1、背景

隨著石化行業的發展，規模化、高技術等發展趨勢不斷加深，石化企業逐步完成自動化、信息化。尤其在物聯網時代，為石化行業提供了更大的數據集成平臺和決策支持平臺。

首先是石化企業的自動化，各類石化設備都采用智能控制系統，不斷減少惡劣環境、野外環境下的人工干預。但是，各類設備的控制系統種類繁多，所使用的數據通訊協議和控制協議差異性很大，這也使得石化企業增加了許多額外的投入和負擔。隨著物聯網技術的深入應用，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，各類生產過程的數據意義逐漸凸現。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，都將為企業創造巨大的價值。首先，生產數據的分析，可以直接應用到日常的生產過程，用以監測產品質量變化，改進生產工藝；其次，企業管理最需要的就是企業的各類數據，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。ERP，MES等各類的系統一時充斥軟件市場。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，能夠隨客戶企業的發展歷史不斷容納歷史的輝煌，存儲歷史紀錄；能夠預見未來的發展，提供開放的接口。

2、亞控信息化系統解決方案

一個好的信息化系統，應該具有四個開放的平臺：

開放的數據采集、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、PLC、DCS、SCADA、智能儀表、智能板卡等擁有開放數據接口的數據源的數據，能夠將企業的所有數據及時、準確地采集上來。

穩定可靠的數據存儲平臺：能夠容納大規模的企業生產數據，及時、高效的將數據存儲，并且能夠滿足高速、大批量、多客戶端的數據訪問需求，能夠保證數據的安全、可靠和可恢復。

靈活、開放、實時的數據分析處理平臺：能夠基于歷史數據、各類事件完成企業數據的實時分析處理。能夠完成生產數據到企業信息的裝換，使得企業的生產、管理能夠得到足夠的信息支撐。同時，能夠滿足企業發展的需要，提供開放的平臺，容納企業不斷變換的數據分析需求，而不是有新的分析就要新的系統開發。

高效、精美的數據展示平臺：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展示客戶數據。同時展示的數據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據模型，降低展示系統得開發量，降低展示系統維護難度。

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

亞控公司提供的信息化系統體系結構如下圖所示：

系統結構圖

系統模塊與數據流向

整個系統由三部分組成，現場層、數據服務中心、數據分析層和數據展示層。

2.1 現場層

現場層采用I/O Server作為數據采集器，能夠采集所有提供數據采集接口的數據源的數據，同時，I/O Serve完成設備采集鏈路的監控。I/O Serve通過Internet將數據轉發到服務中心的I/O Mater，由I/O Master將所有的采集數據匯總，轉發給數據存儲系統。

在現場層，可以將I/O Server部署在一臺上位機上，I/O Master部署在數據中心。

2.2 數據服務中心

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

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

2.3 數據分析層

數據分析層采用北京亞控的百科全書系統的數據分析平臺，分別為：數據計算分析工具KingCalculation；事件監測工具KingA&E；數據對象化組織工具KingModel。所有這些工具為用戶將原始的采集數據轉化為信息、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，也支持配置與執行的分布式部署，可以分布式部署多個執行服務。

2.4 數據展示層

在決策層中，決策者可以通過本地畫面系統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、主要的系統配置

3.1 I/O Server

對于任何一個工業自動化系統來說，數據采集都是必不可少的，數據采集已經由早期的系統從屬的功能躍變為系統主要 的功能；以往數據采集主要有通過計算機串行通訊口采集（包括使用MODEM、電話線進行數據傳輸），通過計算機板卡采集，通過以太網采集，通過各種總線采 集以及采集本機其他應用程序提供的數據，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，其中比較特殊的是利用 GPRS網絡和CDMA網絡進行數據無線傳輸，用戶對各種數據傳輸的可靠性和實時性的要求越來越高。

由于自動化設備廠商不斷涌現，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據采集。亞控科技為滿足用戶的需求，適時開發了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等各類協議和自定義協議接口；

支持超過3600種工控設備；

具有獨立的歷史數據緩存庫，支持斷點續傳；

支持串口，以太網，板卡，光纖，GPRS，CDMA，MODEM，WiFi、域名解析等各種數據傳輸方式；

支持和第三方應用程序交換數據；

提供強大的動態鏈接庫開發包和SDK開發包；

采集速度：1000點，200ms以內；

最大點數：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

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

同時，如果客戶的下層采集系統可以直接提供數據采集功能，I/O Master可以完成用戶采集系統與工業庫等數據存儲系統之間的數據格式轉換，使用戶不必改變原有的數據采集系統，只需要定制統一的數據解析轉換接口。

3.3 KingHistorian工業實時數據庫

工業實時數據庫KingHistorian是亞控科技最新推出的產品。工業數據庫KingHistorian定位于企業一體化方案中的數據中心和應用平臺，能夠為企業的各級人員及時的提供所需要的信息。它不僅是企業管理信息系統（MIS，Management Information System）與分布控制系統（DCS，Distributed Control System）之間的橋梁，而且是整個生產執行系統（MES，Manufacturing Execution System）的基石。

通過使用工業實時數據庫KingHistorian，可以實現：

（1）高速在線存儲100萬測點長達10年的企業生產過程數據；

（2）組態畫面與數據采集功能分離；

（3）為生產過程優化提供數據；

（4）為企業擴展提供參考模型；

（5）為事故追訴提供事實依據；

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

3.4 數據應用系統

數據應用系統是一個專門為工業庫數據開發的數據分析、數據展示平臺。平臺分為數據分析層和數據展示層。不同的層次間通過同一數據接口通訊。

（1）數據分析層：

KingCalculation是基于工業歷史數據的、實時在線的數據計算分析工具，它能夠獨立的分布在不同的計算機上完成工業庫數據、關系庫數據等的計算分析。支持腳本編輯計算分析方法；支持嵌入用戶自定義DLL函數包；支持分布式部署計算執行、配置；

KingA&E是基于工業歷史數據的、實時在線的事件監測工具，它能夠獨立的分布在不同的計算機上完成工業庫數據、關系庫數據等的檢查分析，確定事件的發生。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”這一類的預警分析。

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

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

（2）數據展示層

KingGraphic是一個獨立組態畫面系統，它能夠為用戶提供精美絢麗的二維、仿三維畫面，為用戶提供數據模型、圖形模型，使得用戶為一種空調只需要開發一幅畫面，就可以展示所有這一類空調的數據，空調名稱的切換，完成所有展示數據點數據的切換。

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據。

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

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

KingWebGraphic等，供其它的Web系統調用，如ERP系統等。

4、系統性能

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集團分布數據的集中監控、分析及展示解決方案；

自動監測異常發展趨勢，實現在線預警；

支持斷點續傳和數據緩存，保持數據的完整性。

基于工業庫的歷史數據，客戶可以建立數學模型，進行設備性能分析與系統報表，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、企業生產數據長達10年的歷史數據的分析決策，輕松實現歷史數據的分析，為提高生產效率提供充分的信息保障；

完全分布式、平臺開放式系統結構，滿足客戶不斷發展信息需求；

基于Internet網絡的部署，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據（數據量為10，000條記錄）不超過5秒；

單點工業庫服務器穩定支持1，000，000點；

支持多達256個并發客戶同時存儲和檢索數據；

高效的數據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、畫面系統。

5、總結

亞控科技的企業信息化解決方案，基于先進的開放平臺式系統方案，完全基于Internet技術，提供了功能強大的可視化管理和數據分析功能。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場監控與分析決策，實現對多個遠程生產系統的集中監測、分析和決策。本解決方案是優化運行生產過程與高效管理企業的可靠的開放的信息化平臺。