目前在工業(yè)技術(shù)發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家都已形成比較完善的安全生產(chǎn)管理信息網(wǎng)，其內(nèi)容包括安全生產(chǎn)法規(guī)及其查詢系統(tǒng)、安全生產(chǎn)應(yīng)急管理系統(tǒng)及其事故預(yù)案系統(tǒng)、安全衛(wèi)生信息統(tǒng)計(jì)決策支持系統(tǒng)等。最終建立一個以管理、生產(chǎn)、預(yù)警等綜合一體化的信息平臺。

應(yīng)用MES系統(tǒng)之前，采用電話、文件共享和人員傳遞文件的管理方式，效率低下，獲取信息不及時也不完全，因此有時生產(chǎn)過程中出現(xiàn)一些異常情況不能及時地發(fā)現(xiàn)，嚴(yán)重時出現(xiàn)安全事故導(dǎo)致生產(chǎn)裝置停車。而主管生產(chǎn)人員必須到生產(chǎn)現(xiàn)場了解生產(chǎn)運(yùn)行狀況，導(dǎo)致不能及時處理問題而影響生產(chǎn)。近年來，隨著自動化技術(shù)在企業(yè)中的廣泛應(yīng)用，利用這些技術(shù)構(gòu)建的安全信息管理平臺，不僅提高了企業(yè)對突發(fā)事件的綜合應(yīng)變能力，而且大大的降低了事故的突發(fā)性，以及事故造成的財(cái)產(chǎn)損失和人員的傷亡。同時也做到了對企業(yè)各車間實(shí)時生產(chǎn)情況的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度與統(tǒng)一監(jiān)控。

項(xiàng)目概況

河南昊華宇航化工有限責(zé)任公司是中國化工集團(tuán)公司的下屬企業(yè)。中國化工500強(qiáng)、河南省工業(yè)綜合實(shí)力百強(qiáng)、焦作市18家重點(diǎn)發(fā)展企業(yè)之一。以燒堿、聚氯乙烯樹脂為主業(yè)，與之配套的熱電、電石、工業(yè)鹽、水泥、PVC深加工、進(jìn)出口貿(mào)易等為一體的綜合性企業(yè)集團(tuán)。公司生產(chǎn)經(jīng)營的危險化學(xué)品與人體皮膚和眼睛直接接觸可能造成灼傷，發(fā)生泄漏容易造成人員中毒，其蒸汽與空氣能夠形成爆炸性混合物；生產(chǎn)和庫存的原料、產(chǎn)品與高熱源、強(qiáng)氧化劑等接觸，易發(fā)生火災(zāi)爆炸。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)及構(gòu)成

系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為滿足現(xiàn)場對生產(chǎn)情況的遠(yuǎn)程實(shí)時調(diào)度、對重大危險源點(diǎn)的及時報警及處理方案、遠(yuǎn)程視頻實(shí)時監(jiān)控。經(jīng)過綜合考察現(xiàn)場情況，系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)在基礎(chǔ)辦公網(wǎng)絡(luò)和獨(dú)立生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，建立以實(shí)時數(shù)據(jù)庫的生產(chǎn)遠(yuǎn)程調(diào)度管理系統(tǒng)、重大危險源點(diǎn)的遠(yuǎn)程預(yù)警系統(tǒng)和遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控為一體的綜合安全生產(chǎn)信息平臺。

通過主干網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，把以上全部資源整合到統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)中，以服務(wù)器為基點(diǎn)通過硬件防火墻的防護(hù)同企業(yè)的辦公網(wǎng)絡(luò)連接起來。對下層網(wǎng)絡(luò)做到獨(dú)立運(yùn)行，統(tǒng)一監(jiān)控；對上層辦公網(wǎng)絡(luò)做到“以結(jié)點(diǎn)對網(wǎng)絡(luò)”，達(dá)到對企業(yè)下層生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)的最大防護(hù)。

系統(tǒng)構(gòu)成

整個安全信息平臺采用二個環(huán)形網(wǎng)絡(luò)（拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖1所示），由一臺生產(chǎn)實(shí)時監(jiān)控服務(wù)器、一臺預(yù)警管理系統(tǒng)服務(wù)器、一臺視頻服務(wù)器、一臺硬件防火墻、8臺環(huán)網(wǎng)交換機(jī)、6個工段監(jiān)控工程師站、13個上位機(jī)監(jiān)控點(diǎn)、6臺危險源報警監(jiān)控PLC、一套SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫組成。生產(chǎn)實(shí)時監(jiān)控服務(wù)器負(fù)責(zé)各個生產(chǎn)工段的工藝遠(yuǎn)程動態(tài)生產(chǎn)調(diào)度、重大危險源的聲光報警、重點(diǎn)數(shù)據(jù)的歷史記錄與存儲、提供遠(yuǎn)程WEB查詢功能。預(yù)警管理系統(tǒng)服務(wù)器提供整個重大危險源點(diǎn)的數(shù)據(jù)分析處理、預(yù)警處理預(yù)案。視頻服務(wù)器將處理全廠視頻監(jiān)控點(diǎn)的動態(tài)監(jiān)控與WEB查詢功能。

圖1 安全生產(chǎn)信息平臺架構(gòu)圖
監(jiān)控平臺主要采用中控公司的PIMS軟件，以實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的監(jiān)控。PIMS生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)，是一套用于生產(chǎn)管理的軟件系統(tǒng)。它提供了一個信息集成和管理的平臺，主要用于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的全廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查看、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)管理。它真正實(shí)現(xiàn)了辦公室和生產(chǎn)現(xiàn)場的信息溝通，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的實(shí)時數(shù)據(jù)的管理、實(shí)時流程查看、實(shí)時趨勢瀏覽、報警記錄與查看、開關(guān)量變位記錄與查看、報表數(shù)據(jù)存貯、歷史趨勢存貯與查看、生產(chǎn)過程報表生成、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)報表生成等功能，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)過程控制系統(tǒng)與信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)集成與綜合管理。用戶可以通過微軟IE瀏覽器登陸PIMS Web Server瀏覽生產(chǎn)過程的信息，無須在遠(yuǎn)程客戶端PIMS工作站上安裝PIMS軟件或其他任何客戶端軟件。

鑒于系統(tǒng)數(shù)據(jù)各危險源點(diǎn)比較分散，I/O數(shù)據(jù)采集量大，綜合考慮性價比，本方案集中選用中控小型GCS控制系統(tǒng)。SUPCON WebField GCS-1系統(tǒng)是中控控制系統(tǒng)家族的新成員，是一種面向中小型控制領(lǐng)域的“混合功能性”控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、過程控制、順序控制等實(shí)時任務(wù)。之所以被稱為“混合功能性”控制系統(tǒng)，是因?yàn)橄到y(tǒng)在進(jìn)行功能設(shè)計(jì)時，除保留了常規(guī)DCS系統(tǒng)強(qiáng)大的模擬量處理和回路控制功能，還兼具快速邏輯控制功能及更高的系統(tǒng)實(shí)時性性能。

生產(chǎn)實(shí)時監(jiān)控服務(wù)器與預(yù)警管理系統(tǒng)服務(wù)器均采用DELL 工業(yè)級服務(wù)器，兩臺服務(wù)器之間采用PIMS軟件的雙機(jī)熱備功能，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器數(shù)據(jù)的相互熱備。同時選用Windows 2003服務(wù)器版本作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器操作系統(tǒng)，從而保證系統(tǒng)盡可能的達(dá)到高穩(wěn)定性。

圖2 生產(chǎn)工藝監(jiān)控流程圖
13臺上位機(jī)監(jiān)控點(diǎn)，每個監(jiān)控點(diǎn)均采用DELL專用PC機(jī)。并在充分考慮視頻遠(yuǎn)程調(diào)用監(jiān)控以及信息安全平臺遠(yuǎn)程監(jiān)控、使用便捷性的基礎(chǔ)上，客戶端在原有硬件的配置情況下擴(kuò)充顯卡為512M，內(nèi)存為1G，操作系統(tǒng)均采用Windows 2000 Professional。

硬件防火墻采用CISCO 506E，Cisco PIX 506E防火墻是應(yīng)用極為廣泛的Cisco PIX 506防火墻的增強(qiáng)版本，可以通過一個可靠的、強(qiáng)大的安全設(shè)備為遠(yuǎn)程辦公室和分支機(jī)構(gòu)提供企業(yè)級的安全性。可以通過經(jīng)濟(jì)有效的、高性能解決方案提供豐富的安全功能和強(qiáng)大的遠(yuǎn)程管理功能，從一個集成化的、基于Web的管理工具到集中的、基于策略的工具，以及對各種遠(yuǎn)程監(jiān)控協(xié)議的支持。

主要實(shí)現(xiàn)功能

安全生產(chǎn)信息平臺是以PIMS軟件數(shù)據(jù)采集平臺為基礎(chǔ)，采用0.5S的速度調(diào)用生產(chǎn)現(xiàn)場DCS數(shù)據(jù)以及重大危險源點(diǎn)PLC數(shù)據(jù)；以PIMS圖像化編程開發(fā)軟件為平臺結(jié)合PIMS實(shí)時數(shù)據(jù)采集從而實(shí)現(xiàn)全廠生產(chǎn)系統(tǒng)集于一體的實(shí)時動態(tài)監(jiān)控平臺、實(shí)時重大危險源點(diǎn)的預(yù)警傳輸、報警處理預(yù)案、實(shí)時趨勢、歷史趨勢的查詢分析、WEB瀏覽功能、量化管理和消防管理；以PIMS軟件的遠(yuǎn)程WEB瀏覽功能結(jié)合視頻采集軟件從而達(dá)到實(shí)時全廠動態(tài)視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控；以PIMS軟件的報表功能可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的日報表以及各種企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)報表。

實(shí)時數(shù)據(jù)、流程圖瀏覽功能

基于PIMS開發(fā)系統(tǒng)制作的流程圖能夠較真實(shí)地反映工藝流程情況，所有畫面具有實(shí)時、立體、動態(tài)效果，如液位升降、故障報警等。數(shù)據(jù)實(shí)時刷新，可達(dá)到0.5S的刷新速度。使企業(yè)管理層能夠清晰地了解當(dāng)前生產(chǎn)情況及設(shè)備運(yùn)行狀況。