智慧化工三維可視化系統(tǒng) 打造安全生產(chǎn)體系

前言

作為全球化學(xué)品第一生產(chǎn)大國(guó)，我國(guó)危險(xiǎn)化學(xué)品規(guī)?？偭看?、涉及品種多、應(yīng)用范圍廣、管理鏈條長(zhǎng)、安全風(fēng)險(xiǎn)高，歷來(lái)是防范化解重大安全風(fēng)險(xiǎn)的重點(diǎn)領(lǐng)域。 危險(xiǎn)化學(xué)品領(lǐng)域頻繁發(fā)生的典型事故，暴露出傳統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)管控手段問(wèn)題突出。

建設(shè)背景

石油石化行業(yè)是國(guó)家重要的支柱行業(yè)，具有生產(chǎn)規(guī)模大，生產(chǎn)線長(zhǎng)，數(shù)據(jù)模型大，物料危險(xiǎn)性高等特點(diǎn)。特殊的作業(yè)環(huán)境、偏遠(yuǎn)的廠區(qū)位置，使得工作人員作業(yè)值守難度大、成本高、效率低。

隨著5G、云計(jì)算、人工智能等新技術(shù)的發(fā)展，信息化、數(shù)字化以銳不可當(dāng)之勢(shì)，滲透到各行各業(yè)中，為解決上述難題，傳統(tǒng)能源企業(yè)開(kāi)始打造智慧化石油化工調(diào)度指揮中心，尋求數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

系統(tǒng)概述

智慧化工是指利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控技術(shù)加強(qiáng)信息管理服務(wù)，清楚掌握生產(chǎn)流程、提高生產(chǎn)過(guò)程的可控性、減少生產(chǎn)線上人工的干預(yù)、即時(shí)正確地采集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)化工廠的設(shè)備智能化、生產(chǎn)高效化、安全監(jiān)測(cè)預(yù)警等，在傳統(tǒng)的化工場(chǎng)景上附加了人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了智能信息化轉(zhuǎn)型的化工場(chǎng)景，屬于化工自動(dòng)化的高級(jí)階段。

三維場(chǎng)景搭建

通過(guò) Sovit3D 構(gòu)建 Web 化工廠數(shù)字孿生管理平臺(tái)。以廠區(qū)整體現(xiàn)場(chǎng)取景照片、衛(wèi)星圖、CAD 圖等資料，利用數(shù)字孿生技術(shù)對(duì)廠區(qū)進(jìn)行 1：1 三維實(shí)景展示，真實(shí)還原廠區(qū)建筑及分布，打造三維仿真化工廠三維場(chǎng)景。

二維組態(tài)設(shè)計(jì)

將傳統(tǒng)的 SCADA 設(shè)備組態(tài)圖進(jìn)一步美化升級(jí)，繪制出形象的設(shè)備平面圖元，將設(shè)備與設(shè)備相連，運(yùn)用帶有介質(zhì)流動(dòng) UV 動(dòng)畫(huà)效果展示出工藝走向。

綜合看板模塊

支持基于地理信息系統(tǒng)，對(duì)廠房的位置、分布、邊界進(jìn)行監(jiān)測(cè)，整合工廠現(xiàn)有數(shù)據(jù)資源，對(duì)生產(chǎn)進(jìn)度、設(shè)施運(yùn)維、能效管理、倉(cāng)儲(chǔ)物流、安防管理等各領(lǐng)域的運(yùn)行提示進(jìn)行綜合監(jiān)測(cè)分析，輔助管理者全面掌控廠區(qū)運(yùn)行態(tài)勢(shì)。

生產(chǎn)管理監(jiān)測(cè)

支持以真實(shí)生產(chǎn)線場(chǎng)景為基礎(chǔ)，對(duì)各個(gè)工段、重要設(shè)備、運(yùn)轉(zhuǎn)流程等進(jìn)行真實(shí)復(fù)現(xiàn)，對(duì)生產(chǎn)流程、運(yùn)行狀態(tài)、生產(chǎn)進(jìn)度、生產(chǎn)數(shù)據(jù)等進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，輔助管理者實(shí)時(shí)掌握生產(chǎn)進(jìn)度，提高生產(chǎn)效率。

設(shè)備管理系統(tǒng)

設(shè)備資源及控制層包括傳感器、儀器儀表、條碼、射頻識(shí)別、機(jī)器、機(jī)械和裝置等物聯(lián)網(wǎng)硬件設(shè)備。通過(guò)三維建模，真實(shí)復(fù)現(xiàn)設(shè)備設(shè)施外觀、結(jié)構(gòu)、運(yùn)轉(zhuǎn)詳情，并對(duì)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境、運(yùn)行狀態(tài)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，支持設(shè)備運(yùn)行異常實(shí)時(shí)告警，可點(diǎn)擊查看設(shè)備的詳細(xì)信息、維修記錄、視頻監(jiān)控畫(huà)面、告警詳情等，輔助管理者直觀掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)設(shè)備資源的控制，掌握化工廠進(jìn)行的生產(chǎn)活動(dòng)技術(shù)。

安防管理系統(tǒng)

支持集成廠區(qū)安全防范管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)，提供安全態(tài)勢(shì)監(jiān)測(cè)一張圖，支持對(duì)廠區(qū)重點(diǎn)部位、人員、車(chē)輛、告警事件等要素進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，安防報(bào)警事件快速顯示、定位，實(shí)時(shí)調(diào)取事件周邊監(jiān)控視頻，輔助管理者有效提升廠區(qū)安全管控效力。

能耗管理系統(tǒng)

支持整合廠區(qū)內(nèi)能耗數(shù)據(jù)，對(duì)廠區(qū)供暖、供排水、能源能耗、供電等各個(gè)子系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行態(tài)勢(shì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和多維度分析，支持能耗趨勢(shì)分析、能耗指標(biāo)綜合考評(píng)，幫助管理者實(shí)時(shí)了解園區(qū)能耗狀況，為資源合理調(diào)配、廠區(qū)節(jié)能減排提供有力的數(shù)據(jù)依據(jù)。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)

支持無(wú)縫融合視頻監(jiān)控功能，對(duì)廠區(qū)及周邊展開(kāi)安防動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，并且和火災(zāi)報(bào)警、門(mén)禁系統(tǒng)、人員管理等系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，進(jìn)行精準(zhǔn)的定位視頻攝像頭查看，支持多攝像頭窗口的并行查看。與視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行集成，管理人員通過(guò)實(shí)時(shí)視頻查看現(xiàn)場(chǎng)情況，運(yùn)維人員對(duì)廠區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)化、透明化、流程化、全局化的可視化管理。

電子圍欄系統(tǒng)

對(duì)廠區(qū)或重要區(qū)域設(shè)置電子圍欄，采用區(qū)域入侵智能分析技術(shù)，達(dá)到一旦有人進(jìn)入警戒區(qū)域，智能跟蹤球機(jī)立即自動(dòng)跟蹤現(xiàn)場(chǎng)目標(biāo)，并在現(xiàn)場(chǎng)和監(jiān)控中心立即產(chǎn)生聲光報(bào)警，及在監(jiān)控客戶(hù)端和電視墻上顯示現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警視頻等。以及采用視頻拼接技術(shù)實(shí)現(xiàn)周?chē)鷩鷫^(qū)域的大范圍監(jiān)控，避免查看多個(gè)畫(huà)面而導(dǎo)致遺漏現(xiàn)象的發(fā)生。同時(shí)，對(duì)于霧霾天氣較多的監(jiān)所，可采用智能透霧攝像機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，全方位保障廠區(qū)生產(chǎn)安全。

自動(dòng)巡檢系統(tǒng)

基于智慧化工廠三維可視化系統(tǒng)，事先預(yù)設(shè)巡檢路線，以第三人稱(chēng)方式在該路線上的監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行輪詢(xún)查看，達(dá)到線上巡檢的目的。同時(shí)可以實(shí)時(shí)查看設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，提高巡檢的效率和效果。

人員管理系統(tǒng)

對(duì)于廠區(qū)生產(chǎn)作業(yè)人員，依托智能穿戴設(shè)備實(shí)時(shí)掌握人員、位置、軌跡信息，聯(lián)動(dòng)電子圍欄，實(shí)現(xiàn)視頻聯(lián)動(dòng)追蹤監(jiān)視，避免人員進(jìn)入非法受控區(qū)域。

建立人員管理模塊，對(duì)于臨時(shí)的外來(lái)人員，可監(jiān)測(cè)生產(chǎn)區(qū)域活動(dòng)人員的數(shù)量和位置，結(jié)合電子圍欄，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)警非法人員地理位置，保障廠區(qū)安全生產(chǎn)和人員安全。

消防管理系統(tǒng)

通過(guò)API接口，接入消防系統(tǒng)，實(shí)時(shí)對(duì)煙感、探頭、噴淋?chē)婎^等設(shè)備進(jìn)行監(jiān)管，當(dāng)發(fā)生異常(火災(zāi)、爆炸、氣體擴(kuò)散等)異常狀況時(shí)，可聯(lián)動(dòng)事故附近攝像頭彈窗，顯示實(shí)時(shí)監(jiān)控畫(huà)面，并調(diào)取人員逃生路線，有序進(jìn)行撤離，保障人員生命安全、財(cái)產(chǎn)損失。

異常數(shù)據(jù)管理

支持采集報(bào)警信息，列出報(bào)警設(shè)備信息，點(diǎn)擊報(bào)警信息能自動(dòng)定位到設(shè)備處，快速查看設(shè)備的報(bào)警情況，并且在報(bào)警設(shè)備處顯示醒目報(bào)警標(biāo)簽，并可以通過(guò)點(diǎn)擊告警提示進(jìn)行數(shù)據(jù)穿透，查看對(duì)應(yīng)設(shè)備狀態(tài)、告警系統(tǒng)信息、對(duì)應(yīng)監(jiān)控信息。

……

(以上功能僅供參考，更多系統(tǒng)功能以實(shí)際需求為準(zhǔn))

開(kāi)發(fā)技術(shù)

以化工廠全貌照片為藍(lán)本，通過(guò)數(shù)字孿生技術(shù)建立3D模型，高度還原廠區(qū)真實(shí)三維場(chǎng)景，對(duì)化工廠的設(shè)備、人員、建筑、環(huán)境、安防等要素進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。進(jìn)行數(shù)據(jù)與三維場(chǎng)景的聯(lián)動(dòng)和數(shù)據(jù)交互展示，打通了數(shù)據(jù)壁壘，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，通過(guò)Web 2D/3D組態(tài)界面，靈活、高效、可靠的完成對(duì)廠區(qū)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、決策分析等綜合管理功能，讓生產(chǎn)控制與數(shù)字化深度融合，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程產(chǎn)線運(yùn)行管理、可視化管理集中化，方便各部門(mén)高效協(xié)同。從而達(dá)到數(shù)據(jù)層面人、機(jī)、料、法、環(huán)的互聯(lián)互通，一屏高效管理廠區(qū)生產(chǎn)制造。

建設(shè)價(jià)值

智慧化工三維可視化系統(tǒng)利用舊設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化改造升級(jí)，鏈接各類(lèi)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和自動(dòng)化工控系統(tǒng)，充分考慮層級(jí)建設(shè)、各系統(tǒng)融合、數(shù)據(jù)安全、高效生產(chǎn)等多方面因素，實(shí)現(xiàn)智能視頻分析、風(fēng)險(xiǎn)隱患全生命周期管理、智慧化作業(yè)流程、智慧檢維修、數(shù)字孿生工廠等功能，全天候、多角度進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)和生產(chǎn)管控，以“安全生產(chǎn)”為主線，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化升級(jí)，強(qiáng)化安全生產(chǎn)基礎(chǔ)和技術(shù)創(chuàng)新能力，構(gòu)建“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+?；踩a(chǎn)”技術(shù)體系和應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)，提升安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)感知評(píng)估、監(jiān)測(cè)預(yù)警和響應(yīng)處置能力，排查化解潛在風(fēng)險(xiǎn)，保障化工廠24小時(shí)安全生產(chǎn)。

總結(jié)

智慧化工三維可視化管理系統(tǒng)利用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息化技術(shù)和通訊技術(shù)，完成一整套整合化工廠安全、環(huán)保、應(yīng)急、消防、安防、能源、物流及應(yīng)用為一體的智慧管理平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)字化、故障預(yù)知化、生產(chǎn)智能化、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、管理規(guī)范化、運(yùn)營(yíng)信息化、決策科學(xué)化，提升安全監(jiān)控水平和企業(yè)管理效率，助力化工行業(yè)智能制造提速發(fā)展。

審核編輯黃宇