某冶金集團為滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝以及內部管理的需要，基于“以信息化帶動(dòng)工業(yè)化”的宗旨，對原有生產(chǎn)調度系統進(jìn)行優(yōu)化升級，建立集生產(chǎn)調度、過(guò)程監控以及環(huán)保在線(xiàn)監控為一體的數據采集與集成工程項目。

一、項目簡(jiǎn)介

冶金集團下轄10個(gè)二級生產(chǎn)單位的關(guān)鍵生產(chǎn)數據的集中監控；并對廠(chǎng)區環(huán)保在線(xiàn)監控系統進(jìn)行數據集成。在二級生產(chǎn)單位建設數據分控中心，在信息中心建立數據總控中心，實(shí)現數據共享、集中監控和智能管理，為公司生產(chǎn)、安全、環(huán)保的組織和決策提供科學(xué)依據，為公司有效預防和及時(shí)處理各種突發(fā)事故和自然災害，提供有效手段，滿(mǎn)足生產(chǎn)、安全、環(huán)保的信息化管理要求。

生產(chǎn)調度系統的主要由生產(chǎn)監控、重大危險源監測、環(huán)保監測、網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)監測、短信報警推送、歷史回放功能6個(gè)功能子系統組成。生產(chǎn)監控主要監視二級廠(chǎng)礦單位的重點(diǎn)監控流程的關(guān)鍵數據； 重大危險源監測主要監視廠(chǎng)區內被安全環(huán)保部門(mén)列為重大危險源的罐體、工作站的液位、壓力、流量等數據；環(huán)保監測對整個(gè)廠(chǎng)區內120余套環(huán)保設備進(jìn)行數據采集、展示、分析；結合網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)監測、短信報警推送功能可對本項目監測范圍內的即將要發(fā)生的事故或者數據中斷提前預警，歷史回放功能可在發(fā)生事故后對當時(shí)的流程界面進(jìn)行歷史回放，觀(guān)測該流程的關(guān)鍵數據信息，分析事故發(fā)生的原因。

圖1 生產(chǎn)調度系統項目總圖

一、系統介紹

1. 系統設計

本次項目的實(shí)施范圍覆蓋該冶金集團10個(gè)二級生產(chǎn)單位，共計大小DCS系統69套，環(huán)保數采儀120余個(gè)，點(diǎn)數約3萬(wàn)。監控畫(huà)面400余幅，關(guān)鍵數據監控點(diǎn)20000余個(gè)。系統依托pSpace實(shí)時(shí)數據庫平臺，自動(dòng)記錄歸檔各監測點(diǎn)位的實(shí)時(shí)數據。并根據工藝要求，配置關(guān)鍵監測點(diǎn)的報警信息。生產(chǎn)調度平臺通過(guò)WEB發(fā)布可監控pSpace數據庫中各監控點(diǎn)位產(chǎn)生的報警信息，同時(shí)環(huán)保監測數據通過(guò)環(huán)保監測平臺進(jìn)行查詢(xún)，趨勢分析及展示。強大的歷史回放功能可在事故發(fā)生后對事故發(fā)生區域監控界面進(jìn)行回放，監測事故發(fā)生時(shí)各關(guān)鍵監控參數的變化。為保證該冶金集團二級生產(chǎn)單位的工控網(wǎng)絡(luò )安全，采用力控華康的工控安全防護網(wǎng)關(guān)及工業(yè)防火墻對工控網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行防護，確保二級生產(chǎn)單位免受木馬等病毒的威脅。

2. 系統架構

圖2 生產(chǎn)調度監控網(wǎng)絡(luò )架構圖

如圖2所示，生產(chǎn)調度監控系統采用力控華康PSL系列工控安全防護網(wǎng)關(guān)通過(guò)DCS系統的OPC等工業(yè)接口采集各二級生產(chǎn)單位關(guān)鍵生產(chǎn)工藝監測數據。經(jīng)過(guò)安全隔離隔離后以力控科技私有協(xié)議將數據上傳到各分控中心的數據匯總服務(wù)器（ForceControl7.1）。分控中心利用力控科技私有協(xié)議的斷線(xiàn)緩存功能和總控中心pSpace 實(shí)時(shí)數據庫的數據回補功能，保證數據的完整性和準確性。在各分控中心和總控中心之間使用力控華康的ISG系列工業(yè)防火墻進(jìn)行協(xié)議深度隔離，保證各分控中心的安全。生產(chǎn)關(guān)鍵數據及環(huán)保監測數據通過(guò)內部協(xié)調傳輸到WEB服務(wù)器。Web服務(wù)器上安裝實(shí)時(shí)數據庫客戶(hù)端psView軟件，通過(guò)psView自帶的圖形編輯功能，將監測點(diǎn)位以圖形和表格等多種方式展現。psView工程界面通過(guò)自身獨特的WEB發(fā)布方式進(jìn)行發(fā)布，完全不依賴(lài)系統的IIS及第三方發(fā)布平臺，調度中心使用IE\360等瀏覽器進(jìn)行進(jìn)行頁(yè)面查看。環(huán)保監測數據同時(shí)進(jìn)入關(guān)系數據庫，供環(huán)保監測平臺分析調用。部署手機APP平臺Anyview，使得移動(dòng)端用戶(hù)可隨時(shí)打開(kāi)調度系統進(jìn)行生產(chǎn)工藝界面的查看。在工控網(wǎng)絡(luò )安全方面，部署安全審計平臺及工控安全管理平臺，安全審計平臺對工控網(wǎng)絡(luò )內數據傳輸協(xié)議及流量進(jìn)行審計，工控安全管理平臺可對部署的工控安全防護網(wǎng)關(guān)和工業(yè)防火墻進(jìn)行監視和管理，及時(shí)獲取設備運行信息及網(wǎng)絡(luò )異常報警等信息。在工控關(guān)鍵位置安裝主機安全衛士，保證工控系統的安全。

3. 系統優(yōu)勢

本項目主要是通過(guò)實(shí)時(shí)數據庫pSpace及客戶(hù)端psView與工控安全設備融合，再結合力控產(chǎn)品ForceControl7.1和Anyview，將生產(chǎn)調度系統功支撐起來(lái)。其中，實(shí)時(shí)數據庫pSpace作為整個(gè)項目的數據中心，ForceControl7.1為分控中心的數據中心，匯總分控中心數據后傳入總控中心pSpace。使用工控安全設備保證了整個(gè)系統的工控網(wǎng)絡(luò )安全，實(shí)時(shí)數據庫客戶(hù)端psView和Anyview支撐起調度中心用戶(hù)和移動(dòng)端用戶(hù)的調用。

(1) 強大的界面展示功能

實(shí)時(shí)數據庫客戶(hù)端psView采用WEB發(fā)布的形式和Anyview相結合，數據源為實(shí)時(shí)數據庫pSpace。調度中心相關(guān)用戶(hù)即可通過(guò)IE\360等瀏覽器進(jìn)行界面調用，又可在移動(dòng)端進(jìn)行界面查看，兩種界面展示的數據及功能完全一致。

(2) 完善的工控安全機制

在各個(gè)二級生產(chǎn)單位的各類(lèi)DCS系統數據進(jìn)入各分控中心前，采用力控華康PSL系列工控安全防護網(wǎng)關(guān)進(jìn)行物理隔離，對二級生產(chǎn)單位的各DCS系統建立第一道安全防護。各分控中心數據匯總后進(jìn)入總控中心pSpace實(shí)時(shí)庫，采用力控華康的ISG系列工業(yè)防火墻進(jìn)行協(xié)議深度隔離，對整個(gè)分控中心的工控網(wǎng)絡(luò )安全建立第二道安全防護。同時(shí)在指揮中心部署了工控安全審計平臺和工控安全管理平臺，對生產(chǎn)調度系統數據采集專(zhuān)網(wǎng)內的數據協(xié)議及流量進(jìn)行深度審計，對所有工控網(wǎng)絡(luò )安全設備進(jìn)行管理。

圖3 工控安全系統架構

(3) 專(zhuān)業(yè)的環(huán)保監測平臺

環(huán)保數據監測是冶金企業(yè)對安全環(huán)保的重中之重，也是安全生產(chǎn)的保障。為此本項目中專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)了一套環(huán)保監測平臺，采用表格形式，直觀(guān)展示各個(gè)二級生產(chǎn)單位排放口的污染因子濃度值。并根據濃度閾值，在污染物超標時(shí)通過(guò)統一的報警管理界面進(jìn)行展示。同時(shí)在調度中心也可通過(guò)WEB客戶(hù)端進(jìn)行查看。

圖4 環(huán)保數據監測平臺

(4) WEB發(fā)布與信息化系統集成

實(shí)時(shí)數據庫客戶(hù)端psView的WEB發(fā)布機制完全不依賴(lài)第三方發(fā)布系統，通過(guò)簡(jiǎn)單的操作即可實(shí)現WEB發(fā)布。同時(shí)在對發(fā)布文件進(jìn)行簡(jiǎn)單的二次開(kāi)發(fā)即可實(shí)現每個(gè)窗口都有一個(gè)對應的URL地址，通過(guò)IE調用URL地址的方式就可以實(shí)現與信息化系統的集成。

圖5 WEB發(fā)布配置界面

三、項目總結

生產(chǎn)調度監控系統的完成，調度人員能夠通過(guò)客戶(hù)端、Web、手機APP、短信形式了解實(shí)時(shí)設備生產(chǎn)運行狀況、工藝流程、報警等相關(guān)信息，實(shí)現準確、快速的實(shí)時(shí)調度；專(zhuān)業(yè)的環(huán)保監測平臺使得該企業(yè)進(jìn)一步貫徹落實(shí)“綠水青山就是金山銀山”的方針政策；統一管理生產(chǎn)、運行基礎數據，輔助控制及降低生產(chǎn)、運行成本，提高資源利用率；將管理理念植入信息系統中，輔助實(shí)現業(yè)務(wù)流程的規范化；通過(guò)生產(chǎn)調度系統為調度人員提供分析支持，同時(shí)為生產(chǎn)管理人員進(jìn)行科學(xué)管理提供決策依據，保證了生產(chǎn)的安全和穩定。