炼化装置平稳率统计分析系统设计与实现
时间：2021-04-09 07:59:00 来源：达达文档网 本文已影响 人 
摘要：研究了基于生产执行系统（MES）系统的石油化工装置平稳率考核算法。结合MES系统实时数据库技术，实现了一套基于ASP. NET开发环境的石油化工装置平稳率统计分析系统。应用效果表明，该系统有效提升了企业对装置操作运行的考核评估水平。
关键词：装置平稳率；MES；实时数据库
中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)09-1976-03
Study and Implementation of Unit Stable Rate in Petrochemical Industry
CHEN Xiao-hui,YANG Kun
(Automation Institute of Lanzhou PetroChemical Company of PetroChina, Lanzhou 730050, China)
Abstract: Based on MES, improved formula of unit stable rate. Using real-time database technology of Honeywell, design a technological system adopted the developing environment of .Net. Up to now, the system has successfully implemented to 26 company of Petrochina, increase the evaluation level of unit stable rate operation.
Key words: honeywell; PHD; real-time database; MES
装置平稳率考核是石油化工企业促进装置平稳运行，降低生产能耗，提高生产效益的主要手段之一。传统的装置平稳率考核办法主要是依据工艺技术人员定时检查工艺指标的执行情况来完成，即人为地查看当班班组工艺指标的历史趋势是否超出指标的约束范围，统计一段时间段内装置运行超出工艺约束条件的指标数量，并据此进行装置平稳率考核。该方法在实际应用中存在的主要问题有：1)记录数据量大、不连续，技术人员无法逐一核对工艺指标数据，导致考评结果不公正；2)技术人员工作量大；3)数据无法长期保存，难以满足企业业务应用需求。
随着信息技术的发展，MES系统在石油化工企业被广泛应用。MES系统的应用提高了企业信息资产使用价值，促进了信息技术与生产实际的有效结合，是企业信息技术高端应用的一次成功实践。该系统从企业生产过程实时监控和管理角度提出实时数据库及应用解决方案，集成了大量过程控制层（DCS、PLC）的实时数据。
基于MES系统在石油化工企业的应用现状，提出一种基于MES系统实时数据库技术的装置平稳率考核算法，并利用ASP. NET技术实现了石油化工装置平稳率统计分析系统，使企业装置工艺管理水平得到进一步提升。
1基于MES实时数据库的装置平稳率算法
1.1 MES系统实时数据库技术
MES系统与ERP业务系统、DCS生产设备控制系统一起构成了石油化工企业的神经系统。中国石油MES系统利用Honeywell(霍尼韦尔)公司PHD(Process History Database)实时数据库技术，采集、整合了大量的生产过程和业务数据。
PHD实时数据库是MES系统的数据中枢，实时处理、分析现场采集数据，提供流程图、异常告警、报表分析等多种功能应用。同时，为满足第三方软件对实时数据的应用，PHD实时数据库提供了丰富的应用程序开发接口。PHD常用应用程序接口介绍如下：
1)PHDAPINET
PHDAPINET是Honeywell PHD210以上版本为.NET程序员提供的以程序集方式访问PHD的接口。应用程序开发需要引用NETAPISHR.DLL、PHDAPI.DLL、PHDRAPI.DLL三个动态链接库。动态链接库提供基类Uniformance.PHD，利用该基类可以查询与PHD Server、PHD RDI接口、实时位号相关的静态和动态信息。
2)PHDSQL
PHDSQL是Honeywell在Oracle环境下提供的PHD访问接口。PHDSQL提供了PHD数据查询，以及丰富的统计分析函数，简化了应用程序开发。但不能进行修改或删除操作，同时查询数据量较大时，速度相对较慢。
3)OLE DB Provider
从Honeywell PHD 202版本开始提供了一个类似于访问关系数据库的方式来访问PHD，也就是通过OLEDB方式访问PHD。该方法主要用于实时数据的查询与修改，不支持PHD静态信息的查询，并且该方法受到很多的限制[]。
1.2装置平稳率算法
MES系统运行管理模块实时监视装置工艺指标，通过与工艺指标范围的对照，实现工艺指标偏差时间的自动计算，并将偏差记录在数据库中。
利用公式（1），通过统计分析工艺指标偏差持续时间，可以实现任意时间段内装置平稳率考核。
其中α表示公司、车间、装置所包含的工艺指标数量；β表示班组在考核时间内的值班时间系数；γ表示工艺指标的计算权重。
Honeywell(霍尼韦尔)PHD实时数据库为应用程序开发提供了丰富的接口。利用PHD接口，通过查询工艺指标的实时数据和历史数据，可以实现传统的基于工艺指标超标次数统计装置平稳率的算法，计算方法如公式（2）。
其中α表示公司、车间、装置所包含的工艺指标数量；β表示班组在考核时间内的值班时间系数；γ表示工艺指标的计算权重。
2系统实现
2.1技术架构设计
系统采用B/S架构，允许用户以WEB方式访问。体系架构方面包含了数据采集层、数据处理层和数据展现层。
1)数据采集层
数据采集层实现与MES系统关系数据库、实时数据库的数据通信，获取装置平稳率相关的静态和动态数据。数据采集方法采用Honeywell PHD实时数据提供的PHDAPINET、PHDSQL技术，或者SQL数据库查询语言。
图2 PHD数据架构
2)数据处理层
数据处理层主要包含了静态数据管理、实时数据获取、数据统计分析三个模块。静态数据管理同步MES系统位号相关信息，如位号名称、描述、指标范围等信息；实时数据获取提供趋势图展示和平稳率统计所需的实时数据；数据统计分析是系统核心模块，实现了系统基于工艺参数超标时间平稳率统计计算和基于工艺参数超标次数平稳率统计计算。
3)数据展现层
数据展现层以表格、仪表盘、柱状图等方式，展示位号和装置平稳率统计分析结果，实现用户查询任意时间段内的装置平稳率。同时从企业、分厂、车间等综合角度分析装置平稳率，辅助企业管理层决策与考核。
2.2功能模块设
1)数据采集
完成与MES系统关系数据库与PHD实时数据库间的数据通信；根据工艺指标上下限信息，实时监控工艺指标状态，并纪录工艺指标超标状况。
2)数据处理
每日自动计算工艺参数、装置、班组平稳率，形成上层统计分析基础数据；同步与工艺指标、装置相关的静态数据，如工艺指标上下限、工艺指标名称等；过滤由网络不稳定原因造成的工艺指标状态监控误差，保障平稳率计算的准确性。根据工艺指标监控信息实时告警，对告警信息进行关联性分析及告警压缩。
3)基础信息配置
管理工艺指标，包括选择参与平稳率计算的工艺指标，配置计算权重，指定工艺指标级别等。
管理用户信息，为满足配置或查询的不同需求，对用户进行分级管理。
4)统计分析
根据工艺指标监控记录，实现从公司、分厂、车间、装置等多角度平稳率统计分析；允许查询任意时间段内的平稳率；支持数据钻取查询，查看工艺指标监控详细信息，包括超标时间、超标极值、超标平均值等；支持排除由于特殊原因造成超标记录，如装置开停工造成的超标记录；支持工艺指标历史趋势查看。
5)图形分析
以柱状图、趋势图等多种图形展示方式显示平稳率趋势和各工艺指标点的实时状态曲线。
6)统计报表
根据用户需求自动生成各类平稳率考核报表，以及工艺指标的详细信息报表，供工艺人员进行工艺分析。
3应用效果
目前，系统在中国石油炼化企业内得到广泛应用，成为企业炼化装置平稳运行考核的重要应用系统。系统设计符合炼化企业装置平稳率考核业务，结合了工艺指标技术和信息技术，为稳定装置运行，考核员工绩效提供了可靠工具。实践证明，系统具有广泛的工业应用前景。
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