基于SMES系统的运行平稳率监控系统实现方案

杨红涛

［摘要］ 本文探讨了以日常监控为目的，以SMES装置投入产出平衡量和产品定级量为数据源的，企业运行平稳率管理系统的设计思路与数据实现方案。

［关键词］ SMES； 运行平稳率； 静态数据； 动态数据； 日偏差率

doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2012 . 20. 030

［中图分类号］F272.7； TP315［文献标识码］A［文章编号］1673 - 0194（2012）20- 0052- 02

生产装置的平稳运行是石油化工行业实现安全生产，节能降耗，提高经济效益的重要前提，装置运行平稳率的考核与评价，能够综合反映企业在设备管理、工艺技术等管理方面的效果，已越来越成为企业重要的管理手段。

目前中国石化各企业装置运行平稳率监控管理有两种方式：① 基于ＤＣＳ系统，以关键工艺参数为数据源，针对操作岗位和横班班组的装置运行平稳率监控管理，这种方式面向生产一线，对设备运行与工艺操作、技术方面的监控管理效果明显，但没有考虑到企业、工厂两级决策对装置平稳运行的影响，且对仓库的平稳入库无法做到有效监控；② 以ＳＭＥＳ装置投入产出数据为数据源的，对企业、工厂、装置的综合运行平稳率进行月度考核，这种方式考虑到了设备运行、工艺操作、技术管理、领导决策、负荷调整等影响装置平稳运行的多个因素，对企业的整体监控效果要好于单纯的ＤＣＳ数据监控，但尚未做到日监控。本文结合石油化工企业的工艺特点，探讨了以日常监控为目的，以ＳＭＥＳ装置投入产出数据为数据源的，企业运行平稳率监控系统的设计思路与实现方案。

１目的

以ＳＭＥＳ装置投入产出平衡量为数据源，通过ＳＭＥＳ工厂模型实现数据接口，开发企业运行平稳率监控管理系统，并结合管理流程优化等手段，实现企业、工厂与装置各层级运行平稳率的每日监控和生产负荷优化，变事后考核为日常监控，最终实现企业效益最大化的管理目标。

２日监控管理方案描述

ＳＭＥＳ系统，是中国石化集团自主研发的一套以生产物流管理为核心，集实时数据集成、物料移动信息管理、生产调度管理、生产统计管理、能源管理为一体的生产管理业务集成系统，是实现企业数据的一致性和充分共享，支撑生产业务管理优化的企业信息集成平台，目前已在中国石化各炼化企业进行推广。结合ＳＭＥＳ系统运行时间要求以及调度模块和仓库管理模块的业务特点，企业可按如下流程实现装置平稳率的日常监控。

（１） 各工厂生产调度人员按ＳＭＥＳ运行规定时间每天完成生产平衡数据提交。

（２） 各工厂的装置平稳率分析人员每日定时汇总上一日ＳＭＥＳ装置投入产出数据，分析超差原因，提出整改意见并存档提交给公司平稳率考核管理人员。

（３） 企业平稳率考核管理人员，每日定时汇总下属各工厂上报数据，统计各工厂运行平稳率和装置运行平稳率，并于当日下班前发布至相关信息系统网页供各层级管理人员查询。

（４） 每月月初，企业平稳率考核管理人员将各单位的上月月度平稳率考核结果报生产经营指标考核人员进行考核。

３系统实现方案

根据日监控管理方案，运行平稳率监控管理系统要能够通过数据接口，提取相关ＭＥＳ模型中的节点数据，自动计算企业平稳率、工厂平稳率和装置平稳率，通过基础表、数据超差报警分析、评价考核等功能模块，实现各层管理人员的业务需求。

３．１不同类型生产装置考核项的选择

由于石油化工行业生产装置的技术路线、产品结构、装置规模千差万别，为保证不同工厂装置间的运行平稳率考核的公平与公正，运行平稳率考核项的确定至关重要。可根据各类化工装置的技术路线、工艺流程、生产规模、产品结构，结算方式综合考虑确定各生产装置的考核项。

（１） 连续化生产的液体产品装置：对于主产品产量能够精确计量的生产装置，如乙烯装置、丁二烯装置等，可采用主产品日产量作为考核项；对于主产品产量的核算方式需考虑到罐区、出厂点、侧线仪表等因素，产量数据不能真实反映装置的平稳运行情况的，可采用主原料日加工量作为考核项。

（２） 连续化生产的固体产品装置：如聚乙烯、聚丙烯、合成橡胶等，此类装置产出量受固体料仓和包装、入库影响，产量数据波动大，不能真实反映装置平稳运行情况。但由于进料稳定，可将主原料的加工量作为考核项。同时，为加强入库管理，实现平稳入库，杜绝“突击入库”和“突击定级”的现象，可考虑将产品日交库定级量纳入考核范围。

（３） 间歇式生产装置：如ＳＢＳ等间歇式釜式生产装置，此类装置投入产出量波动大，日数据呈正弦变化，建议不要纳入考核范围。

例：某大型炼化企业各生产装置平稳率考核项（节选，见表１）。

３．２数据接口的实现

运行平稳率的考核项来自于各生产装置的投入产出数据以及相关仓库的产品定级数据，若要从ＳＭＥＳ系统中取得这些数据，需确定这些考核项与ＳＭＥＳ静态数据的关联关系，并确定取ＳＭＥＳ系统中的哪一层次的动态数据。

３．２．１静态数据——ＳＭＥＳ工厂模型装置侧线节点的确定

在ＳＭＥＳ工厂模型中，一套实际的生产装置与ＳＭＥＳ装置模型、侧线节点之间可能会存在“一对多”的现象，在对考核项与ＳＭＥＳ装置模型侧线进行关联时，需充分分析ＳＭＥＳ模型，保证１００％准确。装置ＳＭＥＳ侧线节点的填写参照表２。

３．２．２静态数据——ＳＭＥＳ工厂模型中仓库的确定

一个固体产品装置的产品有可能存放到多个固体仓库之中，由于ＳＭＥＳ装置模型存在“一对多”的现象，导致 ＳＭＥＳ装置模型与ＳＭＥＳ仓库模型的关联关系会出现“多对多”的现象，为保证准确性，须详细分析此类模型数据。仓库模型数据填写参照表３。

３．２．３动态数据类型的选择

３．２．３．１装置投入产出数据的选择

ＳＭＥＳ系统动态数据中的装置投入产出数据，分为原始表量、校正确认量、生产平衡量、车间确认量、统计平衡量、统计平衡确认量。其中，原始量为ＳＭＥＳ直接取自实时数据库的原始数据，校正确认量是操作人员对实时数采数据的人工确认值，这两种数据是ＳＭＥＳ装置模块原始数据，不能作为数据源。ＳＭＥＳ统计模块的车间确认量、统计平衡确认量从数据形成时间角度分析，相对滞后，不能保证接口数据的及时性，也不能作为数据源。而生产平衡量是调度日报的数据源，时间上满足及时性要求，作为日生产数据得到多数认可，因此应选择生产平衡后的装置投入产出数据作为数据源。

３．２．３．２ＳＭＥＳ仓库管理模块操作类型的选择

固体产品装置如聚乙烯、聚丙烯、橡胶等需经过包装线包装后入库定级，才能确定产品产量。在实际生产过程中，有些产品是在包装前定级，有些是在包装后入库定级，这些定级操作在ＳＭＥＳ仓库管理模块中的操作类型选择上是不同的。ＳＭＥＳ仓库管理模块定义的操作类型有２１种，在实际操作中，对于包装前入库的情况，操作类型一般选择生产入库，对于包装后定级的情况，操作类型一般选择临时装正。系统开发过程中，要准确界定相关仓库的ＳＭＥＳ操作类型，以保证产品定级数据的准确性。

３．３功能模块设计

３．３．１基础表

基础表是运行平稳率监控系统各功能模块的基础，包括单位名称、装置名称、考核项、日产量和日加工量等数据项，作为数据超差报警分析模块、评价考核模块的数据源，通过数据接口定时提取ＳＭＥＳ数据库中的日数据。

３．３．２数据超差报警分析模块

数据超差报警分析模块的使用人群为各生产厂装置平稳率分析人员，该模块以基础表为数据源，要具备如下功能：

（１） 以折线图和柱形图的方式展示某生产装置每月的日产量或日进料量、日平均量、日偏差率。

其中：

日均量 ＝ 截至当日的月累计量／截至当日的月生产天数

日偏差率 ＝ （当日产量 － 上日量）／上日量

（２） 对于日偏差率超２０％的数据进行报警。

具备文档编辑功能，便于工厂分析人员编写原因分析和优化方案，并能实现保存提交和驳回操作。

３．３．３评价考核模块

评价考核模块使用人群为公司平稳率考核管理人员，主要功能为计算企业、各工厂和各装置的月度平稳率，为月度考核提供依据，并以图形展示的方式展示企业排名情况。运行平稳率计算方法如下。

３．３．３．１单装置运行平稳率

单个装置运行平稳率反映了该装置在考核期内生产负荷的稳定程度，计算方法如下：

其中：

Ｗｉ：某装置占参加考核的主要化工装置的权重数；

Ｐｉ：某装置某月的主产品产量或投料量；

ｎ：参加考核的主要化工装置总数；

Ｓｉ：某月某装置运行平稳率；

Ｓｍ：某月某企业装置运行平稳率；

Ｓｙ：某企业累计装置运行平稳率；

ｍ：考核期的自然月个数。

４效果

运行平稳率监控系统投用后，既能为各级管理人员提供有效的考核手段，在各二级单位之间形成良好的竞争氛围，又可实现公司、工厂、装置三级运行平稳率的日常监控，变事后考核为实时优化，规范各级管理人员和一线班组的平稳操作，使仓库平稳入库，装置运行平稳，为实现企业效益最大化做出贡献。

５建议

生产装置的正常调整，如产品牌号的切换、装置正常开停工，以及企业根据市场变化提出的装置限产与增产等因素造成的平稳率波动，不应纳入装置平稳率考核范围，为了能够及时修正此类考核项数据，保证平稳率考核结果的公正性，同时又不会改掉基础表的数据，建议开发一个基础数据修正表。评价考核模块数据取自修正表，修正表数据取自基础表，一般情况下，修正表数据与基础表数据完全一致，当工厂平稳率分析人员与公司平稳率考核人员确认某装置某日数据不应纳入考核范围时，由公司考核人员在修正表中删除，当日的数据既不会参与平稳率计算。