1、背景

     隨著石化行業(yè)的發(fā)展,，規(guī)?；⒏呒夹g等發(fā)展趨勢不斷加深,，石化企業(yè)逐步完成自動化,、信息化,。尤其在物聯(lián)網(wǎng)時代，為石化行業(yè)提供了更大的數(shù)據(jù)集成平臺和決策支持平臺,。

     首先是石化企業(yè)的自動化,，各類石化設備都采用智能控制系統(tǒng)，不斷減少惡劣環(huán)境,、野外環(huán)境下的人工干預,。但是，各類設備的控制系統(tǒng)種類繁多,，所使用的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議和控制協(xié)議差異性很大,，這也使得石化企業(yè)增加了許多額外的投入和負擔。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的深入應用,，這一問題中在得到根本性的解決,，同時，也對自動化軟件提出了更高的要求,。

     隨著自動化程度的不斷加深,，各類生產過程的數(shù)據(jù)意義逐漸凸現(xiàn)。無論是從生產角度還是從管理角度,，將生產信息進行同一的存儲分析,，都將為企業(yè)創(chuàng)造巨大的價值。首先,，生產數(shù)據(jù)的分析,，可以直接應用到日常的生產過程，用以監(jiān)測產品質量變化,，改進生產工藝,；其次，企業(yè)管理最需要的就是企業(yè)的各類數(shù)據(jù),，能夠詳細的了解給生產部門的狀況,，才能夠做出合理的決策。

     因此,，生產的信息化如雨后春筍般涌現(xiàn),。ERP，MES等各類的系統(tǒng)一時充斥軟件市場,。但是,，真正能夠了解客戶需要，為客戶切實的生產狀況而設計的軟件平臺卻寥寥,。隨著面向服務理念的提出,，才真正為各類企業(yè)集團的信息化提供了精確信息化方向：需要什么樣的服務，一個開放的服務平臺,，能夠隨客戶企業(yè)的發(fā)展歷史不斷容納歷史的輝煌,，存儲歷史紀錄,；能夠預見未來的發(fā)展，提供開放的接口,。

2,、亞控信息化系統(tǒng)解決方案

     一個好的信息化系統(tǒng)，應該具有四個開放的平臺：

     開放的數(shù)據(jù)采集,、集成平臺：支持通過WiFi,、GPRS、光線,、VPN等各類通訊方式采集所有傳感器,、變送器、智能控制系統(tǒng),、PLC,、DCS、SCADA,、智能儀表,、智能板卡等擁有開放數(shù)據(jù)接口的數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，能夠將企業(yè)的所有數(shù)據(jù)及時,、準確地采集上來,。

     穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)存儲平臺：能夠容納大規(guī)模的企業(yè)生產數(shù)據(jù)，及時,、高效的將數(shù)據(jù)存儲,，并且能夠滿足高速、大批量,、多客戶端的數(shù)據(jù)訪問需求,，能夠保證數(shù)據(jù)的安全、可靠和可恢復,。

     靈活、開放,、實時的數(shù)據(jù)分析處理平臺：能夠基于歷史數(shù)據(jù),、各類事件完成企業(yè)數(shù)據(jù)的實時分析處理。能夠完成生產數(shù)據(jù)到企業(yè)信息的裝換,，使得企業(yè)的生產,、管理能夠得到足夠的信息支撐。同時,，能夠滿足企業(yè)發(fā)展的需要,，提供開放的平臺，容納企業(yè)不斷變換的數(shù)據(jù)分析需求,，而不是有新的分析就要新的系統(tǒng)開發(fā),。

     高效,、精美的數(shù)據(jù)展示平臺：能夠為客戶提供精美、絢麗的畫面,，高效直觀的圖表,、曲線，能夠通過Web展示客戶數(shù)據(jù),。同時展示的數(shù)據(jù)應該是基于設備為單位組織的,，能夠提供設備圖形模型和設備數(shù)據(jù)模型，降低展示系統(tǒng)得開發(fā)量,，降低展示系統(tǒng)維護難度,。

     按照以上標準，亞控公司提供了I/O Server與I/O Master組成的數(shù)據(jù)采集平臺,；KingHistorian,、關系數(shù)據(jù)庫與文件存儲組成數(shù)據(jù)存儲平臺；KingCalculation,、KingA&E,、KingSchedule、KingModel組成數(shù)據(jù)分析應用平臺,；KingGraphic,、KingReport、KingPortal組成的數(shù)據(jù)展示平臺,。

亞控公司提供的信息化系統(tǒng)體系結構如下圖所示：

系統(tǒng)結構圖
 
系統(tǒng)模塊與數(shù)據(jù)流向

整個系統(tǒng)由三部分組成,，現(xiàn)場層、數(shù)據(jù)服務中心,、數(shù)據(jù)分析層和數(shù)據(jù)展示層,。

2.1 現(xiàn)場層

     現(xiàn)場層采用I/O Server作為數(shù)據(jù)采集器，能夠采集所有提供數(shù)據(jù)采集接口的數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù),，同時,，I/O Serve完成設備采集鏈路的監(jiān)控。I/O Serve通過Internet將數(shù)據(jù)轉發(fā)到服務中心的I/O Mater,，由I/O Master將所有的采集數(shù)據(jù)匯總,，轉發(fā)給數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。

     在現(xiàn)場層,，可以將I/O Server部署在一臺上位機上,，I/O Master部署在數(shù)據(jù)中心。

2.2 數(shù)據(jù)服務中心

     數(shù)據(jù)服務中心采用北京亞控的KingHistrian實時/歷史工業(yè)庫作為數(shù)據(jù)存取平臺,，采用商用的關系數(shù)據(jù)庫（SQL Server,、Oracle、MS Access等）存儲報警等事件數(shù)據(jù),；同時,，為了采集部署在全國各地的設備數(shù)據(jù),，需要部署I/O Master作為匯總采集服務器，匯總所有的設備數(shù)據(jù),，傳入KingHistorian,、關系數(shù)據(jù)庫、文件存儲系統(tǒng),，完成原始數(shù)據(jù)存儲,。

     在數(shù)據(jù)服務中心，可以將KingHistorian,、關系數(shù)據(jù)庫分別部署在不同的數(shù)據(jù)服務器上,；將I/O Master與文件存儲服務部署在同一臺計算機上。

2.3 數(shù)據(jù)分析層

     數(shù)據(jù)分析層采用北京亞控的百科全書系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析平臺,，分別為：數(shù)據(jù)計算分析工具KingCalculation,；事件監(jiān)測工具KingA&E；數(shù)據(jù)對象化組織工具KingModel,。所有這些工具為用戶將原始的采集數(shù)據(jù)轉化為信息,、效益提供強有力的保障。

     所有這些工具可以部署在同一臺計算機上,，也支持配置與執(zhí)行的分布式部署,，可以分布式部署多個執(zhí)行服務。

2.4 數(shù)據(jù)展示層

     在決策層中,，決策者可以通過本地畫面系統(tǒng)KingGraphic和報表工具KingReport得到及時,、可靠的信息，同時通過KingPortal將這些信息發(fā)布到Web上,，使得其它用戶可以通過IE瀏覽到各種信息,。本地和Web展示的形式有設備狀態(tài)畫面，實時曲線,，歷史曲線,，報表，報警等,，通過這些信息決策者可以對設備的工況信息分析和診斷,。

     在這一層上，KingGraphic和KingReport可以部署在同一臺機器,，KingPortal可以部署在Web服務器上，Web終端用戶無需部署其他軟件,，只需要IE瀏覽器即可,。

3、主要的系統(tǒng)配置

3.1 I/O Server

     對于任何一個工業(yè)自動化系統(tǒng)來說,，數(shù)據(jù)采集都是必不可少的,，數(shù)據(jù)采集已經由早期的系統(tǒng)從屬的功能躍變?yōu)橄到y(tǒng)主要 的功能,；以往數(shù)據(jù)采集主要有通過計算機串行通訊口采集（包括使用MODEM、電話線進行數(shù)據(jù)傳輸）,，通過計算機板卡采集,，通過以太網(wǎng)采集，通過各種總線采 集以及采集本機其他應用程序提供的數(shù)據(jù),，隨著自動化程度的進一步普及和提高,，采用光纖，VPN,，ADSL等各種通訊手段不斷出現(xiàn),，其中比較特殊的是利用 GPRS網(wǎng)絡和CDMA網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)無線傳輸，用戶對各種數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛯崟r性的要求越來越高,。

     由于自動化設備廠商不斷涌現(xiàn),，可供用戶選擇的各種工控設備層出不窮，客戶越來越要求支持盡可能多的工控設備的數(shù)據(jù)采集,。亞控科技為滿足用戶的需求,，適時開發(fā)了I/O Server軟件。

I/O Server的主要特性：

    獨立運行的應用程序,；

     支持OPC接口

     支持Modbus,、TCP/IP、BACNet等各類協(xié)議和自定義協(xié)議接口,；

     支持超過3600種工控設備,；

     具有獨立的歷史數(shù)據(jù)緩存庫，支持斷點續(xù)傳,；

     支持串口,，以太網(wǎng)，板卡,，光纖,，GPRS，CDMA,，MODEM,，WiFi、域名解析等各種數(shù)據(jù)傳輸方式,；

     支持和第三方應用程序交換數(shù)據(jù),；

     提供強大的動態(tài)鏈接庫開發(fā)包和SDK開發(fā)包；

     采集速度：1000點,，200ms以內,；

     最大點數(shù)：60000點；

     時間戳分辨率：毫秒；

     整型變量：64位,；

     模擬變量：雙精度（64位）,。

3.2 I/O Master

     越來越多的下層數(shù)據(jù)源，將占用大量數(shù)據(jù)庫IO操作,，而硬件IO瓶頸是制約數(shù)據(jù)存取的主要問題,。I/O Master所有的數(shù)據(jù)匯總、集成,，采用批量的方式完成數(shù)據(jù)存儲,，不但能夠解放硬件，還提高系統(tǒng)的整體效率,。

     同時,，如果客戶的下層采集系統(tǒng)可以直接提供數(shù)據(jù)采集功能，I/O Master可以完成用戶采集系統(tǒng)與工業(yè)庫等數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)格式轉換,，使用戶不必改變原有的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),，只需要定制統(tǒng)一的數(shù)據(jù)解析轉換接口。

3.3 KingHistorian工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫

     工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫KingHistorian是亞控科技最新推出的產品,。工業(yè)數(shù)據(jù)庫KingHistorian定位于企業(yè)一體化方案中的數(shù)據(jù)中心和應用平臺,，能夠為企業(yè)的各級人員及時的提供所需要的信息。它不僅是企業(yè)管理信息系統(tǒng)（MIS,，Management Information System）與分布控制系統(tǒng)（DCS,，Distributed Control System）之間的橋梁，而且是整個生產執(zhí)行系統(tǒng)（MES,，Manufacturing Execution System）的基石,。

通過使用工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫KingHistorian，可以實現(xiàn)：

     （1）高速在線存儲100萬測點長達10年的企業(yè)生產過程數(shù)據(jù),；

     （2）組態(tài)畫面與數(shù)據(jù)采集功能分離,；

     （3）為生產過程優(yōu)化提供數(shù)據(jù)；

     （4）為企業(yè)擴展提供參考模型,；

     （5）為事故追訴提供事實依據(jù),；

     （6）為企業(yè)MIS、ERP,、MES集成提供平臺,。支持ODBC、OLE DB,、Web service等各類接口,；

3.4 數(shù)據(jù)應用系統(tǒng)

     數(shù)據(jù)應用系統(tǒng)是一個專門為工業(yè)庫數(shù)據(jù)開發(fā)的數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)展示平臺,。平臺分為數(shù)據(jù)分析層和數(shù)據(jù)展示層,。不同的層次間通過同一數(shù)據(jù)接口通訊。

（1）數(shù)據(jù)分析層：

     KingCalculation是基于工業(yè)歷史數(shù)據(jù)的、實時在線的數(shù)據(jù)計算分析工具,，它能夠獨立的分布在不同的計算機上完成工業(yè)庫數(shù)據(jù)、關系庫數(shù)據(jù)等的計算分析,。支持腳本編輯計算分析方法,；支持嵌入用戶自定義DLL函數(shù)包；支持分布式部署計算執(zhí)行,、配置,；

     KingA&E是基于工業(yè)歷史數(shù)據(jù)的、實時在線的事件監(jiān)測工具,，它能夠獨立的分布在不同的計算機上完成工業(yè)庫數(shù)據(jù),、關系庫數(shù)據(jù)等的檢查分析，確定事件的發(fā)生,。支持用戶自定義報警,、預警腳本；用戶可以定義類似“以當前增長率計算,，5分鐘后將達到報警狀態(tài)”這一類的預警分析,。

     KingSchedule是一個預案部署與執(zhí)行平臺。用戶可以預定義預案執(zhí)行步驟和執(zhí)行資源,；當滿足觸發(fā)條件后,，監(jiān)視整個預案執(zhí)行過程，將執(zhí)行結果生成報告,。

     KingModel的主要功能：完成工業(yè)庫數(shù)據(jù)的結構化,、對象化組織，使得用戶可以以空調設備對象為單位組織數(shù)據(jù),、獲取數(shù)據(jù),，進行數(shù)據(jù)的展示

（2）數(shù)據(jù)展示層

     KingGraphic是一個獨立組態(tài)畫面系統(tǒng)，它能夠為用戶提供精美絢麗的二維,、仿三維畫面,，為用戶提供數(shù)據(jù)模型、圖形模型,，使得用戶為一種空調只需要開發(fā)一幅畫面,，就可以展示所有這一類空調的數(shù)據(jù)，空調名稱的切換,，完成所有展示數(shù)據(jù)點數(shù)據(jù)的切換,。

     歷史回放技術為客戶提供追溯的新途徑。采用動畫放映的方式,，使得工程師可以直觀的查看歷史數(shù)據(jù),。

     KingReport是基于Excel的報表系統(tǒng)，通過運用excel強大的圖表功能，使用戶可以制作各類數(shù)據(jù)圖表,。同時為用戶提供定時報表生成和不同的報表發(fā)送方式,，如：郵件、即時消息,、特定路徑存儲等,。

     KingPortal是為Web數(shù)據(jù)展示提供的Web服務工具，它能夠獨立的完成百科全書的Web數(shù)據(jù)展示,，也可以將百科全書的數(shù)據(jù)展示工程封裝為Web格式,，即

     KingWebGraphic等，供其它的Web系統(tǒng)調用,，如ERP系統(tǒng)等,。

4、系統(tǒng)性能

4.1 主要功能

     提供了一種全國范圍內乃至全球范圍的企業(yè)集團分布數(shù)據(jù)的集中監(jiān)控,、分析及展示解決方案,；

     自動監(jiān)測異常發(fā)展趨勢，實現(xiàn)在線預警,；

     支持斷點續(xù)傳和數(shù)據(jù)緩存,，保持數(shù)據(jù)的完整性。

     基于工業(yè)庫的歷史數(shù)據(jù),，客戶可以建立數(shù)學模型,，進行設備性能分析與系統(tǒng)報表，提供了新的增值空間和強大的市場競爭力,；

     支持對設備運行狀態(tài),、企業(yè)生產數(shù)據(jù)長達10年的歷史數(shù)據(jù)的分析決策，輕松實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的分析,，為提高生產效率提供充分的信息保障,；

     完全分布式、平臺開放式系統(tǒng)結構,，滿足客戶不斷發(fā)展信息需求,；

     基于Internet網(wǎng)絡的部署，使得方案更易于實施,；

4.2 技術性能

     存儲速度每秒超過300,，000點；

     任意變量任意一天的歷史數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)量為10,，000條記錄）不超過5秒,；

     單點工業(yè)庫服務器穩(wěn)定支持1，000,，000點,；

     支持多達256個并發(fā)客戶同時存儲和檢索數(shù)據(jù),；

     高效的數(shù)據(jù)壓縮算法保證最小的存儲空間；

     功能強大的計算引擎,，可進行各種計算,、分析，事件檢測,；

     提供功能強大的趨勢比較,、趨勢分析、報表系統(tǒng),、畫面系統(tǒng)。

5,、總結

     亞控科技的企業(yè)信息化解決方案,，基于先進的開放平臺式系統(tǒng)方案，完全基于Internet技術,，提供了功能強大的可視化管理和數(shù)據(jù)分析功能,。無論是生產車間，還是集團管理層,，都可以通過可視化管理工具進行現(xiàn)場監(jiān)控與分析決策,，實現(xiàn)對多個遠程生產系統(tǒng)的集中監(jiān)測、分析和決策,。本解決方案是優(yōu)化運行生產過程與高效管理企業(yè)的可靠的開放的信息化平臺,。