信息化技術在石化計量中的應用與展望

劉勝軍

(中石化股份天津分公司計量中心，天津 300270)

0　引言

在信息技術快速發(fā)展的時代，企業(yè)發(fā)展與信息技術的關系日益密切，企業(yè)創(chuàng)新日益加快，信息化規(guī)劃無疑將成為企業(yè)創(chuàng)新和發(fā)展過程中最重要的工作，也是企業(yè)發(fā)展的助推劑。經(jīng)過多年的信息化研究和實踐，國內(nèi)的生產(chǎn)企業(yè)逐漸認識到IT規(guī)劃的過程其實就是企業(yè)管理層共同成長的過程，幫助企業(yè)提高信息化管理水平，也就是幫助企業(yè)管理層提高對信息化的認識，促成管理層對信息化達成共識，同時幫助企業(yè)戰(zhàn)略能夠順利實現(xiàn)。企業(yè)信息化從本質上講就是管理的信息化，企業(yè)信息化的水平也就是企業(yè)管理水平的具體體現(xiàn)。自2005年計量中心成立以來，特別注重信息化建設與應用，先后自主建立并投用了“公司能源物料數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一二期”、“衡器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”、“計量管理信息系統(tǒng)”，自主研發(fā)了“計量數(shù)據(jù)診斷系統(tǒng)”，初步實現(xiàn)“體系外無管理，系統(tǒng)外無工作”的信息化管理目標。通過多年的努力，我們在信息化建設方面取得了些許成績，但離我們的“全面數(shù)字化計量，智能化在線監(jiān)測”等的更高層次目標還有相當大的距離，因此需要我們理順和優(yōu)化信息化結構，夯實基礎，不斷探索，持續(xù)推進計量信息化建設，全面提升計量管理水平，為公司做出更大的貢獻。

1　計量信息化總體架構

計量信息化總體架構如圖1所示。

圖1　計量信息化總體架構圖

系統(tǒng)主要包括現(xiàn)場層和管理層?，F(xiàn)場層又包含如儀表數(shù)采系統(tǒng)、衡器稱重系統(tǒng)、定量裝車系統(tǒng)、檢定系統(tǒng)和定量包裝系統(tǒng)等各分系統(tǒng)。管理層包含實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、計量系統(tǒng)、MES系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)。經(jīng)過長時間的實踐運行證明，此種結構的計量信息化架構較為合理，各分系統(tǒng)獨立運行又相互協(xié)作，如汽車衡稱重和汽車定量裝車系統(tǒng)已具備全過程監(jiān)控、實時比對的功能。計量管理系統(tǒng)對現(xiàn)場各分系統(tǒng)進行了整合，為管理層全面掌控計量信息提供了有利手段，同時又能夠為公司的MES及ERP系統(tǒng)提供及時、準確的計量數(shù)據(jù)信息。下面將以天津石化計量中心現(xiàn)場各系統(tǒng)為例分別進行說明。

1.1　儀表數(shù)采系統(tǒng)

計量儀表是石化企業(yè)掌控生產(chǎn)運行的基礎，其數(shù)據(jù)的可靠性和準確性直接影響到企業(yè)的經(jīng)濟效益。尤其在石化計量部門，生產(chǎn)過程計量數(shù)據(jù)繁多，覆蓋面廣，計量儀表分布在生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，全面反映著企業(yè)的生產(chǎn)、管理和經(jīng)營狀況。儀表數(shù)據(jù)是生產(chǎn)過程中最重要的組成部分之一，從原油原料進廠、生產(chǎn)加工和產(chǎn)品出廠的整個流程來說，及時、準確地跟蹤物流，掌控各個環(huán)節(jié)的能源物料計量數(shù)據(jù)十分重要。企業(yè)通過儀表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)全過程監(jiān)控能源物料計量儀表的運行狀態(tài)，實現(xiàn)計量儀表的狀態(tài)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)儀表問題，對企業(yè)的生產(chǎn)管理和經(jīng)營意義重大。

天津石化計量中心共有儀表計量點313個，其中能源計量點230個，物料計量點83個。通過“計量儀表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”很好的實現(xiàn)了計量儀表網(wǎng)絡化管理。計量儀表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集服務器(DAS-Data Access Server)、發(fā)布服務器、RDB接口機、無線數(shù)采和分設在各作業(yè)部控制室內(nèi)11個數(shù)據(jù)采集站(SCADA)，依托計算機網(wǎng)絡建立而成。各數(shù)據(jù)采集站分別采集各部相關物料(如天然氣、成品油)，能源(蒸汽、氮氣、氧氣，新鮮水)，服務器負責匯總11個分站的儀表實時歷史數(shù)據(jù)，進行全面在線監(jiān)測運行狀態(tài)，并對公司網(wǎng)絡內(nèi)發(fā)布數(shù)據(jù)，以供其他信息系統(tǒng)調用。網(wǎng)絡結構圖如圖2所示。

1.2　衡器系統(tǒng)

天津石化公司一部分進出廠及互供的物料是由汽車運輸?shù)?，公司為了滿足物料計量的需求安裝了10臺汽車衡。以前汽車物料計量工作采用汽車衡儀表顯示計量數(shù)據(jù)，司磅員手工填寫單據(jù)、報表。這就造成了管理上的許多問題：安全性差、操作繁瑣、作弊、統(tǒng)計錯誤及數(shù)據(jù)不能共享等，給企業(yè)造成了較大損失，不能滿足企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的需求。計量中心針對衡器管理存在的問題，建立了汽車過衡系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)。用計算機進行過磅管理，實現(xiàn)物料的稱重信息自動采集，對物料稱重過程程序化、規(guī)范化，加入稱重限制，對不符合稱重規(guī)范的車輛不予過磅，杜絕人為因素，保護企業(yè)的利益；實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時異地存儲，保證數(shù)據(jù)安全；實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，與公司ERP系統(tǒng)及其他系統(tǒng)進行連接，使得與公司連接的所有客戶端都可以實時查看過衡情況及數(shù)據(jù)，為公司提供了及時、準確的物料計量信息。系統(tǒng)組成如圖3所示。

圖2　計量儀表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡圖

圖3　衡器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

2　智能化監(jiān)測展望

隨著信息技術、儀表技術和網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展，使得各企業(yè)對儀表數(shù)據(jù)的實時采集成為可能，通過近幾年的不斷發(fā)展，各計量企業(yè)都建立起規(guī)模不同的計量儀表數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡進行儀表實時運行在線監(jiān)測，其具備的功能有采集、存儲、展示和報警等，各企業(yè)又根據(jù)自己的需求相應開發(fā)了管網(wǎng)監(jiān)測等功能，基本滿足了企業(yè)在儀表運行監(jiān)測方面的需求。但是通過長時間的運行，筆者發(fā)現(xiàn)存在問題，如可采集關鍵參數(shù)過少、采集數(shù)據(jù)分析應用不足、故障報警不準確等，制約了儀表進一步智能在線監(jiān)測水平的整體提升，在此提出解決方法及建議，供大家交流。

2.1　采集參數(shù)

目前，各計量企業(yè)在物料計量儀表方面大多采用的質量流量計，能源計量方面采用差壓、渦街、電磁、超聲波配二次儀表(流量積算儀)等方式，通訊方式采用RS485/RS232接口，通訊規(guī)約采用MODBUS協(xié)議。通過長時間的實踐工作發(fā)現(xiàn)，部分儀表廠家在儀表通訊接口編程方面設計存在可采集參數(shù)少，不完全遵循MODBUS通訊協(xié)議規(guī)約的現(xiàn)象，給企業(yè)的采集及監(jiān)控帶來一定的困難，因此儀表廠商規(guī)范儀表通訊接口程序的同時，應根據(jù)不同儀表類型建立相應規(guī)范的采集參數(shù)列表如質量流量計(儀表系數(shù)、K1、K2、D1、D2、TC、FD、小信號切除)，超聲波流量計(聲速SNDSP、上下游信號強度、信號質量)，二次儀表(功能參數(shù)、FUN、DPH、DPL、PH、PL、CH、CL、COE、RZ)等，通過這些儀表固有參數(shù)、過程參數(shù)和工藝參數(shù)等重要信息的讀取建立更為詳盡的儀表技術參數(shù)信息化臺賬，結合儀表運行參數(shù)(流量、溫度、壓力、密度)，為計量人員更加準確的掌控儀表運行狀態(tài)提供了詳實的參考數(shù)據(jù)，同時為更高一級的智能儀表故障診斷提供基礎。

2.3　儀表報警信息庫

計量儀表通過多年的發(fā)展與改進，大多已具備運行狀態(tài)自診斷功能，為計量人員分析儀表運行狀態(tài)提供了依據(jù)，但這些儀表的報警功能部分廠商未提供報警信息讀取功能，另外儀表廠商不同報警信息也不同，因此為了規(guī)范儀表報警信息查詢以及快速及時的診斷儀表故障，有必要在企業(yè)內(nèi)建立儀表報警信息庫(儀表類型、報警編碼、報警內(nèi)容、報警的原因、報警的時間)等信息。通過該庫的建立，為計量人員隨時查詢報警信息提供了可能，該報警信息庫是儀表本身固有的報警信息，結合儀表運行時產(chǎn)生的運行狀態(tài)報警信息，能夠全面準確的診斷儀表運行狀態(tài)，給更加智能的儀表狀態(tài)監(jiān)測提供了可能。

2.4　智能監(jiān)測與診斷

隨著企業(yè)計量儀表信息化建設的不斷深入與發(fā)展，儀表智能化在線監(jiān)測將成為未來企業(yè)計量信息化發(fā)展的必然趨勢。計量企業(yè)在實現(xiàn)了全面信息化數(shù)據(jù)采集的同時，應向現(xiàn)場更加智能化監(jiān)測與故障診斷方向邁進，以提高計量器具運行的穩(wěn)定性、計量數(shù)據(jù)的準確性、故障處理的及時性。

3　結束語

本文根據(jù)天津石化計量中心在信息化建設方面的情況，對儀表在線診斷和計量管理等方面進行了深入的研究,提出了對未來計量信息化發(fā)展的一些想法與建議，希望以此為還未建立系統(tǒng)的企業(yè)提供相應的參考，與各企業(yè)互相交流學習，通過不斷加大企業(yè)計量信息化建設，實現(xiàn)企業(yè)精準計量和節(jié)能降耗。

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