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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?!?/span>



      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DCS、PLC、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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