基于IntuitionExecutive的火炬监控系统

魏宇红+仇辉

摘要：在企业越来越重视安全生产和环境保护的情况下，利用DAS接口采集多个系统的数据源；语义模型清洗、缝合业务相关数据；Web Parts以智能图形组件展示与查询系统状态的方式，建立了一套高效，直观的火炬监控系统。

关键词：数据联合；语义模型； Web Parts

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）22-0082-02

1 概述

国家为化解经济发展与环境保护的深层次矛盾，发布了《安全生产法》和《环境保护法》，对企业的安全环保工作提出了更高的要求。公司火炬系统除异常排放外，各装置还有正常排放，如原料罐顶瓦斯封闭气，氮气封闭气，闪蒸烃塔顶排放气，低压气提塔顶排放气等，因此在火炬异常排放时，查找排放源极其困难，通过关闭火炬总阀使正常排放受阻，易造成操作波动或产品质量不合格。所以通过基于Intuition Executive的火炬监控系统来解决及检测当前存在的环境隐患问题。

2 关键技术及方法

2.1 数据联合技术（Federated Data Source）

数据库联合后，可以在不考虑后端系统的情况下查询各种数据源上的数据。对用户、应用程序和开发人员，这些外部数据源通过别名，显示为本地表。连接到联合数据库，请求将被路由到原始数据源，同时复杂的函数补偿、数据类型转换，高效的数据检索的优化等等都透明的展现出来。联合功能可以扩展到包括包括关系型数据库类型的数据源 （如Oracle、sqlserver等）、带时间标签类的OPC数据源、非结构化数据（电子邮件、传真等 ）、 Microsoft Excel电子表格、XML文件和、语义数据源、Web Service数据源等。这些扩展是由WII提供支持。联合数据库的模型如图 1所示：

公司监控系统通过数据联合技术集成了视频监控系统、实时数据库、生产运行系统数据、实验室数据、巡检系统、APS、安全环保数据、大机组数据等多套已有系统的业务数据。特别是天然气站现场安装无纸记录仪，采用485模块转换信号进入新增BUFFER机，安装Inscan ROS读取无纸记录仪的通道值，同时Inscan ROS作为OPC服务器，支持PHD读取该服务器的实时数据接入MES。其他分布在厂区各处的17套装置管线上分别新增火炬气排放监控系统各一套，监控信号进各装置操作室。最终所有信号传入公司调度中心、厂区调度室、火炬控制室进行集中监控。

2.2 语义数据模型（Semantic Data Model）

Intuition语义模型允许访问外部信息系统，没有数据同步问题的复杂性。语义数据模型建立在人工智能原则上，语义模型对各类结构化数据信息和非结构化数据信息进行跨应用的数据关联，工作时不复制模型，不再需要数据同步，而对数据进行访问，减少了主数据管理的问题。

通过对公司的业务了解，模型设计从业务模型、装置模型、罐模型、仓库模型、设备模型、物料模型以及KPI模型进行语义模型的类设计。类设计完成后，根据公司的业务进行实例化，使用Intuition Model Designer工具，完成总貌模型树的创建。公司的语义模型设计图如图2：

语义数据模型的优点：

1）模型是'轻量化'和'灵活的'。

传统的关系型模型在投入生产后灵活性大大降低. 适合处理大量静态信息模型或复杂事务处理的应用。一旦建立了表中的数据和内容，很难改变表和对象关系。这些早期的表结构、键和数据类型的决策会影响应用程序的未来决定。语义模型允许我们随时定义结构，即使在运行时我们也能够推断结构。语义模型灵活，擅长处理复杂性和管理变革，更适合支持一个'生态体系'的联合数据，特别是经常变化的环境中，在生产环境不断的膨胀时。例如，管理工程经营中成千上万资产的生命周期和维护退休相关的信息流。

2）创建连接多个数据仓库的虚拟数据仓库，并且数据保持不变。

传统的系统需要创建新的数据资料库和所有必要的业务数据复制到数据库。这种方法延缓了合并信息的存储速度，需要软件和硬件复制数据，一旦数据源系统改变，就需要有人维护更新系统库。语义模型采集联合数据的一个优点就是自动检测新的数据，不需要复制数据，大大简化了更新模型变化的工作。

3）模型能在非标准环境中建立标准。

数据库通常快速增长并且没有标准。用统一适用标准来迁移历史数据库是困难的而且需要花费大量资金。语义模型允许我们为已有数据源创建一个顶层法则并将其改造成一个标准模型。他们可以平等适用于从不同的本体相似的概念，如在不同的系统（历史库、ERP、CMMS）发现相同的实体（"泵"或"原料"）。

2.3 Web Parts技术

Web Parts是一组用于创建网站的集成控件，支持最终用户直接从浏览器的网页中修改内容、外观甚至性能。修改可以应用到网站上的所有用户或个别用户，可以将设置保存到保留用户的个人偏好用于将来的浏览器会话。开发人员可以授权最终用户个性化动态Web应用程序，而无需开发人员或管理员的干预。使用Web Parts控件集，最终用户可以像开发人员一样进行如下操作：

1）个性化页面内容和布局。用户可以将新的Web Parts控件添加到页面，请将其删除、隐藏他们，或减少他们像普通窗口。可以将Web Parts控件拖到页上的不同区域，或更改其外观、属性和性能。

2）导入或导出管理。 用户可以导入或导出Web Parts控件设置，包括属性、外观甚至控件中的数据，用于其他页或站点，这降低了最终用户对数据输入和配置的要求。

3）创建连接。 用户可以建立控件之间的连接，例如，图表控件可以显示数据的折线图。用户可以个性化操作，不仅连接数据，可以改变图表控件的外观和细节。

4）管理和个性化站点级设置。 授权用户可以配置站点级别设置，确定谁可以访问网站或页面，设置基于角色的访问控制等。

在公司火炬监控系统中，利用Web Parts技术实现了图3中的四大主要功能：装置动态流程图，弹出式超标报警，子弹图指标监控，长周期数据趋势查询。

1） 装置动态流程图突破了传统平面装置模型设计，采用三D立体的仿真图例，使用组合拼接的方式绘制。显示实时数据的同时，在管线中添加物料走向控件，增强了立体效果，也明确了装置流程走向。

2） 弹出式超标报警在监控指标超标时以弹出警告窗口的方式提醒系统使用者关注，及时查看相关信息，妥善处理突发情况。

3） 子弹图指标监控以红色圆点以及红色醒目实时数据标记监控指标超标，图例左侧为可调节的监控阀值，以竖线表示此阀值，横线距离竖线左侧越远，表示可控制范围越大；横线距离竖线右侧越远，表示超标越大。

4） 长周期数据趋势查询最长可查询一个月数据，较24小时数据查询数据量和可靠性都得到提高。

3 结论

该系统以公司火炬管网监控为主线，整合MES系统、LIMS系统、APS系统、HSE系统等信息，能够以图形化的方式实现数据的分析统计和信息的多维度查询功能，动态监控与展示火炬排放的重要信息和数据。对公司掌控火炬系统异常情况，排查处理问题故障，保障安全清洁生产提供了信息化武器。

参考文献：

[1]International，Business，Machines，Corp. Administration Guide for Federated Systems：IBM InfoSphere Federation Server [R]. U.S.A.：IBM， 2012.

[2]International，Business，Machines，Corp.Configuration Guide for Federated Data Sources：IBM InfoSphere Federation Server [R]. U.S.A.：IBM， 2012.

[3] Honeywell.Demystifying the Semantic Model [R]. Houston： Honeywell， 2012.