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SIS系統(tǒng)在株洲電廠#3、4機組中的應(yīng)用 |
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[ 通信界 / 胡聯(lián)望 / www.6611o.com / 2010/12/7 21:17:56 ] |
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一、 前言
隨著20世紀90年代計算機技術(shù)飛速發(fā)展，以計算機技術(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)，大大提高了機組的自動化水平，但DCS主要注重機組的安全運行，各控制系統(tǒng)之間相互獨立，信息不能共享，單元機組和全廠的經(jīng)濟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、競價上網(wǎng)已經(jīng)成為必然的發(fā)展趨勢。因此，我們在電廠建設(shè)的初期就必須重視信息化建設(shè)，在整個電廠范圍內(nèi)實現(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實的基礎(chǔ)。
二、概述
SIS系統(tǒng)（Supervision Information System）是近幾年才出現(xiàn)的專用名詞，是指電廠廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)，是屬于廠級生產(chǎn)過程自動化的范疇。湖南華銀株洲火力發(fā)電公司二期技改工程2×300MW機組（#3、4機）按照2000年燃煤示范電廠設(shè)計思想，委托上海新華集團公司開發(fā)了廠級信息監(jiān)控自動化系統(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，并進行二次開發(fā)和利用。同時，也為了達到優(yōu)化經(jīng)濟調(diào)度、提高機組競價上網(wǎng)能力和運行水平、節(jié)能降耗、節(jié)約檢修和運行成本，提高電廠生產(chǎn)過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
廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)主要由廠級監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)以及網(wǎng)絡(luò)上的實時數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、過程管理功能站、客戶機等硬件組成。上海新華集團公司為我廠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)為星型拓撲結(jié)構(gòu)（詳見圖一）。
2、通訊接口：配置一臺3COM SS3 Switch4007核心交換機及兩臺3COM SS3 Switch4005數(shù)據(jù)交換機，核心交換機和數(shù)據(jù)交換機均有12個1000Mb/s接口，同時支持熱插拔、支持冗余電源及冗余交換引擎。
3、實時信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：采用兩臺HP proliant M570數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，兩臺互為冗余配置，采用一套HP proliant HA/F200磁盤陣列。
4、功能站：值長監(jiān)視站2臺、過程管理計算分析站1臺、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理維護站1臺、應(yīng)用軟件管理維護站1臺、MIS接口站1臺、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)備份/防病毒服務(wù)器1臺。它們均與核心交換機相連。
我廠SIS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置詳見下圖(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/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)Windows 2000版本。
在新華集團公司的SIS系統(tǒng)方案中，數(shù)據(jù)庫采用了美國OSISOFT的PI數(shù)據(jù)庫軟件。新華SIS系統(tǒng)中服務(wù)器端應(yīng)用軟件和客戶端應(yīng)用軟件相對獨立，通過實時數(shù)據(jù)庫連接，主要有以下幾個特點：
1、系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫解決了電廠廠級自動化應(yīng)用中遇到的兩個主要問題：實時數(shù)據(jù)來源復(fù)雜而又分散和實時數(shù)據(jù)很難長期高精度存儲。在系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫中，可存儲全廠各臺機組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)的保存時間至少達到3年，經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)恢復(fù)的掃描時間應(yīng)不大于15毫秒；系統(tǒng)實時性好 （1秒掃描刷新）、 規(guī)模大（無限點）、維護方便及二次開發(fā)能力強。
2、服務(wù)器端應(yīng)用軟件和客戶端應(yīng)用軟件相對獨立，分別通過接口軟件與實時數(shù)據(jù)庫連接，其中任意應(yīng)用軟件的停用不影響系統(tǒng)中其他應(yīng)用軟件的運行與使用。
3、隨著認識和需求的不斷提高，通過在SIS基本框架及基本功能的基礎(chǔ)上作進一步深入開發(fā)，可以方便的進行功能擴展。
五、 SIS系統(tǒng)所完成的基本功能
1、全廠生產(chǎn)過程監(jiān)控
全廠各生產(chǎn)過程監(jiān)控系統(tǒng)包括爐機電DCS、輔助車間控制系統(tǒng)、電網(wǎng)調(diào)度等的實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)流程都在SIS的工作站和終端上進行監(jiān)視和查詢。其中生產(chǎn)數(shù)據(jù)還能進行綜合處理以形成全廠生產(chǎn)報表和生產(chǎn)成本。
2、實現(xiàn)機組之間負荷經(jīng)濟分配
a. SIS應(yīng)能在全廠負荷分配站上根據(jù)遠方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)備運行情況決定各臺機組的經(jīng)濟負荷分配。SIS系統(tǒng)還能提供用于調(diào)度端調(diào)全廠負荷時的經(jīng)濟負荷分配和調(diào)度方式，以實現(xiàn)各機組根據(jù)SIS的經(jīng)濟負荷分配結(jié)果進行閉環(huán)負荷調(diào)節(jié)的功能。
b. 經(jīng)濟負荷分配和調(diào)度功能建立在實時處理全廠經(jīng)濟信息和成本核算的基礎(chǔ)上，以保證電廠安全經(jīng)濟運行。
3、經(jīng)濟指標分析及優(yōu)化運行操作指導(dǎo)
對全廠運行工況進行經(jīng)濟性評估，分析其原因，進行操作指導(dǎo)，使機組在最優(yōu)工況下運行，運行效率最高，煤耗最低。
4、廠級性能計算
為了避免功能組的重復(fù)設(shè)置，廠級性能計算功能建立在各機組性能計算的基礎(chǔ)之上，利用各機組性能計算結(jié)果完成廠級性能計算功能，并將此計算結(jié)果用于經(jīng)濟指標分析、CRT畫面顯示、報表統(tǒng)計和根據(jù)需要進行打印記錄等。
5、單元機組能損分析
機組運行的經(jīng)濟性受許多因素影響,主要有運行參數(shù)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、構(gòu)成系統(tǒng)的設(shè)備、運行條件和方式等因素。這些因素的變化都會導(dǎo)致單元機組在偏離設(shè)計工況下運行，影響機組運行的熱經(jīng)濟性，產(chǎn)生能量損失。軟件的分析范圍涵蓋了影響機組運行經(jīng)濟性的主要原因，包括運行參數(shù)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、構(gòu)成系統(tǒng)的設(shè)備、運行條件和方式等因素。
6、單元機組主輔設(shè)備性能分析
上述功能軟件采用高級語言Visual Studio 6.0與軟件平臺及平臺支持的VBA腳本語言實現(xiàn)其全部功能。應(yīng)用軟件全部采用Visual C++高級語言編寫出高效率的執(zhí)行程序，通過系統(tǒng)平臺提供的API函數(shù)與系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫接口通訊。客戶端軟件在平臺軟件的基礎(chǔ)上搭建，輔以VBA腳本實現(xiàn)相關(guān)的功能。
六、 SIS系統(tǒng)的應(yīng)用前景及發(fā)展趨勢
廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)的出現(xiàn)使廠各控制系統(tǒng)有機地結(jié)合在一起，從以往僅僅局限于保證工藝系統(tǒng)的安全、正常運行的舊模式走向在安全的基礎(chǔ)上通過優(yōu)化控制和管理使整個電廠運行保持在最佳、最穩(wěn)定、最經(jīng)濟的新模式。廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)的建設(shè)必然能提高電廠的綜合經(jīng)濟效益，對其投資的回報主要表現(xiàn)在以下四個方面：
1、基于過程數(shù)據(jù)的計算分析結(jié)果使SIS系統(tǒng)為決策者的決策活動提供依據(jù)，使決策更加科學(xué)、合理。
2、SIS系統(tǒng)的建立使電廠的運行管理人員不必以傳統(tǒng)的方式進行電廠的決策支持活動，從而使決策活動更加迅速并可節(jié)省或避免了一部分開支。比如信息收集和傳播的自動化使信息收集人員的工作效率大大提高；在線經(jīng)濟指標、系統(tǒng)性能指標計算分析使企業(yè)高級管理人員和工程技術(shù)人員再不必花大量時間進行計算分析，而可將工作重點如何更好地運用計算分析結(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)過程管理等功能，使管理工作更加規(guī)范。
4、SIS系統(tǒng)還通過改善主輔機設(shè)備的可控性和控制系統(tǒng)本身的性能，可減少運行值班人員和運行檢修維護費用。
新華SIS系統(tǒng)的投運意味著適合國情的SIS系統(tǒng)已進入市場。目前國內(nèi)SIS系統(tǒng)的運用尚處于起步階段，大部分電廠實施和準備實施的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)庫和模型庫為核心的決策支持系統(tǒng)，SIS的主要功能也僅包括單元機組及廠級經(jīng)濟指標計算、單元機組能損分析、單元機組主輔設(shè)備性能分析、廠級負荷優(yōu)化分配和調(diào)度和生產(chǎn)實時信息監(jiān)控等。如今，隨著數(shù)據(jù)倉庫和聯(lián)機分析處理（OLAP）新技術(shù)的興起，為決策支持系統(tǒng)開辟了新途徑。以模型庫、數(shù)據(jù)庫、知識庫、數(shù)據(jù)開采和數(shù)據(jù)倉庫、OLAP結(jié)合起來形成的綜合決策支持系統(tǒng)，是更高級形式的決策支持系統(tǒng)，它們內(nèi)部能相互補充、相互依賴發(fā)揮各自的輔助決策優(yōu)勢，實現(xiàn)更加有效的輔助決策。同時，設(shè)備故障診斷系統(tǒng)、設(shè)備壽命計算和狀態(tài)分析、設(shè)備狀態(tài)維護管理系統(tǒng)等高級應(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：在激烈的市場競爭中，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，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-中國電力通信網(wǎng) 編輯：顧北 |
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