论文部分内容阅读
[摘要]：面对日益激烈的市场竞争压力，钢企开始转变生产组织模式和管理理念，由注重“量”转为注重“质”，由“粗放型”管理转为“精细化”管理。而管理和质量的提升是离不开底层数据的强有力地支撑的，作为生产层与管理层数据交互纽带的PI实时数据库系统，在钢企中的作用也在不断地显现与提升。本文主要介绍PI实时数据库系统在唐钢信息化方面的应用。
[关键词]：PI实时数据库 信息化 PI系统应用
中图分类号：C289 文献标识码：C 文章编号：1009-914X（2012）32- 0257 -01
1.引言
钢铁企业面对微利时代的到来，要想在市场竞争中立于不败之地，就必须提高自身的市场竞争能力和整体管理水平，实施信息化势在必行。但是钢铁企业的生产是连续和离散、物理和化学混合的过程，生产工艺复杂，生产条件苛刻，并且大多数是多个工厂的联合生产，产线多，自动化程度参差不齐，且各个控制系统相对独立，无法统一到一个平台上，难于综合分析，造成数据资源浪费，而PI系统是以生产过程数据为集成对象，采集一、二级生产过程控制系统的实时数据，形成生产过程实时、历史数据库，实现数据库资源共享，为这些数据提供统一的管理与应用平台，并将生产数据上传唐钢信息化三级MES、DSS、EMS系统，为ERP上级系统提供可靠的数据支撑，是生产层和管理层的主要连接纽带，促进了企业自动化和信息化的融合；它同时将能源、质量数据和生产管控细化到每个车间、每个岗位、甚至每一卷钢，提高了企业的精细化管理水平。
2.PI系统简介及其在信息化中的定位
Plant Information System 简称PI实时数据库系统，是由美国OSI Software 公司开发一款基于Client/Server结构、采用旋转门压缩专利技术和独到的二次过滤技术、能够从企业的生产过程中获取现场实时数据的软件系统，它面向生产过程，主要用于生产现场实时数据的采集、存储、监控、组态现场画面、实时显示生产过程中的各个生产数据和参数等。
PI系统在唐钢整体信息化五层架构中处于承上启下的一层，向下直接面向生产现场自动化的一、二级系统，采集其实时生产数据，向上面向信息化三级MES、DSS、EMS、全过程质量等系统，通过其向三级各个系统提供实时、准确的生产现场数据和工艺路线数据，为决策层提供可靠地数据依据。
3. PI系统在唐钢信息化中的应用
3.1与一、二级自动化实现对接，为信息化三级MES、DSS系统提供强有力的数据支撑
PI实时数据库系统与自动化一、二级之间实现数据通讯和数据采集是通过其在一、二级工程师站上安装接口机，接口机上配备接口程序完成的。PI实时数据采集中的接口基本分为两种方式：自动化接口（Automation interface） 和自定义接口（Custom interface）。一般是通过OPC、ODBC及基于PI-API/SDK自主开发的接口程序等从现场PLC、DCS的工程师站上采集底层实时数据，经防火墙将数据传送到PI双机服务器，然后再经过综合处理，上传三级MES、DSS系统，为ERP上级系统提供数据支撑。
PI在唐钢三级系统中主要是用在他们的生产计划管理和物流跟踪管理模块中，为生产管理和技术人员提供从原料入厂到铁水、倒罐站，再到转爐、连铸、精炼，直至板坯生产出库的整个物流过程的监控和实时跟踪信息，并将生产过程中的各个主要参数数据提供给他们，为其报表提供重要的数据支撑，有利于生产管理层决策、指挥生产。
3.2基于PI系统实现能源的精细化管理
唐钢在提高产品质量、大力发展非钢产业的同时，还要努力挖潜增效、降低吨钢成本、狠抓能源精细化管理、提升能源综合利用水平，这就需要依托信息化手段，实现能源的集中管控。EMS（能源管理系统）是信息化建设的一个重点项目，从精细化管理的角度来讲，它可以使能源消耗追溯到产线、品种和批次，并对工序间能源消耗情况进行统计分析，以达到能源消耗分解到车间、班组、产品、批次的目的，真正实现能源流、资金流、信息流"三流"同步，但是EMS与PI实时数据库系统是密不可分、紧密联系的，二者相辅相成。
PI实时数据库是EMS系统的数据源泉：
1）PI系统为EMS系统提供统一的数据管理平台；
2）PI系统为EMS系统提供及时、准确的能源消耗数据。
3.3为全过程质量系统提供实时、准确数据，加强产品的质量管理功能
目前，钢铁企业间的竞争更多的是体现在企业管理水平和产品质量间的竞争，要想实现质量管理流程的优化、提升质量管理意识，将产品判定中人为干预的因素降为最低，就必然要实施产品质量的全过程控制，即基于PI系统的全过程质量系统。
1）PI System为其提供及时、准确的生产实时监控数据；
2）基于PI System数据库的批次追踪；
3）基于PI System生产实时数据和质量管理控制图的预警机制；
4）基于PI System实时数据的质量模型分析。
依托PI系统将生产过程中影响生产质量的重要关键工艺参数纳入监控体系，通过大量的数据统计算法和分析，实现将生产过程的合规管理纳入到产品质量的判定管理和质量问题追溯管理体系，最终使唐钢产品质量管理形成一个闭环，保障产品质量的稳步提升，提高产品的客户满意度。
4.总结
PI实时数据库系统的实施弥补了信息断层，将分散的数据资源有机的整合在一起，是钢铁企业整个信息化系统的基础数据平台、数据分析平台和生产设备监控平台。实现了如下功能：
1）减少手工录入数据错误，提高企业绩效报表的正确性；
2）实现厂际间能源结算自动化和分工序的能源消耗采集，提升能源二次利用、节能减排和能源管理水平，对资源消耗量进行分析预测并作出预报预警；
3）动态实时监控生产过程参数，持续优化生产工艺，提高产品质量和生产效益；
4）通过为生产制造执行系统（MES）提供准确、实时的生产过程数据和重要设备关键参数数据，实现生产物流过程和设备的实时监控，达到合理调配资源，提高资源综合利用率，优化、指导生产，减少设备非计划停车，提高人员工作效率等目的。
作者简介
姓名：胡志菊 出生年月：1981.10 性别：女 学历：大学本科 职称：助理工程师
单位：河北钢铁股份有限公司唐山分公司 计控管理部 信息中心
[关键词]：PI实时数据库 信息化 PI系统应用
中图分类号：C289 文献标识码：C 文章编号：1009-914X（2012）32- 0257 -01
1.引言
钢铁企业面对微利时代的到来，要想在市场竞争中立于不败之地，就必须提高自身的市场竞争能力和整体管理水平，实施信息化势在必行。但是钢铁企业的生产是连续和离散、物理和化学混合的过程，生产工艺复杂，生产条件苛刻，并且大多数是多个工厂的联合生产，产线多，自动化程度参差不齐，且各个控制系统相对独立，无法统一到一个平台上，难于综合分析，造成数据资源浪费，而PI系统是以生产过程数据为集成对象，采集一、二级生产过程控制系统的实时数据，形成生产过程实时、历史数据库，实现数据库资源共享，为这些数据提供统一的管理与应用平台，并将生产数据上传唐钢信息化三级MES、DSS、EMS系统，为ERP上级系统提供可靠的数据支撑，是生产层和管理层的主要连接纽带，促进了企业自动化和信息化的融合；它同时将能源、质量数据和生产管控细化到每个车间、每个岗位、甚至每一卷钢，提高了企业的精细化管理水平。
2.PI系统简介及其在信息化中的定位
Plant Information System 简称PI实时数据库系统，是由美国OSI Software 公司开发一款基于Client/Server结构、采用旋转门压缩专利技术和独到的二次过滤技术、能够从企业的生产过程中获取现场实时数据的软件系统，它面向生产过程，主要用于生产现场实时数据的采集、存储、监控、组态现场画面、实时显示生产过程中的各个生产数据和参数等。
PI系统在唐钢整体信息化五层架构中处于承上启下的一层，向下直接面向生产现场自动化的一、二级系统，采集其实时生产数据，向上面向信息化三级MES、DSS、EMS、全过程质量等系统，通过其向三级各个系统提供实时、准确的生产现场数据和工艺路线数据，为决策层提供可靠地数据依据。
3. PI系统在唐钢信息化中的应用
3.1与一、二级自动化实现对接，为信息化三级MES、DSS系统提供强有力的数据支撑
PI实时数据库系统与自动化一、二级之间实现数据通讯和数据采集是通过其在一、二级工程师站上安装接口机，接口机上配备接口程序完成的。PI实时数据采集中的接口基本分为两种方式：自动化接口（Automation interface） 和自定义接口（Custom interface）。一般是通过OPC、ODBC及基于PI-API/SDK自主开发的接口程序等从现场PLC、DCS的工程师站上采集底层实时数据，经防火墙将数据传送到PI双机服务器，然后再经过综合处理，上传三级MES、DSS系统，为ERP上级系统提供数据支撑。
PI在唐钢三级系统中主要是用在他们的生产计划管理和物流跟踪管理模块中，为生产管理和技术人员提供从原料入厂到铁水、倒罐站，再到转爐、连铸、精炼，直至板坯生产出库的整个物流过程的监控和实时跟踪信息，并将生产过程中的各个主要参数数据提供给他们，为其报表提供重要的数据支撑，有利于生产管理层决策、指挥生产。
3.2基于PI系统实现能源的精细化管理
唐钢在提高产品质量、大力发展非钢产业的同时，还要努力挖潜增效、降低吨钢成本、狠抓能源精细化管理、提升能源综合利用水平，这就需要依托信息化手段，实现能源的集中管控。EMS（能源管理系统）是信息化建设的一个重点项目，从精细化管理的角度来讲，它可以使能源消耗追溯到产线、品种和批次，并对工序间能源消耗情况进行统计分析，以达到能源消耗分解到车间、班组、产品、批次的目的，真正实现能源流、资金流、信息流"三流"同步，但是EMS与PI实时数据库系统是密不可分、紧密联系的，二者相辅相成。
PI实时数据库是EMS系统的数据源泉：
1）PI系统为EMS系统提供统一的数据管理平台；
2）PI系统为EMS系统提供及时、准确的能源消耗数据。
3.3为全过程质量系统提供实时、准确数据，加强产品的质量管理功能
目前，钢铁企业间的竞争更多的是体现在企业管理水平和产品质量间的竞争，要想实现质量管理流程的优化、提升质量管理意识，将产品判定中人为干预的因素降为最低，就必然要实施产品质量的全过程控制，即基于PI系统的全过程质量系统。
1）PI System为其提供及时、准确的生产实时监控数据；
2）基于PI System数据库的批次追踪；
3）基于PI System生产实时数据和质量管理控制图的预警机制；
4）基于PI System实时数据的质量模型分析。
依托PI系统将生产过程中影响生产质量的重要关键工艺参数纳入监控体系，通过大量的数据统计算法和分析，实现将生产过程的合规管理纳入到产品质量的判定管理和质量问题追溯管理体系，最终使唐钢产品质量管理形成一个闭环，保障产品质量的稳步提升，提高产品的客户满意度。
4.总结
PI实时数据库系统的实施弥补了信息断层，将分散的数据资源有机的整合在一起，是钢铁企业整个信息化系统的基础数据平台、数据分析平台和生产设备监控平台。实现了如下功能：
1）减少手工录入数据错误，提高企业绩效报表的正确性；
2）实现厂际间能源结算自动化和分工序的能源消耗采集，提升能源二次利用、节能减排和能源管理水平，对资源消耗量进行分析预测并作出预报预警；
3）动态实时监控生产过程参数，持续优化生产工艺，提高产品质量和生产效益；
4）通过为生产制造执行系统（MES）提供准确、实时的生产过程数据和重要设备关键参数数据，实现生产物流过程和设备的实时监控，达到合理调配资源，提高资源综合利用率，优化、指导生产，减少设备非计划停车，提高人员工作效率等目的。
作者简介
姓名：胡志菊 出生年月：1981.10 性别：女 学历：大学本科 职称：助理工程师
单位：河北钢铁股份有限公司唐山分公司 计控管理部 信息中心