概述

宝钢是国内十大钢铁企业之一，随着 企业不断发展壮大，在生产过程产生的生活污水也不断加大。如何处理这些生活污水，将直接影响企业周边的生态环境及人们的生活质量。为此宝钢先后投入大量资 金进行污水处理和再利用，先后建立将近300个污水处理和监测站。这些污水处理和监测站的建立提高水资源的再利用率，为企业可持续发展创造良好的外部环 境，宝钢也因此被国家环保总局评为“环境友好企业”称号。

原来管理方式及问题

随 着污水处理和监测站建立增多，对这些站点的监管理变的越来越重要。最初采用的管理方式是在重要站点设立专有岗位，由专人对站点的运行状态进行监示和汇报； 非重要站点由相关人员定期周期性巡检。这种管理方式随着站点的增多，显露出来问题也越来越多。首先是管理成本的增加，重要站点增多后，现场设备监视人员也 随之增加，增加了人工成本；其次站点问题发现不及时，由于非重要点采用人工巡检，巡检周期较长不能及时发现问题；再有就是人为因素的存在，由于相关人员责 任心不强，脱岗、漏检等问题时有发生。

解决方案

解 决以上问题最好方法就是建立一个计算机自动监管的网络系统，通过计算机可以对远程污水处理站或监测站上的数据进行监视和记录。由于站点多、分布范围广、有 些站点分布比较偏僻，采用有线方式实现，硬件实现成本比高且工程量较大；采用GRPS/CDMA微波通讯方式，运行期间还要不断有通讯费用投入。在综合考 虑多因素情况下，选择了通过无线电台组网，通过紫金桥实时数据库实现数据采集、应用管理开发。

实现功能

紫金桥实时数据库是一套通用数据采集、存储、数据发布应用开发平台。通过紫金桥实时数据库在《宝钢污水网络巡检系统》中实现了以下功能：

• 监控站点自动巡检及显示

系统实现了对各站点数据巡回式采集，采集到相关数据时，就会自动显示该站点的交互界面。

 

• 定站显示

当巡检系统处于自动巡检状态时，可以通过定站命令使用系统只对一个站数据进行快速采集，从可以更加准确了解这个站的当前运行状态。

站点状态监视画面

• 趋势分析

通过紫金桥的趋势分析组件，可以显示指定站的历史，并且获得指时间范围内最大值、最小值、平均值等统计分析数据。

• 流量统计

对指定时间范围内各站点的流量进行统计，计算总流量。

• 报警事件处理

在巡检过程对报警条件进行检测，记录报警事件，并且将与之相关的数据量同时记录。可以对报警进行分区查询、打印。

技术难点

对 一些常用时实数据库系统实现数据周期性巡检采集并不是问题，但是要求既能周期性对所有设备采集又能在定站状态下只对一个设备进行采集，这就需要提供一种机 制，可以对每个设备的通讯状态进行控制，使只有补巡检到的设备或定站的设备对才执行数据采集。紫金桥实时数据库恰好可以提供这样机制，通过它的脚本函数 DeviceOpenOnly(DeviceName, DataSource)，则可以控制只有一个设备处于通讯状态。

系统运行效果

宝 钢污水网络巡检系统投入运行后达到预期的效果，减少了人员的使用量，从而降低了人员使用成本；缩短了故障发现周期（原来人工巡检部分站点一次需要数小时， 现在只需10分钟左右就可以完成所有站点的状态检测），从而可以使污水处理系统得到及时维护，提供污水处理系统的利用率。为宝钢提高环境保护，降低环境成 本起到应有的作用。

概述：

LNG （Liquefied Natural Gas）是一种清洁、高效的能源。在能源紧俏的今天，随着国际石油价格节节升高的情势之下，我国的能源危机越发显得严重。中国的能源结构以煤炭为主，石油、天然气占到很小的比例，远低于世界平均水平。随着国家对能源需求的不断增长，优化LNG产业链将对改善中国的能源结构，有效解决能源供应安全、生态环境保护的双重问题，实现经济和社会的可持续发展发挥重要作用。

截至2007年末，在内陆，中国现已建成的LNG卫星站已超过40个、调峰站1座、LNG工厂2座，正在建设中的LNG工厂有4座，规划中的LNG接收站全部建成后总储存中转能力可达1800万吨／年。中国的LNG产业正处在蓬勃发展的阶段。按照中国的LNG使用计划，2010年国内生产能力将达到900亿立方米，而2020年为2400亿立方米。

然而，在LNG产业蓬勃发展的背后，已建和在建的LNG生产厂都存在信息化水平不高的现状，生产层与管理层存在着严重的脱节，紫金桥公司针对目前现状与某 LNG生产厂联合提出以实时数据库RealDB为数据平台的LNG厂的PIMS(Production Information Management System)，并实现了LNG厂信息化综合管理的目的。

紫金桥实时数据库RealDB结构图

现状：

该LNG生产厂原有DCS两套，分布在不同的厂区内，除DCS外，底层还有其他数据采集模块，根据该公司的信息化改造需要，将对现有的系统进行升级改造，通过紫金桥软件将所有现场数据集成起来，并为企业ERP系统提供数据基础。

该LNG厂的PIMS底层数据采用OPC 接口平台实现数据通信，上层数据通过紫金桥Real-SCon实现数据的无缝集成，整个系统以RealDB为数据中枢，通过二次开发完成预期的PIMS的作用。

1. 底层数据传输

数据采集与传输是紫金桥软件的基本功能，紫金桥软件提供丰富的数采接口，本系统主要利用OPC接口通信。

OPC 接口是目前开放，技术先进的工业技术标准通讯接口，它是各类供应商提供的产品与微软应用软件之间数据交换的标准接口，是所有用户考虑上位应用首选的标准接口。DCS 或其它控制系统通过标准OPC 接口连接,可将生产装置控制系统信息数据上传到上位OPC 用户. OPC 接口可以采集生产过程实时生产数据，报警与事件数据，可产生事故追忆数据，为先进控制、生产管理、设备管理等应用提供分析数据源。

2. 紫金桥服务器实现功能

底层数据通过Real-I/O传输到紫金桥服务器中，实现模拟量、数字量参数监控，设备运行状态监控，HMI界面，趋势分析，质量统计分析，日表、月报表，数据备份，产能分析（合格品/不合格品），批次分析，事故追忆，产品跟踪，生产设备的分配，维护管理，性能分析，操作调度等功能。

 

3. 上层数据通信

基于紫金桥实时数据库（RealDB）的PIMS，可以为企业ERP提供数据支持，我们通过紫金桥Real-SCon与该LNG厂企业ERP通信，将整合后的数据传到ERP层，为企业管理层提供可供分析的数据，使上层可以对生产层进行可控性的监视，了解产能、生产效率等。

   近年来，“强强联合，合并重组”成为我国烟草企业的主题，在未来几年内，卷烟工业企业战略性调整是否取得实质性进展，真正形成一批核心竞争力强的大企业，大集团，决定着中国烟草工业的成败。与之相应的就是各大烟草企业信息化建设程度的不断提高，“以信息化促进现代化”逐渐成为烟草企业提高生产经营、管理水平的必然选择。在上层管理信息化建设方面，ERP等信息化管理系统广泛应用于企业管理中，企业也在一定程度上取得了不错的管理效益。此外，国内大多数烟草企业生产过程自动化程度很高，或者正在进行生产自动化系统的升级改造，在长期的信息化应用过程中，自动化技术应用十分广泛，初步实现了基础自动化和过程自动化。

　　同时我们也应当看到，虽然烟草企业底层生产控制系统已基本实现了基础自动化和过程自动化，并且在此基础上形成了相对独立的控制系统，但是每个系统都有各自的处理逻辑，数据库，数据模型和通信机制，进而形成一个个信息孤岛，缺乏必要的整合，缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理。更重要的是，以过程控制为核心、侧重工艺参数优化的生产制造过程信息，远没有与以流程管理为核心、侧重资源配置优化的ERP整合起来。在ERP所关注的各项资源中，生产过程信息在企业的管理系统中它始终是"离线"的，生产过程信息始终不能连续、自动、完整的反映在企业管理系统中。这样在管理信息系统和生产控制系统之间，存在一个信息流通上的断层。在卷烟制造企业中，这是制约企业信息化整体水平提高的一大“瓶颈”。

    从上世纪八、九十年代起，生产制造执行系统（Manufacturing Exe－cution System即MES）应运而生，通过消除管理信息系统和生产控制系统之间的断层，加强成本管理和综合调度、提高经营管理的决策效率,进而实现企业生产活动与经营活动的有效集成，成为优化运行、优化控制与优化管理的桥梁和纽带，是烟草企业时下关注的热点技术之一。MES系统在烟草行业应用的优化目标是整个生产过程，它需要收集生产过程中海量的实时数据，并且对实时事件能及时进行处理；需要同时与计划层和控制层保持双向通信能力，从上、下两层接收相应的大规模数据并在最短的时间内反馈处理结果和生产指令。这样它就对承担系统数据平台任务的数据库提出了不同于常用关系型数据库的技术指标要求。

    在这样一个背景和要求下，紫金桥实时数据库在烟草行业的信息化建设中就有了很大的应用空间。既能在企业的各生产部门应用，承担现场生产控制系统的数据采集和监控的任务；同时也能扮演整个MES系统实时数据平台的角色。既要负责收集生产过程的实时数据，对实时数据进行存储、分析、显示、处理，同时又要承担跟计划层和控制层进行双向通信的任务。也就是说，它向下要从组态软件或现场设备采集实时生产数据，向上要跟MES系统其它关系型数据库（SQL Server\ORICAL等）进行数据交换。这就对实时数据库的技术性能提出了很高的要求，既要具有高速、大容量实时数据的采集功能，又能对数据迅速进行处理，同时提供丰富的数据库接口，开放性要很高。而在我国南方某卷烟厂的应用就在最苛刻的情况下检验了这几点。烟草行业的应用规模比较大，一期数据库在数万点以上，流程图和报表、趋势数以百计，同时还要跟其它系统和数据库进行大量的数据交换，紫金桥实时数据库经受住了这个考验。

系统总貌如下：

    此系统是通过紫金桥实时数据库将生产现场各种实时数据（生产类、设备类、质量类等）集中起来，提供一个完整的实用的数据查询、分析功能，为生产的组织和决策提供全面、准确、及时的数据。同时当生产过程出现异常情况，系统能及时报警，以便及时采取措施进行处理。

    1．制丝过程监控总界面图

    总界面显示联合工房生产线详细全貌图；

    具体工艺流程图：

    2．卷包车间总貌示意图：

    卷包车间产量分析图：

    3．趋势总图及功能概述

    烟草行业生产的特殊性决定了趋势分析组件的功能必须满足近乎苛刻的要求，紫金桥实时数据库最新的趋势分析功能得到了淋漓尽致的体现，并且与其它管理信息系统很好地实现了数据的交互。

    该页面包含以下功能：

    用户选择查看系统中一些常用PID值的趋势图。

    打印当前正在查看的趋势图。

    将当前正在查看的趋势图以图片的形式保存到本地硬盘中。

    设置趋势图的外观，如底色、趋势轴、显示格式等。

    用户输入批次查询该批次的开始和结束时间来观看历史数据的趋势走势。

    趋势总图的概貌如下图：

趋势总图概貌

    项目总结：

    此项目由于点数规模巨大（超过四万点），对数据采集、存储、转储等提出了较高的要求，同时要求定制大量的趋势图和报表组件。紫金桥实时数据库凭借良好的性能和丰富的数据接口及灵活的拓展性，很好地满足了项目需求，为企业的信息化建设做出了突出贡献，得到了业主和集成商的高度评价。随着紫金桥实时数据库产品的技术不断升级，烟草行业信息化建设领域一定会出现更多紫金桥软件的身影。

近年来，钢铁行业作为国家支柱型产业，其信息化水平发展迅猛，传统的厂级自动化得到了极大的提升，小型监控软件平台、大型控制系统已经屡见不鲜，在整体系统化或统一信息平台建设上，国内的钢铁企业也已经加以重视，随着国家十一五规划的顺利实施，必然会促进钢铁领域统一信息平台的建设。

在实现统一信息平台的建设过程中，如何实现众多现场数据准确及时的整合，大量信息进行有效统计、分析、存储以及实现数据与管理系统的无缝集成，是实现钢铁企业平台整合的关键，也是为上层企业ERP系统数据流更加有效的重要保障。紫金桥实时数据库系统针对钢铁企业的特点，生产现场的状况，提出基于紫金桥实时数据库的统一信息平台（Real-UIP--Real Unify Information Plant），通过建立一套以生产系统为中心的实时数据库平台系统，把各分厂分散的自成体系的监控系统以分层、分级的方式进行集中管理和监控，实现管理层与控制层的集成，为上层应用提供统一的数据平台，同时填补从管理层到基础自动化层的“鸿沟”。采用紫金桥实时数据库系统来建立全公司统一的生产信息集成平台是钢铁企业统一信息化平台重要支撑软件。

    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。

紫金桥实时数据库的统一信息平台（Real-UIP）结构图

RealDB数据采集分析功能截图

紫金桥实时数据库系统（RealDB）在Real-UIP中功能概述

1、    数据整合：能够从全厂生产过程中的各个方面收集生产信息，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、其他厂商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、，还提供同时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。

结论:

紫金桥实时数据库系统（RealDB）是钢铁行业统一信息平台（Real-UIP）的有力助手，通过本系统平台的搭建，有效的整合了生产过程数据，并为管理软件提供数据基础，从而把生产经营管理和实时过程控制