PIMS系統(tǒng)在中天化工項目中的應(yīng)用

王 昱

（中天合創(chuàng)能源有限責(zé)任公司化工分公司， 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017399）

引言

生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)（Production Information Management System，以下簡稱PIMS）是一款工廠信息化軟件。它具有生產(chǎn)信息監(jiān)視及分析等功能，主要用于滿足工業(yè)生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)視、生產(chǎn)信息調(diào)度、生產(chǎn)報表統(tǒng)計及分析、能耗及自控率統(tǒng)計等方面的需要。隨著工廠自動化程度的提高，管控一體化建設(shè)將越來越普遍，利用于管理的PIMS系統(tǒng)將會得到更多的應(yīng)用，PIMS測點數(shù)量會越來越龐大，大型數(shù)據(jù)庫也將得到更多應(yīng)用。

PIMS系統(tǒng)軟件通過數(shù)據(jù)庫的配置，可方便靈活地完成生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計、查找、管理、事故追憶、趨勢分析等功能，可滿足中天項目工業(yè)現(xiàn)場信息化的需求。PIMS軟件的用戶安全管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)分布式管理，構(gòu)建復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫平臺。同時通過Web發(fā)布功能，工廠用戶可以直接訪問站點，獲取最新的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

本文將根據(jù)PIMS系統(tǒng)在中天合創(chuàng)化工項目中的應(yīng)用情況，對PIMS系統(tǒng)的工廠應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、軟硬件配置等方面進(jìn)行簡要介紹。

1 功能介紹

中天合創(chuàng)項目中，采用浙江中控軟、硬件實現(xiàn)PIMS的功能。浙江中控PIMS系統(tǒng)支持Web監(jiān)控和本地監(jiān)控兩種查看方式，工廠調(diào)度及技術(shù)人員在IE瀏覽器及本地監(jiān)控軟件中均可瀏覽實時及歷史數(shù)據(jù)；系統(tǒng)維護(hù)管理人員可通過管理員權(quán)限，對數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。

PIMS系統(tǒng)中，支持實時監(jiān)控的功能，包括整個系統(tǒng)的總貌、各部分系統(tǒng)的模擬圖、現(xiàn)場設(shè)備位號的運行趨勢、報警等圖形監(jiān)控界面動態(tài)刷新，與工廠實際DCS操作畫面一致，便于管理者對現(xiàn)場同步監(jiān)控。

同時，通過PIMS軟件可以查看生產(chǎn)平穩(wěn)率及儀表自控率。各裝置技術(shù)管理人員可通過PIMS軟件，查詢各裝置區(qū)域?qū)崟r及歷史平穩(wěn)率、自控率數(shù)據(jù)（下頁圖1為平穩(wěn)率實時監(jiān)控畫面），并導(dǎo)出報表供分析，以便更好地監(jiān)控工廠實際工況。

2 系統(tǒng)配置及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2.1 系統(tǒng)配置

本項目由于點數(shù)較多，采用大型庫VxHistorian（ODS中心服務(wù)器）和PIMS服務(wù)器相結(jié)合的方式進(jìn)行配置。

ODS中心服務(wù)器安裝VxHistorian大型庫軟件，VxHistorain作為PIMS的歷史數(shù)據(jù)庫使用，部署了采集服務(wù)、存儲服務(wù)、查詢服務(wù)、組態(tài)服務(wù)。VxHistorain接收數(shù)據(jù)采集器IOServer的數(shù)據(jù)并存檔。同時為PIMS提供實時和歷史數(shù)據(jù)服務(wù)。通過數(shù)據(jù)采集器，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的擴(kuò)展。

PIMS服務(wù)器是同時部署了Web數(shù)據(jù)服務(wù)器和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器功能的計算機(jī)，這種部署方式是目前PIMS系統(tǒng)的主流應(yīng)用模式。Web數(shù)據(jù)服務(wù)器為Web監(jiān)控提供數(shù)據(jù)，部署了Web服務(wù)、Web數(shù)據(jù)服務(wù)、統(tǒng)計服務(wù)及其他DCS提供的相關(guān)數(shù)據(jù)服務(wù)，將數(shù)據(jù)下發(fā)到Web站點。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器部署了IIS服務(wù)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，使客戶端能夠通過權(quán)限配置對服務(wù)器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問。

項目中同時配置了隔離網(wǎng)關(guān)，隔離網(wǎng)關(guān)可完成信息交互任務(wù)，為內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)提供安全保障；也用于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)邊界安全，實施對關(guān)鍵服務(wù)器的重點防護(hù)；用于隔離異構(gòu)系統(tǒng)，避免局域網(wǎng)之間有病毒傳送；避免穿透連接，實現(xiàn)安全區(qū)域間邏輯隔離。數(shù)據(jù)支持單向、雙向傳送。

圖1 PIMS監(jiān)控平穩(wěn)率畫面

PIMS系統(tǒng)軟件由PIMS系統(tǒng)配置軟件、PIMS組態(tài)管理軟件、PIMS組態(tài)軟件、監(jiān)控用戶授權(quán)、數(shù)據(jù)庫組態(tài)軟件、畫面繪制軟件、腳本編輯器、本地報表軟件、實時監(jiān)控軟件等軟件構(gòu)成。

2.2 PIMS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

底層ODS區(qū)域服務(wù)器與各個裝置的DCS系統(tǒng)屬于同一個網(wǎng)絡(luò)，安裝IOServer軟件，從DCS的OPC服務(wù)器中讀取數(shù)據(jù)，并通過VxCollector軟件發(fā)送給ODS中心服務(wù)器。

ODS中心服務(wù)器安裝VxHistorian大型庫軟件，接收數(shù)據(jù)采集器IOServer的數(shù)據(jù)，并存檔。同時為PIMS提供實時和歷史數(shù)據(jù)服務(wù)。

Web服務(wù)器安裝PIMS軟件，從大型庫中獲取數(shù)據(jù)，并對外發(fā)布，供L4層用戶查看。域服務(wù)器對同一個域內(nèi)的計算機(jī)進(jìn)行集中管理。

網(wǎng)絡(luò)示意圖如下圖2。

圖2 PIMS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)示意圖

3 系統(tǒng)組態(tài)

3.1 VxHistorian組態(tài)

1）添加數(shù)據(jù)采集器。

大型庫運行使用的軟件為VxLaunch，打開軟件，啟動大型庫相關(guān)服務(wù)。

通過VxSystemMangerTool，可以對大型庫進(jìn)行組態(tài)。在VxSystemMangerTool的選項中點擊采集器管理，可添加新的采集器，采集器名稱需與ODS區(qū)域服務(wù)器的VxCollector上的采集器名稱對應(yīng)。

添加完采集器后，需要把IOServer中的位號同步到大型庫中，點擊選項中的位號同步。選擇對應(yīng)的采集器，則該采集器新增的位號都會顯示在列表中，直接導(dǎo)入即可。導(dǎo)入后在VxSystemMangerTool中可以看到總點數(shù)的變化。

2）存檔組態(tài)。

存檔就是歷史數(shù)據(jù)的記錄，新建存檔目的是為歷史數(shù)據(jù)分配好存儲空間。

VxHistorian軟件的工具欄上“存檔組態(tài)”可進(jìn)行此操作，新建存檔時勾選上批量新建存檔，設(shè)置好存檔數(shù)量和存檔文件容量，點擊確認(rèn)即可批量新建存檔文件。一般情況下需要根據(jù)硬盤的大小來配置存檔文件，盡量把硬盤空間使用上。

默認(rèn)所有位號全部進(jìn)行存檔，如果需要修改，可以直接在位號組態(tài)中搜索相關(guān)位號，然后選中需要修改的位號進(jìn)行批量修改?；蛘邔?dǎo)出位號表，在EXCEL表格的ArchiveBArcSwitch欄中修改存檔屬性。

3）新增測點。

如果DCS組態(tài)修改，需要在大型庫中新增對應(yīng)測點，則需在三個地方修改：在IOServer中新增對應(yīng)OPC測點，并點擊更新組態(tài)；在大型庫中的位號同步中，把對應(yīng)采集器的位號同步到大型庫中；在PIMS中對應(yīng)畫面增加相關(guān)測點。

PIMS的組態(tài)與DCS有非常緊密的關(guān)系，為了方便PIMS的組態(tài)，在DCS組態(tài)設(shè)計時就應(yīng)該規(guī)劃好PIMS的對應(yīng)模板。

3.2 PIMS組態(tài)

1）數(shù)據(jù)庫設(shè)置。

在子工程中的數(shù)據(jù)庫選項中不做任何設(shè)置，在大型數(shù)據(jù)庫中運行模式選擇“實時/歷史數(shù)據(jù)源”，并把VxHistorian的IP地址填寫到IP地址欄中。那么PIMS的數(shù)據(jù)將全部從大型庫中獲取。

這樣組態(tài)的PIMS，如果備份到其他電腦上修改，因沒有連接大型庫，將找不到任何位號，修改時應(yīng)參照導(dǎo)出的位號表進(jìn)行組態(tài)。

2）PIMS流程圖組態(tài)。

由于歷史數(shù)據(jù)也由大型庫提供，因此PIMS的歷史趨勢組態(tài)也不需要做任何操作，僅需要增加對應(yīng)的操作小組，并把流程圖、報表等功能添加到PIMS操作小組中。

DCS流程圖畫面導(dǎo)入PIMS需要以下幾個步驟。

第一，需要對流程圖進(jìn)行版本轉(zhuǎn)化，利用PIMS系統(tǒng)工具中的流程圖工具，把VF流程圖版本轉(zhuǎn)化為PIMS流程圖。流程圖工具將會把OAO里的所有流程圖顯示出來，并轉(zhuǎn)化為PIMS版本。

第二，把DCS的位號修改成PIMS位號。一般在IOServer組態(tài)時，OPC位號的規(guī)律是把DCS位號中的點“.”改成下滑線“_”，因此在DCS流程圖修改時可以批量把“.”替換成“_”。由于PIMS具有多張流程圖批量替換功能，建議導(dǎo)入到PIMS組態(tài)后再進(jìn)行批量替換。替換時選擇多個畫面，并把需要替換的畫面選擇到目標(biāo)畫面中即可。

在流程圖位號替換完成后，需要引入到操作小組中，并進(jìn)行發(fā)布。發(fā)布完成后打開監(jiān)控畫面，檢查使用有錯誤的位號，如果位號不存在將顯示“####”，如果位號組態(tài)錯誤將顯示“？？？？”。一般需要把畫面中所有的“#”和“？”全部消除。如果發(fā)現(xiàn)該項錯誤，先進(jìn)行位號檢測，后按照上述3.1的第3點“新增測點”進(jìn)行位號添加。

4 結(jié)語

中天合創(chuàng)項目PIMS系統(tǒng)上線兩年有余，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，操作界面簡潔，便于工藝技術(shù)人員在不影響DCS正常操作的情況下，查看并收集工廠實時/歷史數(shù)據(jù)參數(shù)、平穩(wěn)率及儀表自控率等數(shù)據(jù)。儀控專業(yè)負(fù)責(zé)該軟件維護(hù)、升級、修改等內(nèi)容。PIMS系統(tǒng)的應(yīng)用為中天項目自動化的發(fā)展打下一定基礎(chǔ)。