DCS與ERP集成應(yīng)用解決方案 - 全文

　　　第1章 概述

　　化工企業(yè)中，生產(chǎn)自動(dòng)控制（DCS）與管理信息系統(tǒng)（ERP）之間是相互隔離的，管理層通過(guò)報(bào)表、電話(huà)等人工手段所獲得的生產(chǎn)信息是間斷的、局部的、滯后的，管理者不能及時(shí)掌握企業(yè)生產(chǎn)的整體信息。

　　用友DCS與ERP集成應(yīng)用解決方案，就是通過(guò)DCS接口，自動(dòng)采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾、儲(chǔ)存、智能分析，將生產(chǎn)數(shù)據(jù)集成到ERP系統(tǒng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用中，使用戶(hù)可以通過(guò)ERP系統(tǒng)收集、儲(chǔ)存、查看、分析、控制、管理企業(yè)的生產(chǎn)信息，并結(jié)合DCS數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)特性，提供了多種實(shí)用的應(yīng)用模式。

　　第2章 DCS與ERP集成應(yīng)用的管理需求

　　流程化生產(chǎn)的企業(yè)中，計(jì)算機(jī)主要應(yīng)用在兩個(gè)方面：生產(chǎn)自動(dòng)控制（DCS）、管理信息系統(tǒng)（ERP）+辦公自動(dòng)化（OA），分別代表了控制層和管理層兩個(gè)應(yīng)用層次。

　　流程工業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，處理的對(duì)象是整個(gè)企業(yè)的全部生產(chǎn)活動(dòng)。DCS（控制層）作為一種有效的工具和實(shí)現(xiàn)手段，在流程工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)中完成重要的基礎(chǔ)控制和實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、動(dòng)態(tài)監(jiān)控等功能。

　　目前，對(duì)于大多數(shù)流程化生產(chǎn)的企業(yè)，控制層和管理層之間是相互隔離的，將控制層和管理層有機(jī)的聯(lián)系起來(lái)，建立生產(chǎn)數(shù)據(jù)平臺(tái)，完成業(yè)務(wù)管理層的管理網(wǎng)絡(luò)和操作控制層的控制網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和數(shù)據(jù)共享；采集和保存各個(gè)生產(chǎn)裝置DCS的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)；開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的高級(jí)應(yīng)用，是企業(yè)的普遍需求。

　　DCS與ERP集成應(yīng)用解決方案，應(yīng)該滿(mǎn)足企業(yè)的以下幾方面功能目標(biāo)：

　　l DCS原始數(shù)據(jù)的采集和傳遞功能；

　　l 流程圖組態(tài)和瀏覽；

　　l 趨勢(shì)圖和歷史數(shù)據(jù)查看；

　　l 生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)；

　　l 定制生產(chǎn)報(bào)表；

　　l 生產(chǎn)異常報(bào)警，報(bào)警條件由用戶(hù)自定義；

　　l 與ERP的數(shù)據(jù)交換及集成功能；

　　l 數(shù)據(jù)根據(jù)用戶(hù)需求分組；

　　l 用戶(hù)權(quán)限多級(jí)劃分；

　　l 數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)功能；

　　l 數(shù)據(jù)通訊單向性；

　　l 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器毫秒級(jí)的數(shù)據(jù)響應(yīng)速度；

　　l 多用戶(hù)并發(fā)支持；

　　l 數(shù)據(jù)庫(kù)點(diǎn)數(shù)及采集裝置的套數(shù)可擴(kuò)容；

　　l 系統(tǒng)事件日志記錄功能；

　　l 系統(tǒng)安全功能；

　　l 故障恢復(fù)功能；

　　第3章 解決方案

　　3.1 整體解決方案

　　3.1.1 方案結(jié)構(gòu)

　　用友DCS與ERP集成應(yīng)用解決方案，就是通過(guò)DCS接口，自動(dòng)采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾、儲(chǔ)存、智能分析，將生產(chǎn)數(shù)據(jù)集成到ERP系統(tǒng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用中，使用戶(hù)可以通過(guò)ERP系統(tǒng)收集、儲(chǔ)存、查看、分析、控制、管理企業(yè)的生產(chǎn)信息，并結(jié)合DCS數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)特性，提供了多種實(shí)用的應(yīng)用模式。

　　l 基于DCS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、二次應(yīng)用、與ERP應(yīng)用結(jié)合的管理系統(tǒng)；

　　l 實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、歷史追溯、分析報(bào)表、操作指導(dǎo)；

　　l 與巡檢、生產(chǎn)記錄等手工數(shù)據(jù)結(jié)合，生成全面、真實(shí)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)；

　　l 實(shí)現(xiàn)了面向生產(chǎn)、設(shè)備、質(zhì)量、考核等的專(zhuān)題應(yīng)用；

? ? ? ? 數(shù)據(jù)采集
? ? ? ? 與生產(chǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行通訊，取得其中的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)；

　　l 實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的來(lái)源，一般有DCS、PLC、SCADA、HMI、常規(guī)儀表、智能儀表、在線(xiàn)或離線(xiàn)分析儀器、液位計(jì)、巡檢儀等；其中DCS、PLC為主要的數(shù)據(jù)來(lái)源；

　　l 實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的接口形式，有OPC、DDE、NETDDE、RS-232 422 485、TCP、UDP等；其中OPC是與來(lái)源無(wú)關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、通用的接口；

　　數(shù)據(jù)處理

　　處理生產(chǎn)數(shù)據(jù)（實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)）在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)保存、數(shù)據(jù)備份；

　　數(shù)據(jù)平臺(tái)

　　數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)共享，為ERP系統(tǒng)提供統(tǒng)一的DCS數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)。

　　應(yīng)用工具

　　具有流程圖組態(tài)和瀏覽、歷史數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)曲線(xiàn)查詢(xún)、報(bào)警及歷史報(bào)警查詢(xún)、事故追憶、生產(chǎn)數(shù)據(jù)報(bào)表生成等功能。通過(guò)數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)各種典型應(yīng)用。

　　3.1.2目標(biāo)客戶(hù)

　　l 適用于流程化生產(chǎn)的、設(shè)備自動(dòng)化程度較高的大中型企業(yè)。

　　l 當(dāng)企業(yè)具有以下特征時(shí)，就應(yīng)該應(yīng)用DCS與ERP集成應(yīng)用解決方案。

　　2 流程化生產(chǎn)；

　　2 生產(chǎn)設(shè)備采用DCS、PLC等自動(dòng)控制系統(tǒng)；

　　2 自動(dòng)控制系統(tǒng)具有對(duì)外的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)輸出接口；

　　2 企業(yè)的管理者希望實(shí)時(shí)了解生產(chǎn)及相關(guān)設(shè)備、質(zhì)量的數(shù)據(jù)；

　　l DCS與ERP集成應(yīng)用解決方案對(duì)行業(yè)沒(méi)有太多限制。

　　3.2 關(guān)鍵應(yīng)用

　　DCS與ERP集成解決方案，提供2種應(yīng)用模式。

　　l 基本應(yīng)用：在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理等功能的基礎(chǔ)上，不與ERP集成，只是依靠其應(yīng)用工具，實(shí)現(xiàn)對(duì)DCS功能的擴(kuò)展應(yīng)用；

　　l 專(zhuān)題應(yīng)用：在基本應(yīng)用的基礎(chǔ)上，將DCS數(shù)據(jù)與ERP數(shù)據(jù)集成，在ERP中實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的深度應(yīng)用，并按ERP的應(yīng)用模塊，劃分為不同的專(zhuān)題；

　　3.2.1 擴(kuò)展監(jiān)控畫(huà)面

　　應(yīng)用場(chǎng)景：

　　l 用戶(hù)的DCS系統(tǒng)只提供少量客戶(hù)機(jī)（一般布置在車(chē)間的操作室，物理隔離的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)），只有車(chē)間操作人員能查看、操作，而其它人員（包括生產(chǎn)主管、工藝技術(shù)人員、設(shè)備管理人員、質(zhì)檢人員等）只能通過(guò)其它手段來(lái)了解生產(chǎn)情況；

　　l 用戶(hù)由于設(shè)計(jì)不同、建設(shè)時(shí)期不同，生產(chǎn)裝置不同，有多套DCS系統(tǒng)，管理人員要全面了解生產(chǎn)情況，需要有多套DCS中分別查詢(xún)、人工匯總；

　　解決方案：

　　l 從原DCS系統(tǒng)中采集數(shù)據(jù)（多套DCS建立多個(gè)采集接口）；

　　l 通過(guò)網(wǎng)關(guān)，將數(shù)據(jù)發(fā)送到企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)；

　　l 將數(shù)據(jù)按原DCS系統(tǒng)的組態(tài)畫(huà)面（或重新設(shè)計(jì)組態(tài)畫(huà)面），建立新的綜合DCS系統(tǒng)，通過(guò)企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)展現(xiàn)實(shí)時(shí)生產(chǎn)情況；

　　l 當(dāng)客戶(hù)需求，而且DCS廠(chǎng)商支持、允許時(shí)，用戶(hù)可以使用新的綜合DCS系統(tǒng)，通過(guò)原DCS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的操作、調(diào)節(jié)；

　　應(yīng)用效果：

　　l 用戶(hù)相關(guān)人員可以實(shí)時(shí)獲知生產(chǎn)情況，擺脫原有DCS的專(zhuān)人、專(zhuān)網(wǎng)、專(zhuān)機(jī)的情況；

　　l 重新設(shè)計(jì)、增加組態(tài)畫(huà)面，使DCS系統(tǒng)的監(jiān)控畫(huà)面更加實(shí)用、展現(xiàn)的數(shù)據(jù)更加合理；

　　多個(gè)生產(chǎn)裝置的組態(tài)畫(huà)面組合在1個(gè)系統(tǒng)中

類(lèi)似信息組合在1個(gè)組態(tài)畫(huà)面中

　　3.2.2 歷史數(shù)據(jù)分析

　　應(yīng)用場(chǎng)景：

　　l DCS系統(tǒng)沒(méi)有提供工藝參數(shù)的分析，操作人員只能查詢(xún)手工記錄的操作日志來(lái)了解；

　　l 手工操作日志記錄為30分鐘或1小時(shí)1次，數(shù)據(jù)間隔較長(zhǎng)，不能滿(mǎn)足工藝參數(shù)的分析要求；

　　l 手工操作日志只記錄主要的工藝參數(shù)，不能體現(xiàn)生產(chǎn)的部分細(xì)節(jié)；

　　解決方案：

　　l 從原DCS系統(tǒng)中采集數(shù)據(jù)（多套DCS建立多個(gè)采集接口）；

　　l 通過(guò)網(wǎng)關(guān)，將數(shù)據(jù)發(fā)送到企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，處理、分析、保存；

　　l 用戶(hù)定義工藝參數(shù)組，將相關(guān)的指標(biāo)（監(jiān)測(cè)點(diǎn)）統(tǒng)一到1個(gè)參數(shù)組；

　　l 按時(shí)間段對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行查詢(xún)，并對(duì)單指標(biāo)進(jìn)行分析（趨勢(shì)、平均、平穩(wěn)率、最大、最小、……）；

　　應(yīng)用效果：

　　l 保存了生產(chǎn)過(guò)程的詳細(xì)數(shù)據(jù)，記錄了生產(chǎn)過(guò)程的細(xì)節(jié)情況；

　　l 生產(chǎn)工藝技術(shù)人員可以隨時(shí)對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行查詢(xún)、分析，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、查找原因，優(yōu)化生產(chǎn)工藝；

?

　　l 管理人員可以針對(duì)生產(chǎn)波動(dòng)、生產(chǎn)事故，分析當(dāng)時(shí)的操作過(guò)程、生產(chǎn)指標(biāo)，確定原因、責(zé)任；

　　3.2.3 過(guò)程追溯與回放

　　應(yīng)用場(chǎng)景：

　　l 出現(xiàn)生產(chǎn)事故或設(shè)備故障，操作人員只能查詢(xún)手工記錄的操作日志，或者從DCS的流量記錄中查找、分析；

　　解決方案：

　　l 選擇事故發(fā)生的時(shí)段和相關(guān)的監(jiān)控畫(huà)面；

　　l 從歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中，查詢(xún)出相關(guān)時(shí)段、相關(guān)監(jiān)控點(diǎn)的數(shù)據(jù)，以組態(tài)畫(huà)面的形式，回放已經(jīng)發(fā)生過(guò)的歷史生產(chǎn)過(guò)程；

　　應(yīng)用效果：

?

　　l 主要應(yīng)用于故障分析和事故處理，比數(shù)字、曲線(xiàn)等形式更加直觀；

　　3.2.4 設(shè)備管理

　　應(yīng)用場(chǎng)景：

　　l 生產(chǎn)監(jiān)控一般是按生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)組態(tài)畫(huà)面，除少部分大型設(shè)備機(jī)組外，生產(chǎn)中的大量設(shè)備是沒(méi)有專(zhuān)用的、集中的監(jiān)控組態(tài)畫(huà)面的；

　　l ERP的設(shè)備管理，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)的查詢(xún)、不能按生產(chǎn)情況調(diào)整維護(hù)、維修計(jì)劃；

　　l 無(wú)論大型機(jī)組、普通設(shè)備，都有規(guī)定的操作規(guī)范、操作步驟，操作人員在實(shí)際操作中，要求嚴(yán)格按操作規(guī)范進(jìn)行；

　　l 操作人員需要進(jìn)行大量的、長(zhǎng)時(shí)間的培訓(xùn)，才能掌握正確的設(shè)備操作規(guī)范，保證生產(chǎn)安全、設(shè)備安全；

　　解決方案：

　　l 新增設(shè)備相關(guān)的組態(tài)畫(huà)面，將設(shè)備的監(jiān)控信息、報(bào)警信息集中顯示；

　　l 設(shè)備監(jiān)控與設(shè)備臺(tái)賬、設(shè)備運(yùn)行維護(hù)記錄結(jié)合。在設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控的同時(shí)，可以查詢(xún)ERP中的設(shè)備信息；在設(shè)備臺(tái)賬中，了解設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行情況，查詢(xún)?cè)O(shè)備運(yùn)行記錄和運(yùn)行統(tǒng)計(jì)；

　　l 建立圖形化的設(shè)備操作預(yù)案，設(shè)置設(shè)備操作的步驟、條件、相關(guān)監(jiān)測(cè)點(diǎn)；在實(shí)際操作中，自動(dòng)判斷是否滿(mǎn)足操作條件、提示后續(xù)操作步驟；

　　l 建立圖形化的報(bào)警處理預(yù)案，設(shè)置報(bào)警（故障、事故）發(fā)生后的處理預(yù)案（設(shè)備操作步驟），在報(bào)警發(fā)生后，指導(dǎo)操作人員正確處理；

　　應(yīng)用效果：

　　l 大型機(jī)組、關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行管理（設(shè)備臺(tái)賬、實(shí)時(shí)監(jiān)控、運(yùn)行記錄、運(yùn)行統(tǒng)計(jì)、故障原因記錄、故障排除方法），方便對(duì)設(shè)備的管理和維護(hù)；

　　l 操作預(yù)案：以向?qū)?、流程化的形式，指?dǎo)人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作（實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)相關(guān)指標(biāo)，判斷是否滿(mǎn)足操作條件，并提示可以進(jìn)行的后續(xù)操作步驟（有多個(gè)可能性時(shí)，可以手動(dòng)選擇）和注意事項(xiàng)）；

?

　　l 幫助企業(yè)規(guī)范操作、培養(yǎng)員工，實(shí)現(xiàn)知識(shí)累積和傳承；

　　3.2.5 質(zhì)檢中控

　　應(yīng)用場(chǎng)景：

　　l ERP中的中控管理與生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)實(shí)際沒(méi)有數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)；

　　l 分析、確定產(chǎn)品不合格的原因，進(jìn)而調(diào)整工藝參數(shù)的過(guò)程復(fù)雜、工作量大，操作不方便；

　　解決方案：

　　l 建立中控質(zhì)檢指標(biāo)與生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控點(diǎn)的關(guān)聯(lián)，在質(zhì)檢同時(shí)，保存相關(guān)的生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)；

　　l 針對(duì)不同的質(zhì)檢結(jié)果，對(duì)比相應(yīng)工藝參數(shù)，方便原因分析、工藝參數(shù)調(diào)整，為生產(chǎn)運(yùn)行提供指導(dǎo)；

　　應(yīng)用效果：

　　l 將質(zhì)量點(diǎn)的化驗(yàn)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，保存相關(guān)的生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)；

　　l 對(duì)不同質(zhì)檢結(jié)果進(jìn)行工藝參數(shù)對(duì)比，以利于質(zhì)量分析、工藝參數(shù)調(diào)整，為生產(chǎn)運(yùn)行提供指導(dǎo)；

　　3.2.6 班組考核

　　應(yīng)用場(chǎng)景：

　　l 班組考核的指標(biāo)大部分是非量化的，人為因素影響考核結(jié)論；

　　l 班組考核沒(méi)有與生產(chǎn)實(shí)際數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，不能方便的追溯當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況；

　　解決方案：

　　l 建立班組考核指標(biāo)與生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控點(diǎn)的關(guān)聯(lián)，按相關(guān)的生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)確定指標(biāo)值；

　　l 針對(duì)考核指標(biāo)，查詢(xún)相應(yīng)監(jiān)控點(diǎn)的生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)；

　　應(yīng)用效果：

　　l 班組考核可以與生產(chǎn)實(shí)際數(shù)據(jù)相結(jié)合，量化考核指標(biāo)；

　　l 對(duì)考核指標(biāo)可以進(jìn)行歷史情況追溯（如操作平穩(wěn)率、生產(chǎn)事故）；

　　l 生產(chǎn)考核科學(xué)、公正；

、

?

　　3.2.7 生產(chǎn)報(bào)表

　　應(yīng)用場(chǎng)景：

　　l 生產(chǎn)記錄、生產(chǎn)報(bào)表由操作人員手工定時(shí)進(jìn)行，內(nèi)容有人工巡檢的、抄表的、統(tǒng)計(jì)計(jì)算的，比較繁瑣；

　　l 存在記錄不認(rèn)真或人為改數(shù)等情況；

　　解決方案：

　　l 建立報(bào)表模板，設(shè)置報(bào)表要記錄的監(jiān)測(cè)點(diǎn)（或公式）和生成時(shí)間；

　　l 自動(dòng)采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，生成生產(chǎn)記錄；

　　l 支持將人工巡檢數(shù)據(jù)、操作過(guò)程描述等加入生產(chǎn)記錄中；

　　應(yīng)用效果：

　　l 減少人工錄入、統(tǒng)計(jì)的數(shù)量，提高數(shù)據(jù)的及時(shí)性、準(zhǔn)確性；

　　l 可以結(jié)合巡檢、點(diǎn)檢、生產(chǎn)記錄等手工錄入數(shù)據(jù)，補(bǔ)充、較正DCS的數(shù)據(jù)；