2024年智慧化工园区适用技术巡展 | 化工园区分布式工业互联网操作系统

化工园区分布式工业互联网操作系统 ——普奥智能设备(宜昌)有限公司 一, 技术介绍 兴发宜昌新材料产业园占地15000亩, 成员企业17家, 是国家科技经贸创新基地, 国家循环化改造示范园区, 长江经济带绿色转型示范园区. 普奥公司通过自主研发的化工园区分布式工业互联网操作系统ProudThink, 帮助园区建立了基于DIPS(分布式智能制造系统)架构的工业互联网基础, 通过运营概览, 设备智能运维, 能碳及调度管理, 事故预警等数据分析和功能模块, 帮助用户解决数据的全面接入, 工业无线通信, 互联互通及按需定制的管理驾驶舱. 普奥创始人陈徳基博士, 毕业于美国德州大学奥斯汀分校计算机科学系, 参与了国际标准OPC和WirelessHART(IEC62591)的制定, 2014年回国担任同济大学工业4. 0实验室技术总监, 被评为国家级海外高层次人才, 是国际自动化学会(ISA)院士. 二, 技术特点 化工园区分布式工业互联网操作系统DIPS(Distributed Intelligent Production System)架构的创新性在于工业互联网节点的创造和工具化, 可为企业有关信息系统(信息孤岛)增加标准化数据交互模块, 将信息孤岛(非工业互联网节点)改造成为工业互联网节点并互联互通, 包括:信息孤岛系统间交互的数据标准化, 系统间通信的协议标准化, 业务系统需新增的功能可以在最合适的工业互联网节点上实现, 新增的信息系统以节点的方式适时动态加入. 本系统在实施中拥有灵活部署, 数据标准化和互为备份等特点, 可分步实施, 动态增减, 实时优化, 可规模化扩展, 构建一个由多个子系统(工业互联网节点)组成, 高度互联, 有分散也有集中的网络系统, 为不同用户角色提供有价值的服务. 参考的知识产权及有关标准如下: 表1 参考的知识产权及有关标准 三, 技术适用性 兴发新材料产业园已建成二十余年, 有不同年代, 不同国家, 不同厂家的控制系统, 自动化系统和信息系统, 形成了众多的信息孤岛;园区调度能管系统老旧, 新增设备无法加入, 新的需求无法实现, 重要设备缺乏基于实时监测的故障预诊断系统. 化工园区分布式工业互联网操作系统提供开放式接入适配, 可连接2G/3G/4G/5G, LoRa, WiFi, ZigBee, Modbus, MQTT, OPC等协议的设备, 第三方系统集成(ERP, CRM等), 第三方M2M云, 开放API等连接;可支持数百万台设备的扩展要求, 实现全面数据管理;对连接的智能设备和应用所需的对象, 拓扑逻辑, 组态设计, 数据分析, 服务流程, Dashboard进行建模;基于物联网传感设备获取的数据, 仪器仪表, 控制器的数据, 使用时长等多维度因素数据分析实现设备健康状态的监测和故障预警;系统提供安全接入, 安全传输/存储, 数据授权, 功能授权, 安全登录等机制, 实现数据的多层保护, 构建数据安全可靠环境;行业专家可以基于本操作系统平台快速开发专业的应用App, 并发布至App Factory, 丰富云端应用App, 缩短开发周期. 化工园区分布式工业互联网操作系统经过在该园区的能源及调度管理数字化, 重要生产设备智能化运维等应用场景的成功实施, 提升了企业生产运营管理水平, 具有行业可复制性, 可推广性. 图1 DIPS架构图 四, 技术应用效果 普奥化工园区分布式工业互联网操作系统已交付兴发新材料产业园区, 运行及使用情况良好. 本技术的DIPS设计策略确保了集团公司数字化转型架构的完整性, 标准化和可扩展性, 为企业全面数字化转型打下了基础, 并具有行业可复制性, 可推广性, 具体应用效果如下: (1)通过普奥化工园区分布式工业互联网操作系统, 实现了生产系统(包括40余套DCS系统, 20余套变电站SCADA系统, 多种智能无线传感器和数字水表, 蒸汽表等仪表数据接入)与ERP, EAM, OA, 短信平台, 政府应急管理平台等信息系统间的数据互联互通及应用. 实现了设备, 生产工艺数据, 用水, 用电, 用气等基础数据的汇聚, 打通集团公司内部数据及信息孤岛, 实现生产, 设备及信息系统数据的标准化治理, 分布式存储, 以驾驶舱的形式实现数据可视化, 业务数字化. 终端界面在兴发内部各办公室, 会议室都可以授权使用, 并有手机移动APP. (2)通过三百多个DCS和罐区组态图, 实现对主要生产工艺流程和重大危险源的实时监测, 实时监测园区生产及水, 电, 气等公用工程数据, 掌握园区生产运行情况, 实现自动生成报表, 并实现对工段开停车和产线负荷率实时统计;实现对试点车间的8类60项动, 静设备健康状态的实时监测和故障预诊断, 包括真空泵, 罗茨风机, 压缩机, 洗料机等动设备的机械, 温度和润滑健康监测分析, 洗料机油站的低油位报警, 黄磷大地槽管道的腐蚀测厚监测分析, 压缩机, 氯甲烷成品槽的安全阀排放及泄露监测, 三化段重要控制调节阀的健康状态监测分析等, 通过以上重点设备的健康预诊断报警并联动EAM检维修工单, 帮助工厂减少故障停车减产, 提高产线利用率, 避免因设备事故和生产介质泄漏造成的火灾爆炸, 人员伤害及环境破坏等灾难性事件; (3)园区数字化能管及调度系统实现了用户的可配置管理, 灵活可扩展. 实现按园区, 公司, 车间, 装置不同层级能源及物质消耗和碳排放情况的动态监测及分析管理;根据园区循环链特点开发的园区盐酸平衡调度优化推荐方案自动生成模块减轻了调度工作负荷, 提高了调度工作效益; (4)采用普奥自有核心技术产品ProudLink(工业级无线通信设备)组网, 实现了园区车间内工业无线通信全覆盖, 新增的水表, 蒸汽表, 传感器等仪表数据通信无需再布线. 本次项目总投入一千多万元, 其中软件部分七百余万, 硬件部分五百余万. 硬件部分包括:机房服务器及存储扩容(16核, 128G内存, 500G的磁盘), 部分网络改造, 一百余台艾默生传感器, 三十余套工业无线网关, 部分数字化仪表, 台式计算机等. 软件系统经过培训基本交由甲方自行运维, 服务商一般情况下做远方支持, 特殊情况7X24小时现场服务, 后期运维成本低, 便捷性高.
来源:园区委