SIS系統(tǒng)在電廠中的應(yīng)用

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)濟地運行，具有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：DCS SIS MIS 實時數(shù)據(jù)庫

中圖分類號：TM72 文獻標(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有限公司共同投資建設(shè)的火力發(fā)電廠。目前裝機容量兩臺300MW和兩臺600MW超臨界燃煤發(fā)電機，分散控制系統(tǒng)（DCS）均采用ABB公司的Symphony。SIS的主要特點是集中了現(xiàn)場所有設(shè)備的實時數(shù)據(jù)信息，對現(xiàn)場運行進行監(jiān)測、分析和診斷，指導(dǎo)生產(chǎn)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行。

1 實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

實時數(shù)據(jù)庫（Real-Time Database ，RTD）是SIS實時信息基礎(chǔ)平臺，是SIS的核心組成部分。為了滿足生產(chǎn)管理的需要，一個實時數(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）操作及時性；

（3）算法的可用性。

從功能上劃分，實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以劃分為三個層次。

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)進行實時數(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)通訊中斷時還可以緩沖保存數(shù)據(jù)，當(dāng)系統(tǒng)正常后能自動恢復(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 實時數(shù)據(jù)處理層

該層主要由一臺或多臺實時數(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。

實時數(shù)據(jù)處理層還包括各種功能模塊的實施，如經(jīng)濟性能分析、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，主要用于實時監(jiān)測。利用實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行2次處理和表現(xiàn)，利用報表生成軟件和數(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)流程實時的監(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時了解各單元機組及輔助車間的主要運行數(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)和計算、分析結(jié)果，并對全廠機組運行實時監(jiān)視，實現(xiàn)全廠機組運行信息的共享，為全廠機組的運行和管理提供決策依據(jù)。

2 主要模塊應(yīng)用

2.1 綜合報表部分

綜合報表模塊對全廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行綜合處理、統(tǒng)計分析，形成機組生產(chǎn)運行報表，并能打印、查詢和監(jiān)視。綜合報表模塊是基于實時數(shù)據(jù)庫中的實時/歷史數(shù)據(jù)和性能計算、運行期間考核等其它功能中的數(shù)據(jù)，同時可采集各種輔助數(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表。

綜合報表模塊提供了方便的手工輸入手段，可實現(xiàn)按小時、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，年運行計劃指標(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)，編寫各類自動報表。

2.2 性能計算部分

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

3 實時數(shù)據(jù)通訊

3.1 概述

目前，漳山電廠的實時數(shù)據(jù)采集及存儲已經(jīng)正常投運，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)進行嚴格的安全驗證和應(yīng)用層分析后，數(shù)據(jù)方能進入另一方。從原理上講，網(wǎng)閘猶如一個“單刀雙擲開關(guān)”，在指定的時刻，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)閘的一個公共物理存儲區(qū)域；待“開關(guān)”接通另一側(cè)網(wǎng)絡(luò)時，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，實現(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)實時系統(tǒng)實現(xiàn)全廠過程數(shù)據(jù)集成，優(yōu)化生產(chǎn)運營的目的。它面向生產(chǎn)過程，分析并處理全廠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)的顯示與查詢，使得員工能及時地了解現(xiàn)場設(shè)備工作情況，包括設(shè)備的運行狀態(tài)、現(xiàn)場的參數(shù)及工藝過程等信息，實現(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，使得他們能夠及時地了解生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備運轉(zhuǎn)情況，準(zhǔn)確對數(shù)據(jù)進行分析；另一方面公開公正的制定考核規(guī)則，提高了運行人員的積極性，促進了安全高效生產(chǎn)。經(jīng)過一年多的運行與修改經(jīng)驗，事實證明，SIS系統(tǒng)為提高整個電廠的運行、管理水平奠定基礎(chǔ)，對電廠生產(chǎn)運營和管理決策發(fā)揮著明顯的作用。

參考文獻

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