一、實時數據平臺實施背景
石油化工行業作為典型的流程行業，其生產過程具有自動化和連續化的特點，主要生產裝置都已在基礎自動化系統（如DCS、PLC、智能儀表、現場總線等）的控制下運行。但這些系統都是面向裝置或者設備的，每個系統只能采集或顯示相應裝置的生產實時數據，形成了所謂的信息“孤島”。同時，這些系統與上層的管理信息系統往往是脫節的，大量生產一線的實時數據無法及時地反映到管理層作為決策依據，致使在生產控制層和企業管理層之間存在了很大的信息“狹縫”。
MES 系統的應用為華北石化公司搭建了統一的生產綜合管理平臺，填補了原來生產管理部門應用系統的空白，為企業精細化管理提供了有效的手段，幫助實現了生產過程控制的規范化管理，MES系統實時數采模塊（PHD）的建設有效的彌補了信息“狹縫”。但隨著MES 系統的深化應用，業務部門對系統的功能要求愈來愈高，對系統的應用不僅僅局限于數據的查詢了，將逐步拓展到數據對生產經營指標的分析，因此對數據的準確性、及時性、安全性的要求也愈來愈高了，所以建設安全穩定可靠的實時數據平臺成為了關鍵中的關鍵。
二、實時數據平臺簡介
（ 一） 數據平臺介紹
華北石化公司實時數據平臺是基于中科軟Agilor 實時數據庫系統專門針對石化公司數據采集的現狀而定制的， 實時數據平臺可用于生產過程數據的自動采集、存儲和監視。作為大型實時數據庫，可在線存儲每個工藝過程點的多年數據。它提供了清晰、精確的操作情況畫面，用戶即可瀏覽當前的生產數據，也可回顧過去的生產情況，可以說實時數據平臺對企業來說就如同飛機上的“黑匣子”。
（二）實時數據平臺功能
1、數據采集
數采程序具有設置自動重連、采集頻率、本地緩存、發送信息顯示等功能，以保證所采集數據的正確性與穩定性。實時數據庫服務器將所有實時數據采集上來，形成工廠范圍內的實時數據庫供全廠范圍內的用戶使用。
2、數據存儲管理
實時數據平臺通過數采程序接口接收現場全部生產和計量數據，構成全廠范圍內數據統一采集，并存儲于實時數據庫歷史文件中，通過設置數據存儲數量與位置來管理歷史數據。Agilor 實時數據庫系統工具信息瀏覽器、歷史管理器、訂閱工具等用來對實時數據、歷史數據進行查詢、訂閱、檢索等操作。為后續的分析、事故追憶等工作打下堅實的數據基礎。
3、數據上傳
實時數據平臺將底層數據統一采集到數據庫同時，通過Agilor OPC Server 服務將所有的實時數據實時發送到上層數據庫，交由畫面監控、績效考核等。Agilor 做為提供數據的基礎，現場并未從此處直接調用數據，而是將數據轉發到上層應用數據庫再進行調用，形成數據冗余備份。
4、數據整合
實時數據平臺的DI 整合工具從實時數據庫中調用數據，并對數據進行運算、處理，將數據整合后更符合現場使用，并可將整合數據保存至實時數據庫或關系數據庫。
（三） 數采平臺特點
1 、長時間穩定運行
實時數據平臺對于MES 系統穩定運行的極端重要性，MES 的實時數據庫平臺能夠提供2 4 × 7 穩定服務，保證長時間穩定的運行。
2、實時數據處理速度與精度
實時數據平臺首先要提供高速的數據采集和數據處理，在整個系統所集成的數據采集點數會達到近萬點，數據采集間隔要求達到秒級甚至毫秒級，數據量很大。在當前主流的P C 服務器與商業操作系統上，系統應能保證每秒鐘一萬點以上的數據采集、存儲和查詢速度。
3、歷史數據存儲和壓縮
實時數據平臺數據的變化頻率高，在系統運行中會產生大量的歷史數據，實時數據庫存儲這些歷史數據，能夠彌補控制系統與管理系統之間的數據真空，為控制優化、工藝改進和經營決策提供數據基礎。實時數據平臺借助數據壓縮技術能夠存儲三到十年的在線數據，因此系統不僅有較高的數據壓縮率，同時也有很高的解壓速度和快速的數據檢索能力。
4、開放的二次開發接口
實時數據平臺數據庫向下支持多種通訊接口和協議，例如OPC、DDE 系列協議，并且，實時數據庫具有開放性和可擴展性，即可提供數據采集開發接口，支持完備的遠程數據采集能力。實時數據庫向上層應用可提供實時數據與歷時數據服務，支持OPC 等標準接口服務。
三、華北石化實時數據平臺深化應用
（一）升級實時數采接口服務
華北石化公司自控系統由一套DCS 系統，2 套AB 系列的PLC，2套GE 系列的PLC 以及5 套Triconex 機組控制系統組成，通過這些系統控制全廠的裝置和生產過程，在每套PLC 系統上層有一套HMI 人機界面軟件，該人機界面軟件通過配套的底層協議獲取各PLC、DCS系統中的生產實時數據，操作人員通過HMI 人機界面軟件查看生產實時動態、操作現場設備、控制現場工藝過程，并通過MES 系統對公司經營指標和管理目標進行數據管理和統計，動態形成各種經營管理報表，供公司管理者進行決策分析。在此種模式下，MES系統采集實時生產數據完全依賴HMI 人機界面軟件，而HMI 軟件同時又是操作員查看和瀏覽現生產裝置運行狀態、對生產過程進行控制操作的主要界面，在操作員的操作過程中，有時難免會造成對MES 數據采集系統的影響，進而影響到整個M ES 系統的可靠性。
針對上述問題通過與OPC 方面的專家多次溝通調研，最終確定將數采架構進行改造，使采數途徑繞過HMI 操作站，以避免其對MES 系統的影響，具體做法如下：
針對從機組PLC 控制器采集數據的數采，在每臺數據采集Buffer機中配置一套KepServer 協議接口軟件，該軟件通過PLC 中在用的通信協議直接獲取控制器中的數據，同時通過OPC Server 向PHD RDI提供數據。只需修改PHD RDI 中的系統配置，使PHD RDI 從新部署的KepServer 中以OPC 方式獲取數據。部署實施時在KepServer 中保持采集數據的Tag Name 與原來的系統一致，以便于在PHD RDI 中修改配置。
針對從生產裝置ABB 800F 系列的DCS 上采集數據的數采，在每臺數據采集Buffer 機中配置一套ABB opc 協議接口服務，使Buffer 機上的數采程序能夠直接訂閱DCS 系統上的數據。通過升級改造，RDI 不再從INTUCH 或RSVIEW 工作站采集數據，而是直接從各PLC 、DCS 系統中采集生產過程數據，這樣，即使INTUCH 或RSVIEW 工作站由于各種原因出現故障，也不會影響到MES 系統的數據采集。
（二）實時數采網絡安全建設
華北石化公司建設已經實現了雙核心雙鏈路，主要辦公區域千兆到桌面的辦公環境。同時，對全廠從一線操作室到三線辦公樓實現了網絡覆蓋，徹底結束所有網絡盲區的存在，通過改造性建設，所有連接材料均為光纜和超五類雙絞線，網絡效率大幅提升，達到了為幾千臺終端提供高速度、高穩定性的網絡環境。
良好的網絡環境可靠的保障了實時數采的實時性與穩定性，在這個基礎上，為了保證公司網絡的安全運轉，華北石化公司先后啟用了防火墻、網閘、入侵檢測、端點準入等系統。在公司局域網與互聯網之間設置了聯想Power V 網御防火墻，在公司內部辦公網與專業網之間設置了網閘系統，實現了辦公網與專業網之間數據的單向傳輸，保證了專業網絡的安全；在所有的辦公網內計算機上安裝了桌面安全SEP11 系統和VRV 客戶端有效的監控并阻止了網絡病毒的傳播。
（三）開發自動考核系統
基于實時數據平臺擁有大量生產實時數據的優點，運維人員自主開發重要參數自動考核系統、非計劃開停工自動考核系統，配合人事處獨立開發的員工業績系統，對于生產波動及非計劃開停工實現自動考核、實時監控功能，為生產實現精細化管理打下了良好的基礎。
四、總結
自2011 年初，內外部網絡環境正在發生顯著變化，互聯網環境正在應用如云計算、物聯網等新興技術，內部網絡系統環境更加復雜而且信息需求量更加龐大。目前數據采集平臺還存在諸多不足需要在今后一一修正，主要圍繞著“便捷”、“安全”、“穩定”來開展。今后將通過進一步的平臺升級，有效的降低運維量、使系統的安全性更加的牢固、更加穩定地為企業的上層應用提供可靠、及時的數據。
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