。
    3、流程再现:通过紫金桥 VIEW 可以实时显示各计量点、采集设备的瞬 时状态,提供管理、决策、工艺分析等方面所需数据,监测每天炼钢的炉数及时间情况,同时分析制氧机的运行状态和炼钢的 吹氧情况及吹氧周期;对生产进行及时合理的调度,减少放散,节约能源 ,保证了生产的稳定均衡;合理调配煤气的回收与利用,提高了用户对工业水、蒸汽的成本考 核意识,减少了跑冒滴漏等,提高单位产值。
    4、跟踪、追忆:通过实时跟踪控制生产计划、原料供应、操作人员、过程信息和设备信息,使企业生产经营管理人员对企业 的生产条件有一个全面的了解。同时具有事故追忆功能,对与事件相关 点的历史状态进行详实记录,以便事后对事件产生原因进行分析。事件的种类、数 量、关联点、事件发生前后时间范围等都可以自由指定。
    5、在线修改,远程维护:可在线修改数据库组态内容,组态完后,不必重新启动数据库,就可以将组态内容下装 到数据库中。另外不必要到数据库所在机器,在远程就可以进行数据库组态。
    6、自动报表 RsReport3.0:利用 RsReport 自动生成各种报表数据,为生产厂节能降耗和计量结算提供准确依据 ,使各生产单位及相关部 门及时掌握能源消耗情况,减小计量异议。工作人员通过 显示各采集点的瞬时流量的实时趋势曲线和历史趋势曲线的特殊变化掌握现场仪表 系统的运行状况,做到发 现问题及时处理,以确保所测能源用料数值准确可靠,为 厂际间顺利结算打好基础。同时可监控网络运行状态,确保网络正常运行。工艺管 理人员可将各个不同数据曲线放在一起进行相关性分析,找出工艺操作问题。
    7、设备效率及物料管理:收集、存储并分析合格产品和不合 格产品的生产数据,为持续的生产过程优化、提高提 供依据。集成所有生产过程有关的操作规程、技术文档、设备文档,并以方便的界 面提供给企业管理和 操作人员。实时计算装置的投入产出数据、收率数据、损失数据,并可以对装置班 、日、月平衡数据进行统计、汇总,能够准确反映整个生产过程物 料移动情况。
    8、数据转储:紫金桥实时数据库数据转储工具将实时数据按固定的表结构形式写入数据库管理系统中,或者从表 中读取数据后将其写入到实时数据库中。这种通讯方式实现了 CIMS、ERP、LIMS 等应用管理系 统及用户开发的管理系统与控制系统进行生产信息交换的手段,提高了 紫金桥实时数据库系统的开放性和可扩展。
    9、分析预测与报警:通过比较当前的数据和历史趋势数据 ,特别是结合装置安全运行的经验,通过趋势图和数据的分 析可以及早报告事故隐患,并且通过对事故前后实时记录的历史数据的分析, 定位事故发生的原因。
    10、统计过程控制(Statistical Process Control):SPC 是质量管理的有力工具,它可以保持生产线稳定,减少质量波动 ,提高产品质量 。数据库内置 SPC 点,可以提供多种控制图和分析数据,全 程监控产品质量。
    11、班组考核:通过工艺重要参数的追踪,发现操作的潜在问题,产生指导性信息、并能对各个班组的操作水平进行评估、考核。 紫金桥实时数据库系统(RealDB)除了能提供以 上功能外,还具有丰富的实用工具,如查询工具、内部仪表、数据浏览器、系统监 控台等,另外 RealDB 还支持断点续传、生产调度 管理工具,同时 RealDB 支持服务器集群,有效保证数据的高 效存储和数据的统一完整性。




    2. 1 系统 逻辑架构图



    2. 2 实时 数据库系统基本 功能 架构


    2. 3 能源 管理系统 功能应 用及 功能架构

    制造业企业自动化、信息化一般分为过程控制系统(PCS)、制造执行系统(MES)、企业资源管理系统(ERP)等三个层次。能源管控系统与企业信息化的关系图如下图。

    系统功能框架如下图所示

    2. 4 数据 采集

    玻璃厂 DCS/PLC 应用现状:现场控制系统 主要采用西门子 S7 300 系列和 GE 新华 DCS 系统,在保证控 制系统的正常工作情况下,根据具体的情况可以通过通讯口、服务、控制系统软件部分接口等方式 来设计接口软件、驱动程序等。 数据采集是实时数据库的重要组成部 分,它负责将现场数据实时传送给数据库,将操作数据下送到现场,是数据库服务器与生产控制系统连接的桥梁。如果没有稳定、高效、丰富的数据采 集接口,实时数据库和能源管理信息系统应用只能是空中楼阁。 作为成熟的实时数据库产品,紫金桥 实时数据库可以连接绝大部分 DCS 设备和 PLC,支持 OPC 通讯方式(包括非标准的 OPC 通讯方式)――主要是基 于 DCOM 的远程通讯、DDE 通讯方式――主要是 NETDDE,支持一些 DCS 的专用通 讯卡方式并且支持一些老系统的并口数据采集。 为了可靠的 采集现场数据,在 DCS 工程师站或上位机附近设立前置数采机,前置数采机实时采集 DCS 工程师站或上位机生产数据,并将生产数据传送给信息中心实时数据库服务器 。当发生网 络通信故障或 服务器端故障 时,数采机 可以将数据缓存起来,待故障恢 复时将暂存 的数据转存到 中心服务器。 数采服务器 可以做为信息中心数据的备份,同时也可以作为装 置进一步功能扩展之用。
    1.DCS 系统 采集方式:

    前置数采机通过以太网远程采集工程 师站的 OPC Server 数据到前置数采机,需要在工程师站配置 DCOM 服务,包括 OPC Server 和 OPCEnum。前置数采机和实时数据库服务器之间通过串口通讯,为 了延长通讯距离增加串口服务器。
    2.PLC 控制 系统上位机(Modbus T CP Server)采集:

    PLC 上位机配置 ModBus Ser ver ,前置数采机通过以太网 Mod Bus 驱动采集 PLC上位机的数据,前 置数采机和 实时数据库服 务器之间通过 串口通讯, 为了延长通讯距离增加串口服务器。

    3.PLC 控制 系统上位机(OPC Serv er)采集:

    前置数采机通过以太网远程采集上位 机的 OPC Server 数据到前置数采机,需要在上位机配置 DCOM 服务,包括 OPC Server 和 OPCEnum。前置数采机和实时数据库服务器之间通过串口通讯,为了延 长通讯距离增加串口服务器。

    4.PLC 控制 系统上位机(无 OPC Ser ver)采集:

    通过串口与上位机通信,需要在 PLC 上位机中安 装紫金桥远程 IO 数采程序。紫金桥远程 IO 数采程序是紫金桥公司特意为这种安全采集而开发的,程序本身很小,经过了严格的测试,不会对系统构成任何威胁。紫金桥远程 IO 数采程序在 PLC 上位机采集到数据后, 通过上位机 的网口将数据 传输到前置数 采机。前置数采机和实时数据库服务器之间通过串口通讯,为 了延长通讯距离增加串口服务器。

    2.5 能源 管理系统设计 方案

    2. 5.1 能源管理系 统网 络结构


    能源管理系统从网络结构上分为 3 个子系统:
    (1)能源监测系统;(2)能源信息网络;(3)能源监 管平台
    本系统可针对玻 璃工厂内的生 产车间、动 力车间、配 料(原料)车间、行政办公楼区域单位的水 、电、煤、 原料等进行实 时监测与计量 ,使用户掌 握水、电、燃气、原料供给等能 源动力系统 的能源消耗状 况,计算和分 析各种设备 能耗情况,监控各个运营环节的 能耗异常, 评估各项节能 设备和措施的 相关影响, 并通过把各种能耗报表、数据曲线、分析结果等发 布给相关管理和运营人员,如下图所示。

    2. 5.2 能源监测系 统

    以部门为单位分别对其所属区域内 的水、电、煤 、汽等进行计量、数据采集和统计,并将数据存储 在本单位的 管理数据存储 服务器上,此 方式便于对 各部门能耗成本考核。
    动力车间包括 35kV 开闭站、400V 变电站、空压站 、油料站等,其各自配有独立的 PLC 等控制系统,可能缺少对电能、水量、油量等的计量点,因此,本系统需在相关部位增设新的 传感器及仪 表,并利用各 自原有的监控 系统完成数 据采集,这样既保证了原有系统 的正常运行 又完善了所需 的能源数据采 集。其数据 流程方式如下
    图 所示。

    生产车间(熔 化车间)是玻璃厂制造 、加工及成品的重要单位,其包括窑 炉自动化控制系统、退火 窑自控系统 、电加热控制 系统、成品监 测及包装流 水线控制系统等;这些系统已具备了相关能耗数据 的计量采集,通过 OPC 技术只需将数据转存到本单位能源数据存储服务器上即可。 数据存储流程图如下图 所示。

    配料(原料)车间是将石英砂和其他原料按照配比进行称重混合,然后提供 给生产车间,其配备一套独立的 PLC 控制系统,此系统中包含各原料的重量累计,自控设备的电力消耗统计、水量的累计等 数据。通过 OPC 技术将这些数据转存到本单位能源数据存储服务器上,直接为能源 管理系统提供必要的数据。
    办公行政区域除了对其水、电等信息数据的采集,其还肩负着使用计算机将无法使用设备计量的数 据录入到能 源数据存储服 务器中,起到 了完善整个 能源数据采集的重要作用。

    2. 5.3 通讯网络及 功能

    本系统可采用标准的工业以太网光纤环 网通讯,首先需完善各单位(车间、部门)的网络,利用原有 的控制系统 网络和办公局 域网及新增的 网络设备, 所有各单位局部网络通过光纤环 网链接,构 建专属的能源 管理通讯网, 使之数据能 路路通达,通讯 网 络 不 仅 实 现 能源 数 据 自 动 采集 与 计 量 , 而 且 还具 有 支 持 标 准的 MODBUS、PROFIBUS、DLT-645 等多 种规约,通过 ODBC 、OPC、DDE 等格式与其他系统进行数 据共享。其网络拓扑图如下图所示。

    2. 5.4 能源监管平 台

    (1)实时数据库模式

    能耗数据的自动 采集方式及通 讯功能,可 以完成对各 项能耗参数的实时采集监测,这只是实现精 细化管理的 第一步。对数 据的归类存储 是整个系统 的关键,根据用户需求采用了分 布式实时数 据库管理模式 ,即以部门单 位为基础, 分别建立能源数据存储服务器, 在此服务器 上形成本单位 完整的实时数 据库平台。 实时数据库分别按照各种能源, 如电、水、 煤、汽等建立 数据表,将实 时采集来的 数据以时间为索引进行存储。此 后,各单位 的能源数据存 储服务器再将 数据库中的 数据以复制的方式传递到能源管 理中心的数 据服务器中, 这样提高了系 统数据库的 可靠性,降低了投资成本,一旦有哪个服务器损坏 ,数据库都能得到完整的恢复。

    (2)监管平台功能

    能耗数据的汇总、统计、分析、对比等直观功能是通过对中 心实时数据服务器的数据库加以二次开 发利用得到 展现。而这些 结果是对目标 的管理,辅 助企业领导人制定考核、管理方案及决策。如下图所示。

    本系统在中心控制室设置了一台能 源管理监控操作员站,并配以定制的能源管理软件,实现以下功能:
    1)能源数据的实时计量浏览
    实时数据库提供各类能耗计量点的 实时数据查询(包括计量点的位置、仪表型号、用电类型等)、比较;可打印 72h 内的用能情况报 告,发现用能忙点时产生报警,如下图所示。

    2)能源消耗统计分析
    软件按照能源类型 、部门单位 等类别对能 耗进行分类分 项统计分析 ,包括逐日、逐月、逐年的能耗 数据分析; 计算企业产值 综合能耗,将 各类能耗数 据按照标准折标为等价值。

    3)成本分摊及能耗对标
    实施对标管理,界 定和分析各 车间单位用 能成本,分析 各车间的相 关耗能费用,以量化的方式进行对标。
    4)用能趋势预测与节能效果分析
    主要目的是比较已制定节能目标和 效果分析,可选一定时间段的单能耗趋势统计分析,及引入能源 消耗影响的 因素建立数学 模型,即可给 出预测的并限制不合理消耗,帮助企业实现 持续节能和 改善能源消耗 量;分析计算 企业技术改 造前后的能源消了环境。如下图。

    5)用户权限安全管理
    管理软件系统中的设置功能,可根据系统管理员的指定设定用户类别、操作员的角色及使用权限,保证系统不非法越 权使用。
    6)可通过 WEB 方式,在不同单位部门公示与审计能耗情况,方便各部门浏览查询。

    2. 6 实时 数据库功 能

    2. 6.1 完成的功能

    实时数据库是实现流程企业生 产实时监控分系统的核心。主要功能覆盖流程企业全厂范围过程数据的自动采集 、存储、浏览和分析;是实现 MES 系统、先进过程控制、 流程模拟和生 产调度优化 的基础。它 包栝了实时数据的采集、管理和实时数据画面监视、报表生成 等功能。

    实时数据库在本系统中主要完成如下 功能:

    1) 数据采集

    公司在主要装置上都采用了 DCS 或其他类型 的监控设备。一般 PLC 智能表、开放性比较好,容易与其进行数据通 讯,不需要购置其他软件和硬件。

    2) 实时数据存储

    实时数据库将采集来的数据、计算修正数据、质量检验数据以统一的格式进行缓存。实时数据 库对各种来 源、各种类型 的数据进行合 理组织,以 标准化的数据结构存储于实时数 据库中,既 保证数据的完 整性、一致性 ,又能够方 便数据查询和应用。

    3) 历史数据管理
    实时数据库将重要的生产参数的 瞬时值、统计值长期保存。这些历史数据的保存时间长于 DCS 或其他仪表。 实时数据库软件具有数据压缩能力 ,能够利用有限的计算机存储空间存储更长时间的历史数据,并能保证快速历史存 储与检索。

    4) 流程图显示
    人机界面是实时数据库的重要组成部分。它通过 各种可视化的构件方便的搭建复杂的图形画面,丰富的动画连接帮你形成逼真的动画效果 。所有 DCS 上的监控画面都可以通过人机界面进行组态 ,并能运行显示。同时还可以通过人机界面观察实时趋势、历史趋势、过程报警 、过程数据汇总,历史报表等。

    5) Web 浏览

    通过 Web 发布,可以在 Internet 上授权访问,授权操作。这样你即便是出差在外,也可以通过互联网直接查看生成 数据。

    6) 与关系型数据库集成

    实时数据库可与关系数据库进行通 信,可将上层管理软件中关心的实时数据、统计数据、历史数据等传送到关系数据 库中,为生产工艺 平台使用。

    7) 管理工具

    实时数据库提供了各种实用程序,以便用户对实时数据进行显 示、统计、分析、报告。
    (1) 程趋势 和统计分析工具
    过程趋势图形化的历史数据分析界 面。每个窗口同时可以显示 8 支趋势笔,每支笔的起始时间、时间范围可以随意指定,因此用户可以对同一位号在不同时刻进行比较。在趋势图中,你可以用鼠标选择 任何区域,对其进行放大。过程 趋势同时提供统计分析功能,可以对任何一段趋势曲线的统计值 进行计算,帮助工艺技术员和工程师进行统计分析。窗口中的趋势笔可以随意指 定,并且可以保存到文件中,以便下次调用。

    (2) 查询工 具
    查询工具提供图形化和基于查询语句两种查询方式。在图形化的查询方式中你可以选择查询条件,进行一 些常用的条件查询,查询条件可以是多个条件可以组合。查询语言使用类似 SQL 的语句,可以让您以更灵活的方式对数据库中的点进行查询。您 可以预先定 义查询放到 数据库中, 在查询窗口中直接选择您的查询条件即可。

    (3)EXCE L 插件
    在 MS Excel 软件中插入实时数据库插件,用户通过输入位号和时间即可查看实时数据库中的实时数据或历史数据, 并可以借助于 Excel 的强大功能制作任意形式的报表。也可利用实时数据库提供的 图形工具或 Excel 的图形工具对历史数据进行分析。

    (4)监视台
    监视操作台是一强大的实时数据库 远程维护工具。使用监视操作台用户可以对数据库进行各种操作:远程组态;数据浏览;程序状态、系统状态、磁盘使用情况查看;登录信息、系统负荷监视 ;远程启停程序。也可以对数据进行操作 。 在监视操作台上可以同时监控多台 实时数据库。操作台可以自动搜寻局域网内的实时数据库服务器。

    (5)事故追 忆
    以事故为单位组织数据,帮助查找事故原因。当某一事故发生时,能对事故发生前后一段时间内的 实时数据进 行详实记录, 并能永久保存 。这些数据 可同时显示在同一趋势图上,很方便对事故产生原 因进行分析。

    (6)质量监 视
    将质量点的化验数据 和生产实时数 据进行对比,实 现对质量点和 采样点的有针对性跟踪 ,以利于质量分析,对操作提供指导。

    (7) 虚拟点
    该点能对实时数据库中的其他点的 数值进行各种计算,计算式可以任意指定,计算结果作为该点的输出值。

    (8)自由格 式报表
    紫金桥报表系统,支持丰富的运算、函数 ,还提供了特有的报表函数。报表格式灵活,可以制出各类报表。另外还提 供的 EXCEL 组件,可把紫金桥的各类(包括实时、历史、统计等)数据嵌入到 EXCEL。

    (9)设备运 转状态监视
    对设备的运行情 况进行监视 。可以统计 设备运行次 数、时间,并能对需要检修的设备给出提示。

    2. 7 网络安全措施

    2. 7.1 整体网络结构


    下面是整体网络结构图

    图中各部分介绍如下:

    客户 端 :用于数据的显示、查询。电脑位 于车间领导办 公室或公司领 导办公室,也可能是外地,通过互联网连接。
    数据服务器 :是数据收集、存储、计算分析服务中心。整个公司只有一台服务 器(如果采用双机热备方式则为两台)。 一般放置于公司的信息中心。
    前置数采机 :前置机负责与各控制系统进行数据通 讯,同时将采集到的数据发送给中心服务器。放置于各生产车间, 与控制机相邻。

    2. 7.2 数据恢复功 能

    为了保证历史数据的完整性,可以 采用紫金桥实时数据库的数据恢复功能。 数据库间进行通讯时,如果网络出现故障,或者数据库退出后重新启动,前端数采机服务端能够暂 存断线期间 的历史数据, 并将之自动恢 复到客户端 。数据恢复功能保证了历史数据的完整性。数据恢复是紫金桥 特有的功能 ,该功能不 但支持以太网 通讯方式, 还支持串口、拨号等方式。

    2. 7.3 权限管理

    对访问系统的用户按照部门、角色进行分类,不同类别的用户分配不同的访问权限。

    2. 8 与现 有 E RP 系统和 财务管 理系统等集成

    为更加充分的利用 和共享实时 数据,实现 生产过程信息 和生产管理 信息的集成,需要实现实时数据 库和关系数 据库中的数据 整合。把实时 数据库中经 过运算、汇总数据输出到关系数 据库中,从 而实现与管理 数据库的集成 ,为企业的 上层管理提供可靠的数据基础。除了实时数据,转 储数据还可包括: 组 态内容,实时数据,统计数据,报警,事件,操作等信息。
    数据转储可以通过以下两种方式:

    1、专门的数据转储程序:该程序可以将数据按指定的周期进行转储,转储的点、数据库、表结构可以灵活指定。

    2、通过实时数据库 SQL 脚本来实现。该方法自由、灵活但是需要较多的脚本编成。


    3. 生产管理及能源管理

    3.1 生产工况

    维护和管理标准的实时采集的玻璃 工艺信息,包括标准的建立、修改,实际数据的修改、维护和归档管理等。

    3.2 工艺卡片

    生成、显示和打 印各种工艺卡,包括脱硫工艺记录 、熔化检测记录、冷端 生产记录、工艺记录卡、工艺质量数据记录 等。

    3.3 调度信息

    动态、实时显示各 工序/环节 当前生产状态 和调度信息 ,主要包括一线、二线各个工段的生产状态。

    3.4 查询与分析

    在 WEB环境下查询当前和历史生产与工艺信息,进行生产与工艺的统计和分析,包括生产情况、生产改判情况、生产异常情况和材料消耗情况的日报 、旬报、月报、季报、年报等。

    3.5 能源管理与成本核算

    基于采集的物料消 耗与水电气 等能源消耗 数据,生成能 源消耗数统 计分析报表,并可实现柱状图和 饼图对比, 供生产管理人 员实时进行能 源调度决策;并将统计的成本相关数据转储到财务管理系统和 ERP 系统中,供 做成本核算。

    4. 建立能源管理信息系统的意义

    在自动化技术和信息技术基础上建 立的能源管理系统,以客观数据为依据,是冶金、化工、热力、 电厂等能源 消耗企业,实 施节能降耗最 根本的办法 。推广先进的能源管理系统应用理念。改变传统的能源无科学依据的生产管理方式,是现代化大、中、小型企业先进的行 之有效的重大管理措施,正成为各大公司各级管理者的共识。建立能源管理中心系统的基本目的就 是要在提高能源系统的运行、管理效率的同时,为企业提供一个成 熟的、有效 的、使用方便 的能源系统整 体管控解决 方案;一套先进的、可靠的、安 全的能源系 统运行、操作 和管理平台。 并实现安全 稳定、经济平衡、优质环保的基本目标。
    一.通过建设能 源管理系统,我们将达到的目的
    1、完善能源信息的采 集、存储 、管理和利用完善的能源信息采集系统,便于 获得第一手资料,实时掌 握系统运行 情况、及时采 取调度措施, 使系统尽可 能运行在最佳状态,并将事故的 影响降到最 低。在企业能 源管理部门的 指导下,对 能源系统采用分散控制和集中管理。针对能源工艺系统的分散和能源管理要求集中的特点,建立能源管理 系统可 以满 足能源工艺 系统 特点的 分散控制 和集中 管理, 使企 业的能源管理水平适应企业的战略发展需要。
    2、减少能源管理环节 ,优化能源管理流程,建立客观能源消耗评价体系能源管理系统的建设,可实现 在信息分析 基础上的能源 监控和能源管 理的流程优 化再造,实现能源设备管理、运 行管理、停 复役管理等自 动化和无纸化 ,有效实施 客观的以数据为依据的能源消耗 评价体系, 减少能源管理 的成本,提高 能源管理的 效率,及时了解真实的能耗情况和提出节能降耗的 技术和管理措施,向能源管理要效益。
    3、减少能源系统运行 管理成本,提高劳动生产率。作为国有大型企业的能源系 统规模较大,结构复杂 。传统的现 场管理、运行 值班和检修及 其管理的工 作量大,成本高,将构成武钢能 源系统成本 的重要组成部 分。能源中心 的建设,将为企业的管理体制改革中发挥重 要示范作用 。系统的最终 目标可以实现 简化能源运 行管理,减少日常管理的人力投入,节约人力资源 成本,提高劳动生产率。
    4、加快能源系统的故 障和异常处理,提高对全厂性能源事故的反应能力。能源 调度可以通过系统迅速 从全局的角 度了解系统的 运行状况,故 障的影响程 度等,及时采取系统的措施,限 制故障范围 的进一步扩大 ,并有效恢复 系统的正常 运行。这在能源系统非常情况下 特别有效。 通过优化能源 调度和平衡指 挥系统,节 约能源和改善环境。能源管理系 统的建成, 将通过优化能 源管理的方式 和方法,改 进能源平衡的技术手段,实时了 解企业的能 源需求和消耗 的状况,采用 综合平衡和燃料转换使用的系统方法,使能源的 合理利用达到一个新的水平。为进一步对能源数据进行挖掘、分析、加工和处理 提供条件数 据是财富,数 据可以成为信 息,它将为 企业的高端能源管理提供现实的 可能性。从 上面可以看到 ,建设能源中 心系统对提 高能源系统运行和管理的水平,减少能源消耗,提高供能质量,强化和完善能源考核和评价体系,提高劳动生产率, 改善环境质 量,从而提高 企业产品的市 场竞争力, 都具有良好的作用和效果。
    二.能源管理系 统功能概述
    能源中心根据生产 工艺要求, 一般设置流量 (气体、蒸汽、液 体流量计)、压力、温度、电力、动力 等专业调度 台,完成主要 数据监视、技 术分析、日 报、月报、年报统计报表输出等功能以实现为完成 生产指导制定运行方案等功能。
    三.能源管理系 统实现的功能
    1、数据采集系 统功能
    将全厂的能源数据 通过有线或 无线方式采集 进入中心系统 ,供数据监 视、报警、数据分析、数据计算、数据统计等用。
    2、监控系统功 能
    通过能源管理中心 显示界面, 监控流量、压 力、温度、电 能等数据。 实现能源生产潮流监视、系统故 障报警和分 析。作为能源 的生产指挥控 制中心,将 负责日常的能源生产调度,保证 主作业线正 常有序的生产 ,并在突发事 件期间实施能源应急调度策略,确保能源供应的安全稳定,达 到节能增效。
    3、能源管理功 能
    将采集的数据进行 归纳、分析 和整理,结合 生产计划的数 据,进行能 源管理工作,包括能源实绩分析 管理、能源 质量管理、能 源成本费用管 理、能源平 衡管理、能源预测分析等。形成能源管理报表。