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探秘煤化工基地的智能工廠核心

發表時間::2023-03-13

以生產清潔能源和化工產品為目標的現代煤化工產業,在中國具有較為重要的能源安全戰略意義。具有“富煤、貧油、少氣”特征的中國能源結構,正是現代煤化工產業近年來快速發展的主要驅動力。

作為國家能源集團旗下的重要板塊,寧夏煤業公司(以下簡稱寧煤)是一家涵蓋煤炭、化工及非煤等產業于一體的集團公司,尤其是寧煤位于寧夏靈武市的煤制油化工基地,集聚了原神華寧煤集團的煤化工相關業務,包括相關項目前期準備、生產經營、項目建設、安全生產、產品銷售及物資采購的統一管理。


自2004年開工建設該基地以來,寧煤陸續建成了25萬噸/年煤基甲醇、21萬噸/年二甲醚、60萬噸/年煤基甲醇、50萬噸/年煤基烯烴、6萬噸/年聚甲醛、50萬噸/年甲醇制烯烴、400萬噸/年煤炭間接液化、100萬噸級烯烴項目及配煤中心和污水處理總廠等配套公用工程,并計劃陸續開工建設精細化工等項目,最終將這一基地打造成為世界級的現代煤化工智能工廠。


而先進的工廠實時數據平臺,正是寧煤逐步提升信息化水平,架 構卓越的智能工廠的核心所在。


萬丈高樓平地起


作為寧煤智能工廠建設的重要 見證人,陳振宇始終認為,工廠數 據中心的打造是一項“地基”性工 程,決定了整個智能工廠建設的水 平與高度。他目前是寧夏煤業公司 信息技術中心煤制油化工基地運營 部副部長。


回憶起寧煤近10年來深入探索 和應用OSIsoft公司( OSIsoft傲時 軟件已于2021年3月正式并入工業 軟件的全球領導者AVEVA劍維軟 件)旗下PI System實時數據庫平臺 的歷程,陳振宇越來越感受到這一平臺在整個工廠數字化轉型中發揮 的核心支撐作用。


“我們自2009年開始使用PI System,啟動了整個煤化工實時數 據庫系統建設,當時數據庫容量為5 萬點,軟件版本為PI 2008;2013 年進一步將系統容量擴展到7萬點, 軟件版本升級為PI 2010”,陳振 宇說道,“尤其是從2016年開始, 針對400萬噸/年煤炭間接液化和 100萬噸級烯烴等重量級項目,我 們打造了30萬點的實時數據庫系統 建設,同時對原有7萬點的系統進行 了升級改造,軟件版本業也升級為 PI 2015。”



在當前的百萬噸級烯烴智能制 造項目中,作為寧煤公司各級信息系統承上啟下的核心平臺,也是唯 一一個對工廠生產數據進行采集、 存儲、計算、分析的數據中心,PI System一方面高效地完成對寧煤實 驗室信息管理系統StarLIMS和數十套 生產裝置DCSPLC、ITCC等自動 化系統的各類實時數據采集,另一 方面也為上層各個子系統提供有效的 數據支撐,例如為能源管理系統提供 水、電、煤、氣等能源信息,為生產 執行系統(MES)提供生產運行關鍵 數據,為設備運行管理系統(EAM)提 供設備運行狀態、動態參數信息,為 安全管理系統提供火災、可燃有毒氣 體等安全、環保管控重要數據,為目 標傳導式績效管理系統(GCP)提供 生產運行指標、績效考核指標等。



可以說,PI System是當前寧煤 公司整個信息化規劃中主數據系統的 主要數據源,也是智能制造新模式技術中的關鍵。


對于寧煤這樣的世界級大型煤 化工基地而言,工廠數據的可靠性 和安全性也是寧煤極為關注的。為此,寧煤采用了PI System的PI HA雙機冗余技術保障核心系統的可靠運 行,同時考慮到數據安全的問題, 通過PI-ITCNI實現穿網閘單向數據傳 輸,實現所有2000+張DCS畫面進 入PI ProcessBook,LIMS數據進入 PI System,以及PI實時數據與三維 工廠的結合。


智能應用,百花齊放


基于PI System帶來的核心數據 優勢,寧煤的智能應用創新可謂“百 花齊放“。其中具有代表性的數據應用包括:


?AF建模、監控、計算:利用PI AF資產管理軟件對烯烴二套全廠設 備進行建模,實現全廠設備實時運行 監控,通過與其他系統的關聯,取得 設備檢維修信息,為預防性檢修提供 數據支持。


?與三維模型結合:基于工程數 字化交付成果建立數字化工廠,實現 與設備管理系統、實時數據庫系統的 集成應用,將動靜數據進行有機融合 和展示。建設完成裂解裝置三維外操 培訓系統及VR操作。


?與能源管理系統對接:與能源 管理系統數據對接,管網系統模擬值 與實時值對比與報警。


?LIMS數據與工藝數據并行分析


?關鍵績效指標計算:以圖表形 式實現了核心數據集中展示。計劃加 工量、實際加工量、原料及成品庫存 等KPI指標一目了然,便于企業領導 直觀掌控生產、管理生產、指導生 產,從而為高層決策提供有力的數據 支撐。


?能耗與物料平衡圖:利用PI客 戶端軟件制作能耗和物料平衡圖,使 總調人員了解全廠上下游裝置能耗和 物料信息,及時調整生產。


?個性化報表開發:定制開發報 表模板175張,類型包括生產日報、 火災報警、可燃有毒氣體、聯鎖自控 投用率、KPI關鍵績效指標、盤庫報 表、設備監控信息等,涉及的范圍包 括生產監控、能源、安全、環保、績 效等各項指標的監控,所反映的數據 真實而且準確。


如今,無論是通過實時生產監控 為廠級領導,生產調度等部門提供方 便,還是通過化驗數據的顯示和比對 實現全廠約700個化驗數據的自動接 入;無論是通過采集全廠蒸汽管網的 相關數據,幫助生產調度人員對比分 析和了解蒸汽管網壓力的控制調整是 否及時,還是幫助生產部對各生產裝 置進行平穩率的考核,有效督促各運 行部門努力提高生產操作管理水平, 甚至通過對大機組的振動、位移及潤 滑狀況的監控,實現設備的周期性檢 維修,基于PI System,寧煤在各個 層級都獲得了數據帶來的一系列價值。


在中國煤化工企業邁向世界級水平的智能工廠的道路上,PI System 正在扮演著全廠數據平臺的關鍵角色,為可靠、安全和智能的企業核心 利益實現奠定了基礎。



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