燃氣信息化-CNG天然氣壓縮機信息化平臺解決方案

北京亞控科技發(fā)展有限公司W(wǎng)ellintechCo.,Ltd.地址：北京市海淀區(qū)知春路113號銀網(wǎng)中心A座6層電話：(8610)5930-9666傳真：(8610)5930-9600網(wǎng)址：北京亞控科技發(fā)展有限公司CNG天然氣壓縮機信息化平臺系統(tǒng)解決方案目錄1. 建設(shè)目的 32. 項目建設(shè)的必要性 33. 設(shè)計原則 44. 系統(tǒng)要求 45. 信息中心解決方案 55.1 具體解決方案 55.2 工業(yè)歷史庫數(shù)據(jù)庫KingHistorian 65.3 數(shù)據(jù)展示平臺KingSCADA 75.4 采集軟件IOServer 85.5 WEB服務(wù)器軟件 96. 系統(tǒng)清單 9建設(shè)目的目前天然氣壓縮機廠商由于企業(yè)的不斷發(fā)展，每年售出的壓縮機產(chǎn)品數(shù)量逐漸增多。天然氣壓縮機的應(yīng)用越來越廣，其自身的結(jié)構(gòu)、組成、功能也愈加復雜，因而發(fā)生故障的原因也隨之復雜。與此同時，天然氣壓縮機設(shè)備制造商的產(chǎn)品分布在全國各地的油氣田、中轉(zhuǎn)站、加氣站。對于壓縮機生產(chǎn)廠家而言，面臨著高效地為客戶提供售后服務(wù)、及時了解自己的產(chǎn)品使用情況等諸多挑戰(zhàn)。壓縮機設(shè)備在現(xiàn)場基本上都是由PLC進行著運行控制，并沒有實時監(jiān)控平臺。并且由于壓縮機設(shè)備在地域上分布廣泛，因此壓縮機廠商集對于下屬各個壓縮機的運行及故障情況的了解只能依靠售后服務(wù)人員或者設(shè)備使用者定期的檢修檢查。這樣不確定的檢修檢查很難及時有效的掌握壓縮機設(shè)備的真實運營狀況。為了進一步提高現(xiàn)代化的管理水平，擬建一個壓縮機設(shè)備實時信息監(jiān)控中心。信息中心采用先進的計算機信息技術(shù)、軟件技術(shù)、通信技術(shù)、自動化控制技術(shù)等高科技技術(shù)，對壓縮機設(shè)備進行集中監(jiān)控和管理。項目建設(shè)的必要性在大型設(shè)備廠商的設(shè)備不斷的投入使用的大環(huán)境下，設(shè)備廠商對大型設(shè)備的管理和售后服務(wù)提出了更高的要求，為了更有效的管理和檢修已投入使用的大型設(shè)備，及時獲取設(shè)備運行的第一手資料并對設(shè)備運行進行分析從而做出領(lǐng)導決策以及對設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)進行科學評估，需建立實時的遠程信息系統(tǒng)來應(yīng)對這一迫切需求。目前許多大型設(shè)備集團相關(guān)部門紛紛建立類似的信息中心管理系統(tǒng)來實現(xiàn)對大型設(shè)備的信息化。通過設(shè)備遠程信息中心系統(tǒng)的實施，不僅可以提高售后服務(wù)的工作效率，通過設(shè)備運行情況和市場分布情況還可以分析得出市場需求、市場飽和度等重要結(jié)論，通過備品備件消耗統(tǒng)計，還可以知曉產(chǎn)品技術(shù)缺陷，及時作出技術(shù)革新等。計算機系統(tǒng)的應(yīng)用、普及，網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)及圖像壓縮處理技術(shù)以及傳輸技術(shù)的快速發(fā)展，使得為遠程圖像監(jiān)控提供高效可行的解決方案。無線實時傳輸技術(shù)的發(fā)展為信息中心提供了更加完美的解決方案。另外，實現(xiàn)遠程監(jiān)控的各種軟件，包括：數(shù)據(jù)采集軟件、總站數(shù)據(jù)收集軟件、工業(yè)庫歷史數(shù)據(jù)庫軟件、調(diào)度報警和事件檢測平臺軟件、調(diào)度計算平臺軟件、數(shù)據(jù)展示平臺軟件、WEB服務(wù)軟件已經(jīng)被廣泛、可靠應(yīng)用。該項目的實施在技術(shù)上是完全可行的。設(shè)計原則1、先進經(jīng)濟：要采用較先進的技術(shù)，所選設(shè)備技術(shù)性能優(yōu)良、功能完善、工作穩(wěn)定可靠，在節(jié)約及降低成本低的前提下，使系統(tǒng)發(fā)揮最大的作用。2、操作方便：遠程監(jiān)控系統(tǒng)的操作具有靈活簡便、易于掌握的特點，操作人員能夠方便地進行使用及維護。3、性能穩(wěn)定：監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性至關(guān)重要，死機、脫機或經(jīng)常性不可控制等現(xiàn)象應(yīng)杜絕。4、擴容升級及集成方便：應(yīng)從分留有余地，以便日后方便進行系統(tǒng)擴容、升級及集成。系統(tǒng)要求實時監(jiān)控天然氣壓縮機設(shè)備的工況參數(shù)，及時進行修正，避免造成更大的損失。現(xiàn)場天然氣壓縮機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在采集到實時數(shù)據(jù)后向信息中心傳遞。通過遠程監(jiān)控實現(xiàn)對設(shè)備的維護工作以降低維護成本。信息中心采用工業(yè)數(shù)據(jù)庫，對大量的高密度的過程數(shù)據(jù)進行高性能的壓縮和存儲，為統(tǒng)計、分析、管理提供數(shù)據(jù)依據(jù)。同時為企業(yè)內(nèi)設(shè)備維護部門提供了快速服務(wù)現(xiàn)場的有效歷史數(shù)據(jù)支持。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用冗余服務(wù)器，保證數(shù)據(jù)的完整性。工業(yè)數(shù)據(jù)庫提供多種接口，如ODBC、API，便于其它系統(tǒng)如ERP系統(tǒng)或特殊定制開發(fā)的應(yīng)用程序從工業(yè)實時歷史數(shù)據(jù)庫中獲得數(shù)據(jù)，進行專業(yè)分析，為協(xié)調(diào)性預案的生成提供數(shù)據(jù)保障。對實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、視頻等其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采用逼真的動態(tài)、圖形、趨勢、報表等各種手段進行快速的展示。通過TCP/IP協(xié)議，將系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息集成到門戶平臺中對外發(fā)布，用戶可在IE中實現(xiàn)瀏覽，實現(xiàn)異地訪問監(jiān)控中心的功能。信息中心解決方案具體解決方案CNG天然氣壓縮信息中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)解決方案圖：解決方案系統(tǒng)圖CNG天然氣壓縮機設(shè)備信息化系統(tǒng)設(shè)一個集團信息中心，集團信息中心具備固定IP地址，各個現(xiàn)場壓縮機的現(xiàn)場數(shù)據(jù)都將發(fā)送到總部提供的固定IP上。信息中心數(shù)據(jù)采集將設(shè)置兩臺冗余的數(shù)據(jù)采集軟件IOServer采集現(xiàn)場壓縮機設(shè)備的數(shù)據(jù)。冗余結(jié)構(gòu)能保證數(shù)據(jù)采集的安全。現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備的實際情況采用多種方式。①對現(xiàn)場壓縮機具備現(xiàn)場級SCADA監(jiān)控軟件的情況，可以在現(xiàn)場SCADA工控機上選取數(shù)據(jù)采集軟件采集數(shù)據(jù)，并通過有線網(wǎng)絡(luò)或者無線網(wǎng)絡(luò)上傳至信息中心?，F(xiàn)場安裝數(shù)據(jù)采集軟件具備數(shù)據(jù)緩存功能，這樣將更加有效地保證數(shù)據(jù)的完整性、與安全性。②對于現(xiàn)場通過PLC與觸摸屏HMI操作系統(tǒng)的，可以在現(xiàn)場安裝GPRS模塊與數(shù)據(jù)采集軟件采集數(shù)據(jù)，并通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳至信息中心。現(xiàn)場安裝數(shù)據(jù)采集軟件具備數(shù)據(jù)緩存功能，這樣將更加有效地保證數(shù)據(jù)的完整性、與安全性。③對于多數(shù)現(xiàn)場只有PLC控制器的，可以加裝GPRS模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳至信息中心。信息中心的將設(shè)置冗余的工業(yè)實時歷史數(shù)據(jù)庫KingHistorian兩臺，KingSCADA工程師站1臺，KingSCADA操作員站2臺，負責數(shù)據(jù)的展示、報警、查詢等功能。數(shù)據(jù)采集軟件負責匯總各壓縮機設(shè)備的數(shù)據(jù)及信息，將相關(guān)信息傳送到KingSCADA工程師站及操作員站、工業(yè)實時歷史數(shù)據(jù)庫KingHistorian上去。工業(yè)實時歷史數(shù)據(jù)庫采用集群冗余的方式保證數(shù)據(jù)的安全。工業(yè)實時歷史數(shù)據(jù)庫同時支持關(guān)系數(shù)據(jù)及工業(yè)數(shù)據(jù)。工程師站用于信息中心監(jiān)控系統(tǒng)工程的開發(fā)和調(diào)試，所安裝的軟件為KingSCADA完全版。操作員站兩臺計算機互為冗余，用于實現(xiàn)對所有天然氣壓縮機遠程實時監(jiān)視和控制。具備實時動畫顯示各個現(xiàn)場天然氣壓縮機設(shè)備狀態(tài)，直觀的實時數(shù)據(jù)曲線、報表、實時報警信息顯示等功能，所安裝的軟件為KingSCADA運行版。同時信息中心設(shè)置KingSCADA網(wǎng)絡(luò)Web發(fā)布服務(wù)器1臺，負責發(fā)布網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)用戶可以直接通過IE瀏覽器查詢相關(guān)數(shù)據(jù)。工業(yè)歷史庫數(shù)據(jù)庫KingHistorianKingHistorian是面向現(xiàn)代化工業(yè)企業(yè)推出的工業(yè)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，它能夠以毫秒級分辨率集成異構(gòu)控制系統(tǒng)的過程數(shù)據(jù)，并以服務(wù)的形式整合企業(yè)的生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)和業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，強大的實時決策支持系統(tǒng)能夠在第一時間將企業(yè)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為指導企業(yè)戰(zhàn)略制定的重要信息，豐富的數(shù)據(jù)展示方式可以適應(yīng)企業(yè)中不同工作的需要。高性能的數(shù)據(jù)采集和存儲，高容量、高吞吐能力存儲速度：每秒可存儲（插入）超過200,000個輸入值檢索速度：單點檢索每秒查詢多達150,000條記錄；并發(fā)檢索每秒查詢多達20,000條記錄數(shù)據(jù)點數(shù)：單臺服務(wù)器可最多存儲1,000,000個數(shù)據(jù)點的歷史數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)容量：可以保存長達數(shù)月甚至數(shù)年的歷史數(shù)據(jù)保存和歸檔，最長保存10年歷史數(shù)據(jù)并發(fā)客戶：支持最多256個并發(fā)客戶同時存儲和檢索實時及歷史數(shù)據(jù)支持多個節(jié)點同時運行各種接口類型的數(shù)據(jù)源可以從SCADA運行系統(tǒng)中采集實時數(shù)據(jù)和讀取歷史數(shù)據(jù)，包括報警和事件可以從OPC服務(wù)器采集數(shù)據(jù)可以從文件中導入數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫中，支持的文件格式包括CSV和XML可以手工（通過工具軟件）插入數(shù)據(jù)到歷史數(shù)據(jù)庫可以從其他的應(yīng)用程序或其他數(shù)據(jù)庫中導入數(shù)據(jù)到歷史數(shù)據(jù)庫當中，例如SQLServer、Oracle、Excel、Access等支持從另外的工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采集數(shù)據(jù)（可用于雙機冗余熱備體系）支持各種數(shù)據(jù)采集器之間的時鐘同步支持開放的數(shù)據(jù)訪問接口OLEDB（ADO）、SQL-92（99）、XML、OPC標準支持標準的OLEDB數(shù)據(jù)訪問接口支持SQL92（99）標準，最小支持包括SQL_SUBMINIMUM級別所定義的SQL查詢SELECT命令語法，以及LIKE、聚合函數(shù)等擴充語法；支持DELETE、INSERT、UPDATE命令；支持SQL時間域擴展：采樣分辨率（時間間隔）、數(shù)據(jù)分辨率（記錄條數(shù)）、數(shù)據(jù)檢索方式（是否插值還是原始數(shù)據(jù)等）；支持XML標準，查詢數(shù)據(jù)結(jié)果可以保存為XML文件；也支持從XML文件導入數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)展示平臺KingSCADA數(shù)據(jù)展示平臺KingCADA軟件運行于數(shù)據(jù)分析展示計算機，用于把數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成直觀、生動、可視化的圖形信息，方便對生產(chǎn)運營狀況的掌控和管理。本解決方案使用亞控公司的KingSCADA軟件。KingSCADA具有全圖形化界面、全集成、面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方式，使得系統(tǒng)開發(fā)人員使用方便、簡單易學。功能覆蓋廣，軟件組合靈活，高效性、內(nèi)在結(jié)構(gòu)和機制的先進性應(yīng)確保用戶可快速開發(fā)出實用而有效的數(shù)據(jù)展示系統(tǒng)，并且系統(tǒng)應(yīng)具備良好的可擴展性以方便系統(tǒng)的維護和升級。以下內(nèi)容是對數(shù)據(jù)展示平臺軟件的具體要求：KingSCADA數(shù)據(jù)展示平臺軟件支持工業(yè)歷史數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫（如SQLServer、Oracle多種數(shù)據(jù)源；支持同時有多個第一點描述的數(shù)據(jù)源，并且提供數(shù)據(jù)源添加、修改、刪除、屬性設(shè)置、連接測試等功能；支持工業(yè)歷史數(shù)據(jù)庫變量導入到本地數(shù)據(jù)源變量功能。數(shù)據(jù)展示平臺軟件開發(fā)環(huán)境生成的工程，支持口令保護，具有工程文件備份功能與恢復；支持工程打包。數(shù)據(jù)展示平臺軟件需具備web發(fā)布功能，IE客戶端需要獲得與數(shù)據(jù)展示平臺相同的畫面效果，IE客戶端和WEB發(fā)布服務(wù)器保持高效的數(shù)據(jù)同步。監(jiān)控畫面可以分為人機界面和功能界面兩種。人機界面：在信息中心的CRT上動態(tài)顯示各個站點設(shè)備的實時運行工況，過程控制的運行趨勢。使生產(chǎn)管理人員對系統(tǒng)情況從總圖到詳圖進行多層次的監(jiān)視。在顯示時，可以通過顏色變化、百分比、色標填充等手段增強畫面的可視性,達到一目了然的效果。功能界面：通過圖形和文字的形式給生產(chǎn)管理人員清晰、準確的操作指示，并提供相應(yīng)的操作按鈕讓操作人員下達操作指令，同時能對錯誤操作進行屏蔽并進行報警。KingSCADA是一種通用的工業(yè)監(jiān)控軟件，它融過程控制設(shè)計、現(xiàn)場操作以及工廠資源管理于一體，將一個企業(yè)內(nèi)部的各種生產(chǎn)系統(tǒng)和應(yīng)用以及信息交流匯集在一起，實現(xiàn)最優(yōu)化管理，本軟件基于MicrosoftWindowsNT/2000/XP/Vista/WindowsServer2003(SP2)操作系統(tǒng)，并支持多語言的操作系統(tǒng)。用戶可以在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的所有層次的各個位置上都可以及時獲得系統(tǒng)的實時信息。采用KingSCADA開發(fā)工業(yè)監(jiān)控工程，可以極大地增強用戶生產(chǎn)控制能力、提高工廠的生產(chǎn)力和效率、提高產(chǎn)品的質(zhì)量、減少成本及原材料的消耗。本軟件適用于從單一設(shè)備的生產(chǎn)運營管理和故障診斷，到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分布式大型集中監(jiān)控管理系統(tǒng)的開發(fā)。采集軟件IOServerIOServer完成數(shù)據(jù)的采集和傳輸。數(shù)據(jù)來源為各種硬件設(shè)備。包括PLC，智能模塊，智能儀表等。通訊方式包括串口，以太網(wǎng)，GPRS，USB等。提供API接口，并且支持OPC2.0/3.0。IOServer提供網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視功能?？色@取運行狀態(tài)下連接至IOServer的客戶端的詳細信息，包括客戶端信息、網(wǎng)絡(luò)傳輸信息等。包括IOServer的性能監(jiān)視，鏈路、設(shè)備、數(shù)據(jù)塊的采集信息、當前狀態(tài)、失敗記錄等。IOServer是獨立的程序。滿足如下部署方式，客戶可按照工程需要任意組合。同一個節(jié)點上可以運行多個IOServer。可以是不同的IOServer類型，也可以是同一種IOServer類型根據(jù)不同的配置文件運行的不同實例。同一個IOServer可以向不同的客戶端提供數(shù)據(jù)。IOServer和客戶端可以部署在同一臺機器上，也可以部署在不同機器上，通過以太網(wǎng)連接。WEB服務(wù)器軟件利用KingSCADA軟件的WebServer功能將監(jiān)控組態(tài)畫面進行發(fā)布，從而使管理層的計算機在不需要額外安裝軟件的情況下，使用IE瀏覽器即可查看到現(xiàn)場運行的畫面，進行數(shù)據(jù)的監(jiān)視、報警查看、報表查詢等功能，并在相應(yīng)權(quán)限下進行操作。IE客戶端需要獲得與組態(tài)軟件運行系統(tǒng)相同的監(jiān)控畫面，IE客戶端和WEB發(fā)布服務(wù)器保持高效的數(shù)據(jù)同步，通過網(wǎng)絡(luò)用戶能夠在任何地方獲得與在WEB服務(wù)器上一樣的畫面和數(shù)據(jù)顯示、報警顯示、趨勢曲線顯示等，以及方便快捷的控制功能。WebServer用戶功能包支持以下功能：支持組態(tài)軟件中所有基本圖形、支持無限色、漸變色填充、粗線條、虛線等線條類型；支持組態(tài)軟件所有的通用圖庫；提供網(wǎng)絡(luò)分組發(fā)布和顯示定制，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)瀏覽