化工安全生产系统建设项目技术设计方案.docx
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化工安全生产系统建设项目技术设计方案
化工安全生产系统建设项目
技术方案
第一章前言4
1.1.说明4
1.2.AAAAAA软件承担本项目的优势5
1.2.1.专注于流程性行业信息化的专业公司6
1.2.2.具有丰富经验的实施团队7
1.2.3.规的管理体系与良好的文化氛围7
1.2.4.科学、严谨的项目实施方法论8
1.2.5.严格、完善的质量管理体系9
1.2.6.容丰富、翔实的知识库9
1.2.7.完善的运维和专业化的技术支持10
1.3.同类项目业绩10
1.3.1.天原MES项目11
1.3.2．柳化氯碱安全生产管理系统12
1.4.设计原则16
1.5.遵循标准18
第二章项目简介20
2.1.企业简介20
2.2.项目背景21
2.3.项目目标21
2.4.项目实施要求22
2.5.项目预期效果22
2.6.系统建设容23
第三章技术总体方案26
3.1.系统目标26
3.2.系统构架26
3.3.系统技术路线27
3.4.系统拓扑结构29
第四章某化工安全生产建设容30
4.1.数据集成平台30
4.1.1.平台目标31
4.1.2.平台功能32
4.2.实时数据库40
4.3．安全管理模块43
4.3.1.系统构造44
4.3.2.电子地图（GIS）44
4.3.3.现场报警信号采集46
4.3.4.人员信息数据采集48
4.3.5.气候数据采集48
4.3.6.视频监控系统集成49
4.3.7.预案处理50
4.3.8．短信子系统51
4.3.9.日常管理53
4.3.9.1危险作业审批54
4.3.9.2安全教育54
4.3.9.3其他管理54
4.4．生产计划55
4.5.生产过程监控55
4.5.1.全厂装置总貌图监视56
4.5.2.各车间装置流程图监视57
4.5.3.关键参数实时监控58
4.5.4.位号实时趋势浏览59
4.5.5.实时报警60
4.6.生产调度管理60
4.6.1.系统目标与作用61
4.6.2.公用工程监控61
4.6.4.调度事件管理62
4.6.5.生产报表63
4.6.6.领导查询66
4.7.品质管理68
4.8.成本管理68
4.9．环保数据监控69
4.10．设备管理70
4.10.1状态监测71
4.10.2资产管理73
4.10.3运行管理75
4.10.4维护管理77
4.10.5工单管理79
4.10.6综合分析81
4.11．企业文化81
第五章基础信息建设82
5.1.数据采集网络83
5.2.服务器运行网络83
5.3.对外发布网络84
5.4.视频传输网络84
5.5.网络安全设计85
5.5.1.数据采集网络85
5．5.2.服务器运行网络86
5.5.3.服务器系统安全86
5.5.4.防火墙87
5.5.5.网络防病毒措施87
5.6.数据采集88
5.6.1.概述88
5.6.2.AAAAAA接口体系88
5.6.3.OPC技术88
5.6.4.涉及数据采集系统90
第六章服务及承诺91
6.1.服务总则91
6.2.系统技术服务策略92
6.3.服务方式及响应时间93
6.4.质量保证94
6.5.接口、用例及数据字典94
第七章公司业绩96
7.1.生产执行系统（MES）96
7.2.先进控制（APC）98
7.3.流程模拟（ProcessSimulation）101
7.4.油品调合（Blend）101
7.5.软测量（SoftSensor）102
7.6.数据挖掘（DataMining）102
7.7.咨询（Consultation）103
7.8.国家科技项目103
7.9.系统维护104
附件．设备清单105
附件一.软件部分105
附件二.硬件部分106
第二章项目简介
2.1.企业简介
某（集团）组建于1996年7月，是某生产建设兵团农八师的大型国有企业。
集团控股的某股份于1997年6月在交易所上市、某节水灌溉股份于2006年2月在成功上市。
集团所属产业涉及塑料制品、节水器材、化工、电石、食品、热电、矿业、建材、对外贸易、建筑与房地产等多个领域。
2010年底企业总资产达260亿元，主营收入157亿元，实现利税19亿元，各项经营指标连续多年均以40％左右的速度递增。
聚氯乙烯、烧碱、电石、节水器材、塑料加工、电石渣水泥已位于全国行业第一。
某集团研究、开发的成本低、性能好、农民用得起的“某滴灌系统”在全国已累计推广约3600万亩，并成功走向西亚多个国家，目前公司具有年产600万吨节水器材生产能力。
“某”牌聚氯乙烯被为“中国名牌产品”和“中国知名品牌产品”；集团公司党委被中组部、国务院国资委授予“全国国有企业创建‘四好’领导班子先进集体”荣誉称号，企业荣获“全国五一劳动奖状”；连续多年位列全国制造业500强，2010年9月某荣膺中国企业500强；2010年7月，某集团荣膺中国轻工业塑料行业十强企业首强；2010年7月，某集团荣获“全国信息化和工业化融合促进节能减排试点示企业”；“某牌”节水成套设备为“中国驰名商标”;由某集团研发的西部干旱地区节水技术及产品开发项目荣获2009年度国家科技进步二等奖。
某集团用循环经济的理念发展煤电一体化产业，使传统高污染、高能耗的电石法聚氯乙烯生产工艺发生了根本性的变革。
2005年，某集团作为某唯一一家入选“全国第一批循环经济试点单位”的企业。
集团公司连续多年被评为“全国石油化工节能减排先进单位”。
某发扬“团结、奉献、拼搏、创新”的企业精神，通过十多年的发展，目前已具有年产120万吨聚氯乙烯树脂、100万吨离子膜烧碱、200万吨电石、400万吨新型干法电石渣制水泥生产能力和140万千瓦发电能力，位居全国氯碱行业第一位。
某化工是某集团下属公司，年产100万吨烧碱和120万吨聚氯乙烯项目。
2.2.项目背景
坚持以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，走出一条科技含量高，经济效益好，资源消耗低，环境污染少，人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子，是企业提高对市场的响应能力，在市场竞争中立于不败之地的必然选择！
目前，以信息集成为核心的企业综合自动化系统在国外的许多企业已经投用，并且取得良好的使用效果。
实践表明：
它能够将先进的、科学的管理方法更好地应用于流程工业，将生产管理的经验和领域专家的知识结合起来，协调并参与实时生产管理过程，再结合产品的市场行情，搞好市场分析，形成最佳的生产结构，从而创造更大的经济效益。
某化工生产装置具有工艺流程复杂、设备数量多、操作难度大、自动化程度高、高度工艺联合等特点，配以相应的储运系统，循环水、空分、消防、污水处理等公用工程系统后，是一座典型的现代化化工联合工厂。
做为一个新建现代化企业，面对竞争日益激烈、瞬息万变的市场，要在未来的竞争中保持强劲的核心竞争力，公司在生产控制、管理、经营等方面必须有强大、完善的信息系统提供支撑，以便对市场做出正确、快速的响应！
某化工根据信息化建设“整体规划、效益优先、重点突破、分步实施”的指导方针，从底层仪表、控制系统、生产管理系统到上层的经营决策系统进行了全盘同意考虑，从源头上避免“信息孤岛、通讯孤岛”的出现。
在这样的背景需求下，某化工提出了本企业信息化建设的MES需求，以期与优秀的系统集成商合作，建设某化工高效的生产管理信息化平台系统。
2.3.项目目标
本次项目以服务某化工安全生产为主导的化工信息化解决方案，实现生产调度信息实时性、调度指令准确性，生产安全的预警、预案。
使企业的决策者能随时了解企业关键经营数据，现场安全情况，协助决策。
未来的信息系统不仅能对全厂生产情况的进展、关键参数安全性、生产计划、企业安全状态等有效了解，还能让决策者随时了解整个企业运转实时信息，并支持各业务部门的高效运作。
2.4.项目实施要求
1.要求项目实施过程严格按照项目工程管理规，以确保项目的按期、顺利、保质完成；
2.根据项目实现容，给出详细的培训方案、计划、容、方法，确保项目实现过程中的知识转移；
3.根据项目需求，梳理并提供企业与生产管理相关的标准/规、工作流程/职责、操作规化、制度等。
2.5.项目预期效果
通过项目建设，某化工将建设成为一个具有现代化、信息化的调度中心，做到生产工艺可视化、调度现场化、现场关键设备视频化、安全预警实时化，通过调度中心就能把监控整个工厂的生产情况及生产安全一目了然。
建立具备高水平的现代化科技的调度室，提高企业形象，做到各级领导只要通过调度室就能感受到企业现代化水平和管理水平。
一、促进现代化企业管理制度的建立
系统的投用，使管理人员树立科学管理的理念。
生产执行系统的投用，为管理者掌握大量的生产信息，定性定量地分析企业运转过程中的各项技术经济指标提供了可靠的依据，为企业对市场的应变能力，提高企业的竞争能力提供了有力的工具。
二、将现场安全报警信号、人员考勤情况和现场视频实时集成一体，形成了完善的安全防系统。
三、实现生产数据及管理数据的整合，为企业的整体信息化提供统一的数据源；
四、生产过程控制指标和质量数据作为公司最重要的资源被纳入系统，实现设计资源与生产基础数据的连接；
五、生产管理顺畅，消除偏差及时，优化生产组织，部门协同工作，生产有序、高效
六、实现信息集成，提高办公效率
系统集信息管理、生产经营和领导决策为一体。
保证了数据的高度集成和网上共享，改变了传统的手工书面的数据传输方式，缩短数据收集和分析的时间，加强了企业部各部门之间的信息联系和工作安排，提高了办公效率。
七、远程访问，实时把握生产情况
只要能上网地方多能实时访问到系统，实时了解生产情况。
发生异常实时监控了解各方信息为决策提供辅助功能。
八、提高了设备利用率
通过报告设备中断时间和设备停机原因，从而缩短停机时间。
为生产能力的平衡，跟踪生产瓶颈。
通过提高设备利用率，迅速收回设备投资。
九、帮助用户“节能减排”
通过对高耗能设备能源消耗的监控与优化及对生产全过程的质量分析与控制，为用户“节能减排”提供良好的平台支持，提供化工企业的效益和市场综合竞争力。
一十、为生产经营提供决策依据
系统的信息依据两库中的数据，建立统一界面和形式多样的显示方式：
如表格、趋势、柱图等。
客户端以浏览器方式查询，甚至在外地也可以通过INTERNET进行即时查询浏览，以便及时、全面、准确地了解企业有关生产经营管理的信息，为领导科学决策提供依据。
2.6.系统建设容
通过三天的现场需求调研及听取了贵公司的高层领导的意见，本次系统建设容由以下模块组成
一、MES核心套件（基础组成）
软件方面:
数据集成平台、实时数据库
基础硬件方面:
构建安全生产数据采集网
二、安全管理模块
软件方面:
电子地图、考勤系统的集成、现有生产安全报警系统与预案集成、视频集成平台
基础硬件方面：
构建全厂的视频网络系统及现有生产安全消防报警系统
三、生产计划
集团总调下达生产指令，调度中心进行排产，调度中心结合配方自动生成原料清单及库存情况，实时更新原料库存信息及时反馈调度中心，及时更新排产计划。
四、生产过程监控
按企业组织结构组织全厂流程图。
实时趋势分析、多位号趋势分析，汇总关键参数、关键设备开停状态，使调度一目了然了解生产情况。
出现生产异常及时提醒，根据生产预案及时处理，根据异常分类及时短信通知。
五、生产调度系统
调度日志管理、异常生产记录、产品库存信息、统计报表、每天定时向指定用户提供当天产量及消耗情况短信、工艺管理。
六、品质管理
原材料质量、成品质量由集团化验中心负责检验，并通过0A发布检验结果，本模块从中提取相关数据并进行统计分析。
中间产品由化验室负责检验，化验结果经过分类和录入后，影响产品质量及时通过平台反馈到调度。
七、成本管理
细分各分厂的产品或中间产品物料组成，形成详细的BOM表。
统计生产情况、消耗情况，形成产品或中间产品比较完整的成本计算体系，可追溯到批次成本。
可进行日、月、年的成本分析比较。
八、环保监控
实时监控环保数据，发现异常及时报警，分析出现异常情况原因，建立相对应的处理预案。
九、设备管理
固定资产、设备维护、设备检修、设备运行状态监控，对大型、关键动设备等进行实时监控，发生异常及时提醒。
十、企业文化
将企业在经营过程中所创造具有自身特色的物质财富和精神财富进行总结，本着不断向员工传输企业理念、企业使命、企业经营宗旨等，以做到用员工的行为理念提升企业生存价值的目标。
第三章技术总体方案
3.1.系统目标
从信息化规划的角度，对某化工信息化系统进行前瞻性的统一设计，建设企业完善的“信息高速公路”支撑环境，生产调度系统的建立，结合原有MEP系统实现控制信息、管理信息、经营信息的上传下达；从支撑企业管理的角度，借助信息技术与现代管理技术相结合，在企业经营、生产、供应、营销和管理服务的全过程中，通过信息集成、过程优化、资源配置，实现物料流、信息流、资金流的集成和优化，提高企业市场应变能力和核心竞争力。
引进先进的管理理念和管理思想，对业务流程进行优化和重组。
将优化和重组后的业务流程在应用系统中固定下来，使业务操作规，透明，高效，从而更好的保证工作质量。
通过数据的信息化，运用一定的计算模型进行处理，为管理和决策提供准确、实时的数据分析与决策支持。
3.2.系统构架
某化工信息化系统基于AAAAAA“三层两库”（三层：
数据采集层、数据处理层、数据应用层；两库：
实时数据库、关系数据库）的信息化模型设计，通过管理网和控制网实现信息“自下而上、自上而下”的双向通讯。
ZZZ是一家专门为企业管理提供整体解决方案的自动化集成供应商，其解决方案在上百家企业得到了成功的应用，并为企业带来了可观的经济效益。
针对化工企业的特点，采用先进的计算机技术、网络技术、信息技术以及监控技术，实现对企业“人、机、料、法、环”的跟踪、计量、调度、分析、核算管理，建立“三流合一”（指物料流、信息流、资金流）的信息集成平台，做到现场监控可视化、业务调度最优化、能量使用有序化的目标。
3.3.系统技术路线
某化工生产调度系统的建设将遵循.Net的技术路线。
.Net的运行环境是.NetFrameWork，该框架不断地被微软更新其版本，是完全免费的。
而且目前已经有GNU组织在开发Liux上运行的.Net。
.Net在设计理念上提倡多版本并存，而且提供了这方面的良好支持，所以使用.Net也同时意味着可以不断地获取性能和功能的改善。
基于目前的.Net技术发展水平，其适用于构建大中小型的Web应用，可以方便提供WebService和NetService，由于.Net是一个于平台高度集成的框架，所以，大大降低了开发Windows应用的难度，并且可以轻松实现多语言集成和托管/非托管代码的混合模块编程。
再结合公司的实际情况，.Net目前适合的集中主要的开发模式如下：
完全基于数据库的Web应用，可以处理较复杂的事务流、工作流，适合企业综合自动化类应用
以Windows服务为核心的Web应用，用于处理复杂的运算和对事务处理性能要求较高的应用，适合DataPro类的应用。
对过去开发的DCOM应用的包装，在Web上暴露丰富的监控功能，适合实时数据平台和先进控制系列软件类的应用。
在生成ASPWeb应用程序时，主要采用N层体系结构进行Web应用程序的开发。
N层应用程序最初是为了解决与传统的客户端／服务器应用程序相关的问题而出现的。
所谓层次的概念就是一层一层分割一目了解的处理方式。
层次体系就是利用分层的方式来处理复杂的功能，层次系统要求上层子系统可以使用下层子系统的功能，而下层子系统不能够使用上层子系统的功能。
一般下层每个程序接口执行当前的一个简单的功能，而上层通过调用不同的下层程序，并按不同的顺序来执行这些上程序，层次体系就是以这种方式来完成多个复杂的业务功能的。
软件分层有以下优点：
●良好的透明和封装；
●高聚、低耦合；
●易于扩展、维护和重用；
●开发人员易于分工，提高开发效率。
缺点：
●效率降低；
●开发难度增大。
通常的，三层最常见。
也即在客户端与数据库之间加入了一个“中间层”。
Web应用程序分为三层：
表现层、中间层和数据层。
表现层侧重于对Web应用程序外表的设计，主要使用CSS、JavaScript、VML等技术。
Web层为管户提供对应用程序的访问。
Web层由ASP.NETWeb窗体和代码隐藏文件组成。
中间层又叫做应用逻辑层。
主要目的是完成相应应用逻辑的实现。
根据实际的需要再划分其它的。
数据层主要实现数据库操作的封装。
著名的.NETPetShop就是一个典型的三层结构。
.NET项目小组也主要采用三层体系结构，但对中间层依据实际情况加以分析、分层。
在即将实施的某化工项目中打算采用五层体系架构。
将中间层分开业务外观、业务规则、数据访问、业务实体层等五层
由于将业务逻辑放在中间层应用器上，这样业务逻辑与用户界面分开。
在保证客户端功能的前提下，为用户提供一个简洁的界面。
这意味着如果需要修改应用程序代码，只要对应用服务器进行修改，而不用修改成千上万的客户端应用程序。
从而使开发者可以集中精力应用系统核心业务逻辑的分析、设计和开发，简化了应用系统的开发、更新和升级工作。
3.4.系统拓扑结构
根据我们的实施经验，并结合某化工的实际情况，为了达到建立合理的统一数据平台，更好的保障各DCS控制系统的安全性和稳定性的目的，我们采用如下所示的网络体系结构：
说明：
1.构建办公局域网、数据采集网、现场控制网三层网络；
从网络层次方面来将整个系统的网络划分为办公局域网、数据采集网、现场控制网三层。
其中办公局域网为某化工的公司局域网，为本系统的最终使用网络平台。
数据采集网由应用服务器、实时数据库服务器、系统中心交换机、数据采集交换机以及数据采集网关组成，功能是采集各控制系统或智能仪表中的实时数据并进行相应的数据应用及Web发布；现场控制网由各装置的DCS/PLC控制系统以及需要进行数据集成的智能仪表组成。
2.生产局域网采用独立的网络路由；
为了保障控制系统的独立性，避免办公局域网对控制系统的干扰，将建设独立网络路由来构建独立于办公局域网的生产局域网。
根据现场实际调研，某化工已经完成了大部分网络建设。
后续需要联入系统的主要有电力系统及3套西门子PLC系统。
第四章某化工安全生产建设容
某化工安全生产系统是服务与调度人员的一个平台,它的建设主要是解决调度人员在现实调度中所需的各个工段生产数据、共用工程数据、物料跟踪、化验室数据涉及到影响到稳定生产的所有数据。
生产调度系统主要有数据集成平台模块、实时数据库系统、生产工艺监视模块、厂级生产调度管理模块组成，建立生产调度系统还需建立相对应的安全的生产数据采集网络。
整个生产的工艺流程图如下：
4.1.数据集成平台
某化工信息化建设系统的目的通过信息技术和计算机技术相结合，建立一套完整的、科学的、能适应本企业实际需要的信息系统，建立企业核心数据平台，整合信息资源，提高某化工生产管理效率、生产能力和综合竞争能力。
而某化工生产经营各环节是密不可分的，正所谓“牵一发动全局”，因此，保证在整个价值链上的，经营管理的集成、人和组织的集成、物流、信息流和资金流的集成是非常重要的。
这些管理上的集成需求从技术角度可以表现为两方面，数据流集成和业务流集成。
由于生产经营各环节的紧密联系，整个信息化系统组成部就有了多样化，例如OA系统是一家公司，ERP又是另一个厂家，还有库存管理、销售管理，这些系统多是各自为政，但企业在发展过程中各系统的信息交换通常是双向的、频繁的。
那么这样把这些系统进行有效的结合？
目前先进的集成模式是采用先进的集成框架技术和核心数据库技术，这样不但可实现信息流集成、业务流集成，还方便了维护，并且为企业提供了可扩展的应用环境，支持企业的长远发展。
但核心数据平台技术的实现需要企业信息化建设已经有深厚的基础，有丰富的应用经验来支撑，投资大，规划和建设的周期长。
数据集成平台是针对企业提出的新战略，目的是通过先进成熟的计算机网络技术和通信技术手段构建一个高质量、高效率、智能化、无地域限制的管理平台。
AAAAAA数据集成是基于Microsoft.Net开发技术和模型驱动架构，是面向业务应用的管理软件开发平台。
平台提供元模型定义工具、界面设计工具、系统发布工具和运行时框架组件，帮助软件开发人员突破技术瓶颈，实现少写源代码或不写源代码、快速地开发应用软件的目的。
数据集成同时支持C/S架构和B/S架构，能够极增加开发和部署软件系统的灵活性。
AAAAAA数据集成基于模型驱动架构，不仅能够快速地开发应用软件，而且所开发的业务构件具有高聚性和低耦合性，能够根据的用户需求快速地对业务构件进行调整配置，降低了工程项目实施和维护过程中的成本和风险，使系统能够充分满足用户的个性化需求，以及用户不断发展和完善信息系统的长期目标。
4.1.1.平台目标
在现实中MES实施碰到的问题，不仅仅要解决生产系统中的信息孤岛问题，还要形成一个可互操作的信息交换平台。
由平台负责各个应用系统的信息集成，规企业生产所产生的信息，形成生产信息中心，对企业各个层次的应用系统提供信息支撑，上到ERP，下到DCS/PLC，将企业各个层次有效联系在一起。
综上所述，过程信息集成平台的目标，是完成企业MES建设过程中的数据集成，并为业务开发提供所需的基础组件以及基础信息。
⏹提供统一的数据集成接口
✧实时数据库
✧关系数据库
✧平面文件
⏹提供统一的信息互访服务
✧B2MML支持
✧WebServices
⏹对基础信息进行管理
✧组织机构管理
✧用户管理
✧权限管理
4.1.2.平台功能
1）用户管理
企事业机构是团队协作的整体，业务分工、权限控制是整体信息系统的基本要求之一。
为此集成平台提供了全面组织架构管理，支持层级机构和用户组机构，满足现代企事业机构复杂、灵活的矩阵式组织模型的要求。
Ø支持用户组模型
用户组是在企业经营活动中为了执行某一任务、适应市场变化或者其他需要而动态组建的、跨部门划分的一种组织形式。
Ø支持层级式组织机构（金字塔）
企业的组织机构由一系列层次化的组织单元构成，每一个组织单元属于某一个层次，对其下一层次的组织单元具有管理职责与权限，并对上一层次的组织单元负责，从而形成企业的组织树。
2）应用管理
集成平台通过对各类操作权限设置和组织机构设置紧密配合来实现应用分工以及业务权限管理。
集成平台权限配置不仅可以对组织、用户组、人员进行一般性的权限配置，还可以实现权限分层管理以及权限继承等复杂的权限管理功能。
集成平台业务应用和权限管理的能力包括：
Ø应用分工
通过功能权限定义组织成员所能执行的业务职能的围。
功能权限赋予组织单元或岗位能够执行的工作或者任务，限定了它们可执行的业务功能围和功能活动围。
Ø管理权限
包括上下级管理、部门和岗位管理权限、分级授权等。
管理权限确定了组织构成部分的隶属和管理关系，体现了组织成员的分级和分管职能。
Ø操作权限
包括界面访问权限、动作控制权限、事件访问权限。
用户可以通过业务操作，依据业务操作策略来管理和限制操作者的业务操作权限。
这里的业务操作特指对具有相同业务共性的抽取。
3）数据管理
数据源管理是数据管理的基础模块，数据源管理
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