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SIS系統(tǒng)在株洲電廠#3、4機(jī)組中的應(yīng)用 |
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[ 通信界 / 胡聯(lián)望 / m.k-94.cn / 2010/12/7 21:17:56 ] |
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一、 前言
隨著20世紀(jì)90年代計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等也得到迅猛發(fā)展，現(xiàn)代大型火電廠各工藝系統(tǒng)的控制已普遍采用分散控制系統(tǒng)DCS和PLC程控系統(tǒng)，大大提高了機(jī)組的自動(dòng)化水平，但DCS主要注重機(jī)組的安全運(yùn)行，各控制系統(tǒng)之間相互獨(dú)立，信息不能共享，單元機(jī)組和全廠的經(jīng)濟(jì)效益得不到有效提高。隨著電力體制改革的不斷深入，廠網(wǎng)分開(kāi)、競(jìng)價(jià)上網(wǎng)已經(jīng)成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。因此，我們?cè)陔姀S建設(shè)的初期就必須重視信息化建設(shè)，在整個(gè)電廠范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)信息共享，真正做到管控一體化，為電廠整體效益的提高打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
二、概述
SIS系統(tǒng)（Supervision Information System）是近幾年才出現(xiàn)的專用名詞，是指電廠廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)，是屬于廠級(jí)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的范疇。湖南華銀株洲火力發(fā)電公司二期技改工程2×300MW機(jī)組（#3、4機(jī)）按照2000年燃煤示范電廠設(shè)計(jì)思想，委托上海新華集團(tuán)公司開(kāi)發(fā)了廠級(jí)信息監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)。新華SIS系統(tǒng)的建設(shè)目的是為了整合全廠網(wǎng)絡(luò)資源，提高信息的共享度，并進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)和利用。同時(shí)，也為了達(dá)到優(yōu)化經(jīng)濟(jì)調(diào)度、提高機(jī)組競(jìng)價(jià)上網(wǎng)能力和運(yùn)行水平、節(jié)能降耗、節(jié)約檢修和運(yùn)行成本，提高電廠生產(chǎn)過(guò)程管理和決策水平的目的。
三、 SIS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)及硬件配置
廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)主要由廠級(jí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)以及網(wǎng)絡(luò)上的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、過(guò)程管理功能站、客戶機(jī)等硬件組成。上海新華集團(tuán)公司為我廠SIS系統(tǒng)硬件配置如下：
1、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)：全廠網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用一體化布局，主干網(wǎng)采用1000Mb/s以太網(wǎng)，各下層控制系統(tǒng)到主干網(wǎng)的連接介質(zhì)采用100Mbps光纖，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（詳見(jiàn)圖一）。
2、通訊接口：配置一臺(tái)3COM SS3 Switch4007核心交換機(jī)及兩臺(tái)3COM SS3 Switch4005數(shù)據(jù)交換機(jī)，核心交換機(jī)和數(shù)據(jù)交換機(jī)均有12個(gè)1000Mb/s接口，同時(shí)支持熱插拔、支持冗余電源及冗余交換引擎。
3、實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)：采用兩臺(tái)HP proliant M570數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，兩臺(tái)互為冗余配置，采用一套HP proliant HA/F200磁盤(pán)陣列。
4、功能站：值長(zhǎng)監(jiān)視站2臺(tái)、過(guò)程管理計(jì)算分析站1臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理維護(hù)站1臺(tái)、應(yīng)用軟件管理維護(hù)站1臺(tái)、MIS接口站1臺(tái)、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)備份/防病毒服務(wù)器1臺(tái)。它們均與核心交換機(jī)相連。
我廠SIS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置詳見(jiàn)下圖(省略)。
四、 SIS系統(tǒng)軟件配置
我廠SIS系統(tǒng)操作系統(tǒng)采用的是全面滿足客戶機(jī)/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)Windows 2000版本。
在新華集團(tuán)公司的SIS系統(tǒng)方案中，數(shù)據(jù)庫(kù)采用了美國(guó)OSISOFT的PI數(shù)據(jù)庫(kù)軟件。新華SIS系統(tǒng)中服務(wù)器端應(yīng)用軟件和客戶端應(yīng)用軟件相對(duì)獨(dú)立，通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)連接，主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
1、系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)解決了電廠廠級(jí)自動(dòng)化應(yīng)用中遇到的兩個(gè)主要問(wèn)題：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來(lái)源復(fù)雜而又分散和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)很難長(zhǎng)期高精度存儲(chǔ)。在系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中，可存儲(chǔ)全廠各臺(tái)機(jī)組DCS中的所有數(shù)據(jù)、各輔助車間（水系統(tǒng)、煤系統(tǒng)和灰系統(tǒng)）以及各服務(wù)器端應(yīng)用軟件的計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)，并采取有效的壓縮方式，保證全廠所有數(shù)據(jù)的保存時(shí)間至少達(dá)到3年，經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)恢復(fù)的掃描時(shí)間應(yīng)不大于15毫秒；系統(tǒng)實(shí)時(shí)性好 （1秒掃描刷新）、 規(guī)模大（無(wú)限點(diǎn)）、維護(hù)方便及二次開(kāi)發(fā)能力強(qiáng)。
2、服務(wù)器端應(yīng)用軟件和客戶端應(yīng)用軟件相對(duì)獨(dú)立，分別通過(guò)接口軟件與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)連接，其中任意應(yīng)用軟件的停用不影響系統(tǒng)中其他應(yīng)用軟件的運(yùn)行與使用。
3、隨著認(rèn)識(shí)和需求的不斷提高，通過(guò)在SIS基本框架及基本功能的基礎(chǔ)上作進(jìn)一步深入開(kāi)發(fā)，可以方便的進(jìn)行功能擴(kuò)展。
五、 SIS系統(tǒng)所完成的基本功能
1、全廠生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控
全廠各生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)包括爐機(jī)電DCS、輔助車間控制系統(tǒng)、電網(wǎng)調(diào)度等的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)流程都在SIS的工作站和終端上進(jìn)行監(jiān)視和查詢。其中生產(chǎn)數(shù)據(jù)還能進(jìn)行綜合處理以形成全廠生產(chǎn)報(bào)表和生產(chǎn)成本。
2、實(shí)現(xiàn)機(jī)組之間負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配
a. SIS應(yīng)能在全廠負(fù)荷分配站上根據(jù)遠(yuǎn)方AGC指令和其它生產(chǎn)調(diào)度指令結(jié)合本廠主、輔系統(tǒng)和設(shè)備運(yùn)行情況決定各臺(tái)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配。SIS系統(tǒng)還能提供用于調(diào)度端調(diào)全廠負(fù)荷時(shí)的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配和調(diào)度方式，以實(shí)現(xiàn)各機(jī)組根據(jù)SIS的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配結(jié)果進(jìn)行閉環(huán)負(fù)荷調(diào)節(jié)的功能。
b. 經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配和調(diào)度功能建立在實(shí)時(shí)處理全廠經(jīng)濟(jì)信息和成本核算的基礎(chǔ)上，以保證電廠安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
3、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析及優(yōu)化運(yùn)行操作指導(dǎo)
對(duì)全廠運(yùn)行工況進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)估，分析其原因，進(jìn)行操作指導(dǎo)，使機(jī)組在最優(yōu)工況下運(yùn)行，運(yùn)行效率最高，煤耗最低。
4、廠級(jí)性能計(jì)算
為了避免功能組的重復(fù)設(shè)置，廠級(jí)性能計(jì)算功能建立在各機(jī)組性能計(jì)算的基礎(chǔ)之上，利用各機(jī)組性能計(jì)算結(jié)果完成廠級(jí)性能計(jì)算功能，并將此計(jì)算結(jié)果用于經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析、CRT畫(huà)面顯示、報(bào)表統(tǒng)計(jì)和根據(jù)需要進(jìn)行打印記錄等。
5、單元機(jī)組能損分析
機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性受許多因素影響,主要有運(yùn)行參數(shù)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、構(gòu)成系統(tǒng)的設(shè)備、運(yùn)行條件和方式等因素。這些因素的變化都會(huì)導(dǎo)致單元機(jī)組在偏離設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行，影響機(jī)組運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)性，產(chǎn)生能量損失。軟件的分析范圍涵蓋了影響機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的主要原因，包括運(yùn)行參數(shù)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、構(gòu)成系統(tǒng)的設(shè)備、運(yùn)行條件和方式等因素。
6、單元機(jī)組主輔設(shè)備性能分析
上述功能軟件采用高級(jí)語(yǔ)言Visual Studio 6.0與軟件平臺(tái)及平臺(tái)支持的VBA腳本語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)其全部功能。應(yīng)用軟件全部采用Visual C++高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)出高效率的執(zhí)行程序，通過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)提供的API函數(shù)與系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)接口通訊。客戶端軟件在平臺(tái)軟件的基礎(chǔ)上搭建，輔以VBA腳本實(shí)現(xiàn)相關(guān)的功能。
六、 SIS系統(tǒng)的應(yīng)用前景及發(fā)展趨勢(shì)
廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)的出現(xiàn)使廠各控制系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起，從以往僅僅局限于保證工藝系統(tǒng)的安全、正常運(yùn)行的舊模式走向在安全的基礎(chǔ)上通過(guò)優(yōu)化控制和管理使整個(gè)電廠運(yùn)行保持在最佳、最穩(wěn)定、最經(jīng)濟(jì)的新模式。廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)的建設(shè)必然能提高電廠的綜合經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)其投資的回報(bào)主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：
1、基于過(guò)程數(shù)據(jù)的計(jì)算分析結(jié)果使SIS系統(tǒng)為決策者的決策活動(dòng)提供依據(jù)，使決策更加科學(xué)、合理。
2、SIS系統(tǒng)的建立使電廠的運(yùn)行管理人員不必以傳統(tǒng)的方式進(jìn)行電廠的決策支持活動(dòng)，從而使決策活動(dòng)更加迅速并可節(jié)省或避免了一部分開(kāi)支。比如信息收集和傳播的自動(dòng)化使信息收集人員的工作效率大大提高；在線經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、系統(tǒng)性能指標(biāo)計(jì)算分析使企業(yè)高級(jí)管理人員和工程技術(shù)人員再不必花大量時(shí)間進(jìn)行計(jì)算分析，而可將工作重點(diǎn)如何更好地運(yùn)用計(jì)算分析結(jié)果上等等。
3、SIS系統(tǒng)建立了完善的設(shè)備管理和生產(chǎn)過(guò)程管理等功能，使管理工作更加規(guī)范。
4、SIS系統(tǒng)還通過(guò)改善主輔機(jī)設(shè)備的可控性和控制系統(tǒng)本身的性能，可減少運(yùn)行值班人員和運(yùn)行檢修維護(hù)費(fèi)用。
新華SIS系統(tǒng)的投運(yùn)意味著適合國(guó)情的SIS系統(tǒng)已進(jìn)入市場(chǎng)。目前國(guó)內(nèi)SIS系統(tǒng)的運(yùn)用尚處于起步階段，大部分電廠實(shí)施和準(zhǔn)備實(shí)施的SIS系統(tǒng)以及各SIS系統(tǒng)廠商推薦的SIS系統(tǒng)大多采用基于以數(shù)據(jù)庫(kù)和模型庫(kù)為核心的決策支持系統(tǒng)，SIS的主要功能也僅包括單元機(jī)組及廠級(jí)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算、單元機(jī)組能損分析、單元機(jī)組主輔設(shè)備性能分析、廠級(jí)負(fù)荷優(yōu)化分配和調(diào)度和生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息監(jiān)控等。如今，隨著數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和聯(lián)機(jī)分析處理（OLAP）新技術(shù)的興起，為決策支持系統(tǒng)開(kāi)辟了新途徑。以模型庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)、數(shù)據(jù)開(kāi)采和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、OLAP結(jié)合起來(lái)形成的綜合決策支持系統(tǒng)，是更高級(jí)形式的決策支持系統(tǒng)，它們內(nèi)部能相互補(bǔ)充、相互依賴發(fā)揮各自的輔助決策優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)更加有效的輔助決策。同時(shí)，設(shè)備故障診斷系統(tǒng)、設(shè)備壽命計(jì)算和狀態(tài)分析、設(shè)備狀態(tài)維護(hù)管理系統(tǒng)等高級(jí)應(yīng)用也將逐步納入SIS系統(tǒng)的范疇，豐富SIS系統(tǒng)的功能。我們相信：在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，SIS系統(tǒng)將為企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的決策提供更加明顯的支持作用，是決策支持系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢(shì)，也是SIS系統(tǒng)的發(fā)展方向。
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作者：胡聯(lián)望 合作媒體：專網(wǎng)通信世界-中國(guó)電力通信網(wǎng) 編輯：顧北 |
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