RTPMS实时生产管理系统在氯碱经营中的应用
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江苏金桥盐化集团有限责任公司
【摘要】在氯碱生产中，过程信息管理系统的核心是实时数据库，它是连接生产装置控制层（PCS）和企业经营管理层（ERP）管理信息的桥梁和纽带。实时系统的采用可以为最终用户提供快捷、准确的工厂信息、实时的生产成本，增进产品的质量、减少设备瓶颈、提高产量、降低生产成本、提高经营效益。
PI（Plant Information System）实时数据库是由美国OSI Software公司开发的一套基于C/S的商品化软件应用平台，是以实时数据库PI为核心的面向生产实时监控、关键参数监控的综合生产调度管理系统，利用实时数据库和开发相关应用系统，指挥生产、监控生产过程，利用历史数据分析故障原因，PI在企业生产实践中发挥越来越重要的作用。
PI实时数据库系统(Plant Informat-ion System)是由美国OSI Software公司开发的基于C/S、B/S结构的商品化软件应用平台，是工厂底层控制网络与上层管理信息系统连接的桥梁，PI在工厂信息集成中扮演着特殊和重要的角色。RTPMS是以实时数据库PI为核心的面向生产实时监控、关键参数监控的综合生产调度管理系统，利用实时数据库和开发相关应用系统，指挥生产、监控生产过程，利用历史数据分析故障原因，RTPMS在企业生产实践中发挥越来越重要的作用。
1.RTPMS在氯碱中的应用
氯碱行业现在基本都已经实现较高的工业自动化，都是由DCS或PLC进行操作控制生产。然而，由于管理和生产自动控制的不能自动或有机的加接，使公司管理者和高层无法实时、准确掌握生产数据，给生产管理带来阻碍；不能实时了解产品单耗、总耗用、实时生产成本和实时经营效益。基于以上因素，我司从台塑集团引进了E化管理系统，本文主要介绍E化管理系统的一个方面——RTPMS实时生产管理系统。RTPMS主要内容：1、绘制个性化的生产装置工艺流程图的或画图，满足各级管理者的需要。2、分析单台设备运行状况和每个单元生产装置的异常情况，判断各工序是否能长期平稳运行。3、自动对各个制程、班组、部门的生产成本进行考核。4、对工艺技术指标进行分析，持续改善，提高设备的工艺运行水平。5、与ERP系统组合，对主要工艺设备、电气设备和关键仪表进行重点监控、分析，自动提醒维护人员进行设备预知保养和定期检测。6、定期对历史数据、曲线进行分析，着力优化工艺运行参数，找出最佳运行模式；7、实现氯碱生产装置的主要物料平衡。实时数据库是为RTPMS和ERP系统的桥梁，实时数据库系统的投用，对氯碱公司的控制信息系统和企业资源管理更加完善，可实现管控一体化和远程管控一体化，为提高企业两化融合水平奠定良好的基础。同时，RTPMS的投入使用，为企业高层领导和中层管理人员提供实时生产信息，为其指挥决策提供了先进的手段，为公司其它E化系统应用提供数据服务，实现了数据共享。
2.数据支撑
实时数据库系统通过将各种过程数据的整合，为生产过程监控、先进控制、在线优化等提供平台，也为MES提供基础数据。实时数据库的信息主要来自DCS、PLC、以及其它自动计量仪表，也可以集成LIMS数据，或通过手工录入、掌上设备等输入离线关键数据。实时数据库提供了方便查询工厂数据和先进控制数据的平台，企业计划人员、运行管理人员、生产执行人员可以通过图形化界面对实时数据库访问，及时掌握生产装置动态。
3.关键技术
3.1 信息集成是指ERP/MES/PCS这些分布在企业网络环境中的不同层次的应用系统可以共享数据，各个系统管理和操作的数据格式以及存储方式不同，通过增加一些硬件或软件实现不同数据格式和存储方式之间的转换，但数据的录入口是统一的，这些数据在异构计算机之间随意输送，并统一维护，做到一次输入多次使用。在RTPMS中，PI使实时数据库系统成为生产信息管理与决策支持系统的基础。PI存储、管理生产实时数据，为RTPMS提供生产过程的实时监控的基础，是进行数据分析与优化控制的前提。将企业的关系数据库与实时数据库有机集成在一起，建立统一的企业数据平台。实现信息集成就是。
3.2 PI系统的关键是建立一个稳定的、高效的数据采集系统，通常情况下数据接口是PI系统中数据采集项难度最大的地方，为了解决这一难题，我们为PI构造了数据采集系统和多个数据采集节点，成功便捷地把全厂所有可远传的参数、PLC数据以及厂外区的数据成功采集到PI数据库，并与公司其它系统共享数据，使全公司的数据集中构成公司的实时数据中心。各个生产场所，各套生产装置、各储罐、各设备实时和历史数据一目了然。集中式的数据采集的集中管理和数据的分布采集结构有效保证了PI系统的各个控制台顺利地控制各个采集节点的数据采集。就结构而言，该套数据采集系统在空间上是分布的，但在控制上又是集中的。
3.3 一般企业难以同时将关系数据库和实时数据库集成与融合在一起，因为两个数据库在IO存储机制和系统结构之间存有较大的区别，因此关键是要解决IO存储机制和系统结构之间的数据交换接口技术。利用PI和ORACLE、SQL Server都支持开放数据库互连(ODBC)标准、标准的应用程序接口（API）、结构化查询语言(SQL)等技术实现异种（异构）数据库互连技术特色。
4.RTPMS的应用效果
4.1 可以根据趋势图判断生产各参数是否在正常运行范围之内，可以根据走势提前判断是否会发生生产异常，可以提前报警，自动语音报警，并记录，并根据报警等级自动发短信或邮件给不同等级的生产管理者，最高直接发给总经理。这个功能尤其在危化企业和联锁性强的企业非常实用，可以提前调整生产参数，把事故隐患消灭在萌芽状态，减少事故的发生。
4.2 不同岗位不同职级的人员对生产过程和重要设备关键参数的监控是不同的，各自监控各自的参数，如要想了解别人的监控数据一般只能通过报表或操作记录了解，如果管理人员要想了解数据则只能到DCS操作室查看数据或到档案室查看，这样会对现场操作人员的操作形成干扰，且工作效率不高也查看全面。现在有了RTPMS后可以很快的掌握比DCS记录还要完整的原始数据，为各级生产人员了解生产状况，提供了非常有效的手段。
4.3 节能减排是企业永衡的主题，也是生产管理人员主要的工作内容之一，以前生产管理人员每天要到生产装置的各个现场抄记大量数据，然后再汇总、分类、加工，现在可以利用PI系统来监控公用工程中的水、电、汽等变化，利用DATA LINK自动生成表格，自动分析，自动汇制图表，帮助管理人员分析物料、能量平衡，从而达到减少能耗和物耗的目的，提供高经济效益。
4.4 生产部利用PI系统对影响产品产量、质量和设备稳定的参数进行监控；达到提高质量和生产力的目的。也通过PI系统对生产过程进行分析，发现装置的运行规律，并及时优化参数。
4.5 当发生事故时，工程师和安环部门利用PI数据库中的数据，对事故进行分析和回放；快速查明事故发生的原因，以避免事故的再次发生。
4.6 基于工厂网络和数据库平台进行信息集成。利用PI-ProcessBook客户端图形操作软件，设计和绘制用户界面，利用PI-Datalink软件与电子表软件EXCEL的链接，实现实时查询、生产报告和分析报告。
4.7 运维系统种类很多，而且分布很散，为了有效地管理DCS控制室、重要服务器和网络机房，我们开发了机房温湿度监控系统，采用温湿度探头传感器采集温湿度数据，通过接口机送入到PI实时数据库中，通过实时监控画面由DCS维护班组和单位调度值班人员实时监控。
4.8 维保中心的保养员可以利用历史数据对设备的运行情况进行分析和统计，对设备实行预知保养和定期维护。并与ERP系统结合建立TPM系统，目标全厂设备事故为“0”。
4.9 RTPMS生管系统可以实现远程查看，不需要在厂区里，在出差的途中或全球任何有网络的地方均可以查看，生产的实时情况，快速了解全厂的或全集团的生产情况、成本情况和经营情况。
4.10 掌握实时库存情况、预计涨库时长、当日已销售量、预计当日产量，并能根据剩余销售量和现有的生产速率判断多长时间内会涨库，以便于生产管理者即时进行生产调度安排。
4.11 可以快速的安排生产负荷，并能分析如何安排生产可以实现更低的生产成本，同时可以分析生产成本和销售量的关联度，以帮助销售调整经营策略。
4.12 可以快速的计算生产成本，并分析过去哪一时段的生产成本较低，以指导以生产安排。并与ERP系统结合自动计算当月的实时经营状况。公司各级领导和生管人员利用RTPMS系统对生产过程实时监控并及时做好各项物料平衡和工艺优化工作，各装置间的生产信息的传递也更加及时，为提高企业的两化融合水平奠定了基础。
参考文献
[1]PIsystem PI PROCESSBOOK:PROGRAMMER GUIGE OSISOFT出版.
[2]PI-DateLink OSISOFT出版.
作者简介：张健（1976－），男，江苏射阳人，大学本科，注册安全工程师，研究方向：化工工艺、生产管理、企业管理、经济管理。