楊恩偉++李波++王建峰

摘 要：廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（Supervisory Information System，簡稱SIS）是管理信息系統(tǒng)（Management Information System，簡稱MIS）或者企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)（Enterprise Resource Planning，簡稱ERP）和分散控制系統(tǒng)（Distribution Control System，簡稱DCS）的橋梁，對電力設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，具有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：DCS SIS MIS 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫

中圖分類號：TM72 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（c）-0021-01

漳山發(fā)電廠是由北京能源投資公司和山西國際電力集團(tuán)有限公司共同投資建設(shè)的火力發(fā)電廠。目前裝機(jī)容量兩臺300MW和兩臺600MW超臨界燃煤發(fā)電機(jī)，分散控制系統(tǒng)（DCS）均采用ABB公司的Symphony。SIS的主要特點(diǎn)是集中了現(xiàn)場所有設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，對現(xiàn)場運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測、分析和診斷，指導(dǎo)生產(chǎn)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫（Real-Time Database ，RTD）是SIS實(shí)時(shí)信息基礎(chǔ)平臺，是SIS的核心組成部分。為了滿足生產(chǎn)管理的需要，一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)具有以下功能特征。

（1）生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)的最新性；

（2）操作及時(shí)性；

（3）算法的可用性。

從功能上劃分，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以劃分為三個(gè)層次。

1.1 數(shù)據(jù)采集接口層

該層直接與現(xiàn)場操作員站系統(tǒng)聯(lián)系，SIS系統(tǒng)提供了多種通用通訊協(xié)議，用分散方式通過對現(xiàn)場系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸。接口軟件都安裝在對應(yīng)的數(shù)據(jù)采集接口機(jī)上，能通配置多種連接和發(fā)送的方式，當(dāng)出現(xiàn)通訊中斷時(shí)還可以緩沖保存數(shù)據(jù)，當(dāng)系統(tǒng)正常后能自動(dòng)恢復(fù)并傳送。其接口通常使用了三種數(shù)據(jù)傳輸方式供用戶使用。

1.2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理層

該層主要由一臺或多臺實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器組成。支持對系統(tǒng)的更新（Update）查詢、訂閱和腳本訪問等功能。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理層還包括各種功能模塊的實(shí)施，如經(jīng)濟(jì)性能分析、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、故障分析、各種優(yōu)化分析軟件等。功能軟件的實(shí)現(xiàn)一般在過程信息處理服務(wù)器上完成。

1.3 客戶軟件訪問層

該層為SIS主體，主要用于實(shí)時(shí)監(jiān)測。利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行2次處理和表現(xiàn)，利用報(bào)表生成軟件和數(shù)據(jù)瀏覽軟件等組成完善的客戶訪問系統(tǒng)。用戶可以用客戶端/服務(wù)器模式或者瀏覽器/服務(wù)器模式分級多面地對生產(chǎn)過程進(jìn)行訪問。

廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）的生產(chǎn)過程監(jiān)視是采集全廠所有生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)，包括機(jī)組及公用DCS系統(tǒng)、輔助車間（煤、水、灰）控制系統(tǒng)及其他系統(tǒng)（如電氣網(wǎng)控NCS）等的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，使用戶可以在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任意終端上對各生產(chǎn)流程實(shí)時(shí)的監(jiān)視和查詢、完成廠級過程監(jiān)視和管理、廠級分析和性能計(jì)算等基本功能，通過生產(chǎn)趨勢圖、模擬圖、棒狀圖和參數(shù)分類表等多種顯示方式實(shí)時(shí)了解各單元機(jī)組及輔助車間的主要運(yùn)行數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)，按要求向MIS系統(tǒng)提供其所需的過程數(shù)據(jù)和計(jì)算、分析結(jié)果，并對全廠機(jī)組運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)全廠機(jī)組運(yùn)行信息的共享，為全廠機(jī)組的運(yùn)行和管理提供決策依據(jù)。

2 主要模塊應(yīng)用

2.1 綜合報(bào)表部分

綜合報(bào)表模塊對全廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理、統(tǒng)計(jì)分析，形成機(jī)組生產(chǎn)運(yùn)行報(bào)表，并能打印、查詢和監(jiān)視。綜合報(bào)表模塊是基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)和性能計(jì)算、運(yùn)行期間考核等其它功能中的數(shù)據(jù)，同時(shí)可采集各種輔助數(shù)據(jù)，如手工輸入的數(shù)值型和文本型數(shù)據(jù)，可根據(jù)需要通過改變腳本自行制作各種報(bào)表。

綜合報(bào)表模塊提供了方便的手工輸入手段，可實(shí)現(xiàn)按小時(shí)、班、日、月、年及不定期手工輸入的數(shù)值型數(shù)據(jù)和文本型數(shù)據(jù)，也可輸入常數(shù)值，如電量抄表數(shù)據(jù)，入爐煤燃料采集數(shù)據(jù)，原煤量采購數(shù)據(jù)、物資材料數(shù)據(jù)、損益數(shù)據(jù)、各類說明書，年運(yùn)行計(jì)劃指標(biāo)、經(jīng)營年標(biāo)桿值、目標(biāo)值等，并可以由使用人員根據(jù)數(shù)據(jù)庫提供的API接口，采集SIS歷史數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)，編寫各類自動(dòng)報(bào)表。

2.2 性能計(jì)算部分

性能計(jì)算與耗差分析采用了專用的廠級性能計(jì)算理論，并提供實(shí)時(shí)計(jì)算的能力，可計(jì)算全廠機(jī)組的各種效率（如鍋爐、汽機(jī)、發(fā)電機(jī)及其輔助系統(tǒng)等）及性能參數(shù)等，可集中顯示各種性能計(jì)算的目標(biāo)值、數(shù)值、測量的輸入數(shù)值、計(jì)算中間值和相關(guān)參數(shù)。

3 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊

3.1 概述

目前，漳山電廠的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及存儲已經(jīng)正常投運(yùn)，按照SIS系統(tǒng)的安全要求，在SIS主服務(wù)器與辦公網(wǎng)絡(luò)MIS側(cè)鏡相服務(wù)器之間采用了北京和信網(wǎng)安科技有限公司的天御6000單向隔離裝置。

3.2 網(wǎng)絡(luò)安全

單向物理隔離裝置又被稱為網(wǎng)閘。網(wǎng)閘是安全性較高的內(nèi)網(wǎng)（SIS服務(wù)器側(cè)網(wǎng)絡(luò)）與安全性較低的外網(wǎng)（MIS側(cè)網(wǎng)絡(luò)）之間信息交流的橋梁。

無論對內(nèi)網(wǎng)傳出的數(shù)據(jù)，還是外網(wǎng)反饋的數(shù)據(jù)，網(wǎng)閘均采取“擺渡”方式，對數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的安全驗(yàn)證和應(yīng)用層分析后，數(shù)據(jù)方能進(jìn)入另一方。從原理上講，網(wǎng)閘猶如一個(gè)“單刀雙擲開關(guān)”，在指定的時(shí)刻，僅能連接一側(cè)的網(wǎng)絡(luò)，將該側(cè)發(fā)送的數(shù)據(jù)包剝離成原始數(shù)據(jù)后，存放在網(wǎng)閘的一個(gè)公共物理存儲區(qū)域；待“開關(guān)”接通另一側(cè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，再將這些原始數(shù)據(jù)按照預(yù)定義的形式發(fā)送到另一側(cè)網(wǎng)絡(luò)。因此，網(wǎng)閘的這種物理隔離技術(shù)也被稱為Gap Technology。在保證網(wǎng)絡(luò)透明性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了對非法信息的隔離。

4 結(jié)語

綜合來講，漳山電廠生產(chǎn)實(shí)時(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全廠過程數(shù)據(jù)集成，優(yōu)化生產(chǎn)運(yùn)營的目的。它面向生產(chǎn)過程，分析并處理全廠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的顯示與查詢，使得員工能及時(shí)地了解現(xiàn)場設(shè)備工作情況，包括設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、現(xiàn)場的參數(shù)及工藝過程等信息，實(shí)現(xiàn)所有參數(shù)的歷史存儲與查詢使用。SIS系統(tǒng)自正式運(yùn)行以來，一方面提高了中層管理人員的工作效率，使得他們能夠及時(shí)地了解生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況，準(zhǔn)確對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；另一方面公開公正的制定考核規(guī)則，提高了運(yùn)行人員的積極性，促進(jìn)了安全高效生產(chǎn)。經(jīng)過一年多的運(yùn)行與修改經(jīng)驗(yàn)，事實(shí)證明，SIS系統(tǒng)為提高整個(gè)電廠的運(yùn)行、管理水平奠定基礎(chǔ)，對電廠生產(chǎn)運(yùn)營和管理決策發(fā)揮著明顯的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 侯子良.登高望遠(yuǎn)，積極迎接SIS建設(shè)高潮——SIS若干問題討論[J].電力設(shè)備， 2006（2）：44-49.

[2] 侯子良.中國火電廠自動(dòng)化發(fā)展趨勢及對策[J].中國電力，1999，32（10）：41-45.endprint