目前在工業技術發達國家和發展中國家都已形成比較完善的安全生產管理信息網,其內容包括安全生產法規及其查詢系統、安全生產應急管理系統及其事故預案系統、安全衛生信息統計決策支持系統等。最終建立一個以管理、生產、預警等綜合一體化的信息平臺。
應用MES系統之前,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,因此有時生產過程中出現一些異常情況不能及時地發現,嚴重時出現安全事故導致生產裝置停車。而主管生產人員必須到生產現場了解生產運行狀況,導致不能及時處理問題而影響生產。近年來,隨著自動化技術在企業中的廣泛應用,利用這些技術構建的安全信息管理平臺,不僅提高了企業對突發事件的綜合應變能力,而且大大的降低了事故的突發性,以及事故造成的財產損失和人員的傷亡。同時也做到了對企業各車間實時生產情況的統一管理、統一調度與統一監控。
項目概況
河南昊華宇航化工有限責任公司是中國化工集團公司的下屬企業。中國化工500強、河南省工業綜合實力百強、焦作市18家重點發展企業之一。以燒堿、聚氯乙烯樹脂為主業,與之配套的熱電、電石、工業鹽、水泥、PVC深加工、進出口貿易等為一體的綜合性企業集團。公司生產經營的危險化學品與人體皮膚和眼睛直接接觸可能造成灼傷,發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;生產和庫存的原料、產品與高熱源、強氧化劑等接觸,易發生火災爆炸。
系統設計及構成
系統設計
為滿足現場對生產情況的遠程實時調度、對重大危險源點的及時報警及處理方案、遠程視頻實時監控。經過綜合考察現場情況,系統方案設計在基礎辦公網絡和獨立生產自動化控制系統的基礎上,建立以實時數據庫的生產遠程調度管理系統、重大危險源點的遠程預警系統和遠程視頻監控為一體的綜合安全生產信息平臺。
通過主干網絡交換機,把以上全部資源整合到統一的網絡中,以服務器為基點通過硬件防火墻的防護同企業的辦公網絡連接起來。對下層網絡做到獨立運行,統一監控;對上層辦公網絡做到“以結點對網絡”,達到對企業下層生產網絡的最大防護。
系統構成
整個安全信息平臺采用二個環形網絡(拓撲結構網絡系統拓撲結構圖如圖1所示),由一臺生產實時監控服務器、一臺預警管理系統服務器、一臺視頻服務器、一臺硬件防火墻、8臺環網交換機、6個工段監控工程師站、13個上位機監控點、6臺危險源報警監控PLC、一套SQL Server 2005數據庫組成。生產實時監控服務器負責各個生產工段的工藝遠程動態生產調度、重大危險源的聲光報警、重點數據的歷史記錄與存儲、提供遠程WEB查詢功能。預警管理系統服務器提供整個重大危險源點的數據分析處理、預警處理預案。視頻服務器將處理全廠視頻監控點的動態監控與WEB查詢功能。

圖1 安全生產信息平臺架構圖
監控平臺主要采用中控公司的PIMS軟件,以實現整個系統的監控。PIMS生產信息管理系統,是一套用于生產管理的軟件系統。它提供了一個信息集成和管理的平臺,主要用于企業網絡環境下的全廠生產數據的采集、數據存儲、數據查看、數據處理和數據管理。它真正實現了辦公室和生產現場的信息溝通,實現了企業網絡環境下的實時數據的管理、實時流程查看、實時趨勢瀏覽、報警記錄與查看、開關量變位記錄與查看、報表數據存貯、歷史趨勢存貯與查看、生產過程報表生成、生產統計報表生成等功能,從而實現企業過程控制系統與信息系統的網絡集成與綜合管理。用戶可以通過微軟IE瀏覽器登陸PIMS Web Server瀏覽生產過程的信息,無須在遠程客戶端PIMS工作站上安裝PIMS軟件或其他任何客戶端軟件。
鑒于系統數據各危險源點比較分散,I/O數據采集量大,綜合考慮性價比,本方案集中選用中控小型GCS控制系統。SUPCON WebField GCS-1系統是中控控制系統家族的新成員,是一種面向中小型控制領域的“混合功能性”控制系統,可實現數據采集、過程控制、順序控制等實時任務。之所以被稱為“混合功能性”控制系統,是因為系統在進行功能設計時,除保留了常規DCS系統強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實時性性能。
生產實時監控服務器與預警管理系統服務器均采用DELL 工業級服務器,兩臺服務器之間采用PIMS軟件的雙機熱備功能,實現服務器數據的相互熱備。同時選用Windows 2003服務器版本作為網絡服務器操作系統,從而保證系統盡可能的達到高穩定性。

圖2 生產工藝監控流程圖
13臺上位機監控點,每個監控點均采用DELL專用PC機。并在充分考慮視頻遠程調用監控以及信息安全平臺遠程監控、使用便捷性的基礎上,客戶端在原有硬件的配置情況下擴充顯卡為512M,內存為1G,操作系統均采用Windows 2000 Professional。
硬件防火墻采用CISCO 506E,Cisco PIX 506E防火墻是應用極為廣泛的Cisco PIX 506防火墻的增強版本,可以通過一個可靠的、強大的安全設備為遠程辦公室和分支機構提供企業級的安全性。可以通過經濟有效的、高性能解決方案提供豐富的安全功能和強大的遠程管理功能,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,以及對各種遠程監控協議的支持。
主要實現功能
安全生產信息平臺是以PIMS軟件數據采集平臺為基礎,采用0.5S的速度調用生產現場DCS數據以及重大危險源點PLC數據;以PIMS圖像化編程開發軟件為平臺結合PIMS實時數據采集從而實現全廠生產系統集于一體的實時動態監控平臺、實時重大危險源點的預警傳輸、報警處理預案、實時趨勢、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軟件的遠程WEB瀏覽功能結合視頻采集軟件從而達到實時全廠動態視頻遠程監控;以PIMS軟件的報表功能可以實現生產的日報表以及各種企業生產數據報表。
實時數據、流程圖瀏覽功能
基于PIMS開發系統制作的流程圖能夠較真實地反映工藝流程情況,所有畫面具有實時、立體、動態效果,如液位升降、故障報警等。數據實時刷新,可達到0.5S的刷新速度。使企業管理層能夠清晰地了解當前生產情況及設備運行狀況。