国学应用与管理创新
基于PIMS的石化企业生产管理系统
一、前言
石化工业是国家的支柱产业之一，在信息技术的驱动下，正由传统工业向高度集约化、高度知识化、高度技术化工业转变。基于中国石化行业的现状和发展的需求，浙大中控以生产信息管理系统构架为核心，推出了面向石化行业的全面解决方案，以帮助石化企业实现管理的信息化。
PIMS生产信息管理系统，是一套用于生产管理的软件系统。它提供了一个信息集成和管理的平台，主要用于企业网络环境下的全厂生产数据的采集、数据存储、数据查看、数据处理和数据管理。它真正实现了办公室和生产现场的信息沟通，实现了企业网络环境下的实时数据的管理、实时流程查看、实时趋势浏览、报警记录与查看、开关量变位记录与查看、报表数据存贮、历史趋势存贮与查看、生产过程报表生成、生产统计报表生成等功能，从而实现企业过程控制系统与信息系统的网络集成与综合管理。用户可以通过微软IE浏览器登陆PIMS Web Server浏览生产过程的信息。
PIMS有近百个应用实例，下面以石化行业的一个例子说明PIMS解决方案的基本框架、实现方法及在该企业应用的具体情况。
二、在某石化企业生产信息管理系统的应用情况
某石化企业为了适用不断变化的市场需求，及时调整生产策略，也为了便于全厂生产的统一调度和加强企业内部管理，采用了PIMS生产管理系统。某石化企业有4个生产分厂，目前有8套控制系统：1套横河CS3000系统控制树脂生产装置、1套浙大中控的JX－300X系统控制环氧生产装置、1套浙大中控的JX－300X系统控制35T锅炉装置、1套万利达电力控制系统控制热电厂生产装置、1套万利达电力控制系统控制变配电装置、1套西门子PLC系统控制氮气生产装置、1套智能仪表系统控制炼油厂生产装置、1温度巡测仪系统监控公用工程，为了便于全厂生产的统一调度和加强企业内部管理，于2003年开始使用PIMS软件。该厂控制系统的种类多，情况比较复杂。
2.1石化企业生产信息管理系统的结构
生产信息管理系统的服务器放在工厂的调度中心，完成数据采集、数据处理、Web发布等功能。在工厂管理层与过程控制层之间，通过工业以太网和RS-485总线进行通讯。在企业管理层、工厂管理层之间，通过以太网进行通讯。在企业管理层配置有用于企业管理的关系数据库，还有统计报表生成软件模块，用于生成统计报表。
该生产信息管理系统的系统结构可以划分为三个层次，自下而上依次为：过程控制层、工厂管理层、企业管理层。其中企业管理层完成管理者和各职能科室生产管理报表生成的任务；工厂管理层完成各职能科室实时监控的任务，它对下连接现场控制层，对上通过网络连接企业管理层，它不仅负责现场控制设备的实时数据采集，而且在系统中起到上传下达的重要作用；过程控制层由DCS、PLC、智能仪表等控制器组成，是整个生产管理系统的基础。
2.2石化企业生产信息管理系统模块划分
石化行业生产信息管理系统是一套综合化、全方位生产的信息管理系统；该系统从石化生产实践出发，结合石化企业实际管理制度，采用当前先进的开发工具与系统结构模式进行开发。为了能够灵活地实现多样化的功能，软件的体系结构也相应地比较复杂。
PIMS系统包括如下几个功能模块：
1）分布式实时数据库模块；
PIMS的实时数据库系统由实时数据库、实时数据库管理器、实时数据库运行系统组成。实时数据库是指相关数据的集合（包括组态数据、实时数据、历史数据等），以一定的组织形式存储在介质上；实时数据库管理器是管理实时数据库的软件，可以生成实时数据库的基础组态数据；实时数据库运行系统完成对数据库的各种操作，包括：实时数据处理、历史数据存储、统计数据处理、报警处理、数据服务请求处理等。
PIMS的实时数据库系统同时也是一个分布式数据库系统。由于许多情况要求将数据库存储在地理上分布在不同位置的不同计算机上，通过计算机网络实现物理上分布、逻辑上集中的数据库，具有分布式的透明性。用PIMS创建的数据库，数据在物理上分布在不同的地理位置或同一位置的不同的计算机上，但在用户操作时感觉不到数据的分布。用户看到的似乎不是一个分散的数据库，而是一个数据模式为全局数据模式的集中式数据库。
2）组态系统及运行系统软件模块；
组态系统主要用于组态实时数据库和流程图，而PIMS的运行系统用来运行由开发系统创建的画面工程。运行系统为可独立运行的程序。在缺省情况下，运行系统提供了标准菜单。运行系统在运行时，涉及到许多系统参数，这些参数会对运行系统的运行性能产生影响。运行系统的系统参数需要在开发系统中指定。
3）Web Server网上发表模块；
PIMS的B/S模式功能是通过PIMS Web Server功能实现的。PIMS Web Server功能是指从浏览器直接查看PIMS中的流程图画面、趋势图画面、实时数据画面、历史数据画面、报表画面。在远程浏览器上可以直接访问Web Server中的数据，无须在远程客户端PIMS工作站上安装PIMS软件。PIMS Web Server具有Web服务器的功能，可以不依赖于系统的IIS等Web服务器。所以对于操作系统的要求比较低，一般不需要安装Win NT/Win 2000 Server 版的操作系统。可以为用户节约开支。
4）SQL、DDE、OPC、COM接口模块；
PIMS SQL访问功能是为了实现PIMS通过ODBC和其它管理型数据库之间的数据传送。其中，SQL访问管理器可以建立数据表模板和数据绑定表。通过SQL函数可以建立同管理库的连接，并可对数据库进行操作。PIMS实时数据库支持OPC（OLE for Process Control）标准，可以作为OPC客户端程序，从多个OPC服务器程序中访问数据。当PIMS数据库作为客户端访问OPC服务器程序时，是将OPC服务器程序当作一个I/O设备。数据库中的点参数通过I/O数据连接与OPC服务器程序进行数据交换。PIMS同样支持DDE标准，它既是DDE服务器端程序，可以为其它程序提供数据，同时它也是DDE客户端程序，从其它程序获取数据。
5）脚本编译执行模块；
PIMS提供动作脚本以增强对应用程序控制的灵活性。所有动作脚本都是事件驱动的。事件可以是数据改变、条件、鼠标或键盘、计时器等等。处理顺序由应用程序指定。不同类型的动作脚本决定在何处以何种方式加入控制。执行动作与图形对象直接相关的脚本，称作对象动作脚本。对象动作脚本分为触敏性动作脚本和一般性动作脚本。触敏性动作脚本在图形对象被左键点击时执行。一般性动作脚本在图形对象所在窗口被打开、打开期间和关闭时执行，既使窗口被隐藏或被覆盖时仍然执行，在窗口被关闭后，停止执行。另一种类型的脚本是命令型动作脚本，包括：窗口、应用程序脚本、数据改变脚本、键脚本和条件脚本等。
6）生产报表生成功能模块；
数据报表是工业生产中不可缺少的统计工具，它能将生产过程中的各类信息(如：生产数据、统计数据)以直观的表格形式反映出来，为生产管理人员提供有效的分析手段。这是比较简单的报表功能模块。另外，PIMS还提供统计报表软件包，结合实时数据库技术、关系数据库技术、Web技术、JAVA技术等，产生较复杂的统计报表，实现数据挖掘功能。
7）I/O设备驱动模块；
PIMS可以与多种I/O设备进行通信。目前支持的I/O设备包括：DCS、可编程控制器、智能模块、板卡、智能仪表、变频器等。PIMS与I/O设备之间通过以下几种方式进行数据交换：串行通信方式(支持Modem远程通信)、板卡方式、网络节点方式、适配器方式、DDE方式、OPC方式等。
