SIS系统在襄樊电厂的应用研究及实施方案.docx

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SIS系统在襄樊电厂的应用研究及实施方案

SIS系统在襄樊电厂的应用研究及实施方案

陈艳蓉来源：

中电联科技中心桂林DCS会议资料

陈艳蓉

（湖北襄樊发电有限责任公司生产技术部）

摘要：

分析了襄樊电厂现有信息管理系统的现状及问题，介绍了对厂级信息监控系统SIS进行分析调研、确定实施方案、初步实施、解决相关问题的全过程，提出了发电企业信息化建设的建议。

关键词：

MIS系统现状分析　SIS系统　实施方案　应用研究

ApplicationStudyandExecutionSchemeofSISSystemInXiangfanPowerPlant

ChenYan-rong

（ProduceTechnologyDepartment,HubeiXiangfanPowerGenerationCO.Ltd.,Xiangfan,Hubei441141,China）

Abstract:

InthispapertheactualityandtheproblemofmanagementinformationsystemusedbyXiangfanpowerplantisanalysed,thewholeprocessabouttheresearchanalysis,decidingexecutionscheme,theinitiativeexecutionandsettlingrelativeproblemsisintroduced,andthesuggestiononinformationconstructioninpowerenterprisesisputforward.

KeyWords:

MISsystem’actualityanalysis;SISsystem;executionscheme;applicationstudy

随着电力行业“厂网分开、竞价上网”的逐步实施，电力系统自动化程度的不断提高，电厂对分散控制系统及其自动化监控系统所产生的现场实时数据有了更高的要求，要求不仅能提供实时监控，还要具备故障诊断分析、性能优化计算及分析、经济负荷调度等功能以降低发电成本、提高安全系数、增强电厂的整体效益和竞争力。

而电厂目前的大量实时数据分散在不同的控制系统或计算机上，即使部分数据已采入管理信息系统MIS中，但由于MIS系统自身功能的局限性，使其实时数据的综合分析应用难以达到要求，此时厂级信息监控系统SIS提供了一种良好的解决途径。

1　襄电管理信息系统现状

1.1　MIS系统现有功能

MIS系统从1999年开始实施，后又经二次完善，现各种功能基本齐全，分为综合查询和实时数据两大块，主要内容如下：

1.1.1　综合查询部分

a）运行管理：

包括运行记录、定期工作、化验报表查询；运行指标、燃油、机组电量、主再热汽温考核。

b）设备管理：

包括设备台帐和设备缺陷管理。

c）生技管理：

包括技术监督、技术改造、生产考核、可靠性管理、节能管理、燃料质检、监督月报查询。

d）燃料管理：

包括计量月报、煤质月报查询。

e）物资管理：

包括基本信息（含物资库存查询）；需用计划（含审批后的计划、需用计划查询、到货情况一览）；采购管理（含到货记录查询）；物资统计（含部门费用、每月收支、仓库费用统计）。

f）经营管理：

包括生产日报、生产月报查询。

g）人力资源：

包括组织结构、考勤管理、个人信息查询。

h）资料档案：

包括档案、图书、规程查询。

1.1.2　实时数据部分

包括实时数据、数据浏览、趋势曲线、历史数据、历史曲线、历史状态、主要参数、系统流程图、单点搜索、RTU系统参数、循环水泵组参数。

1.2　利用MIS系统处理实时数据存在的问题

a）处理的实时数据量小，周期大，存储周期短，从而使得全厂运行监控、历史分析、事故分析、各类报表生成功能较弱，同时也使绩效考核、运行优化、设备寿命监测、成本分析与控制等功能无法深入实施；

b）MIS系统对实时数据处理缺乏同步性，使得基于这些数据的各类高级应用存在基础性的偏差；

c）电厂多个DCS，DEH，PLC，RTU之间没有建立必要的信息联系和共享，存在较大的“信息孤岛”效应，浪费了大量信息的有效利用；

2　建设SIS系统的目的

目前襄电实时数据的处理和应用已制约着电厂生产运行管理的有效提高和进步，不能为电厂管理层的决策提供真实、可靠的实时运行数据，为以后市场运作下的竞价上网提供科学准确的经济性指标，而通过建立SIS系统将可以有效地解决上述问题。

因此，通过调研分析，襄电建设SIS系统的主要目的如下：

a）监视、指导机组的运行：

为生产、检修、运行及管理人员提供真实全面的实时数据，通过web网在各自办公室内即可查阅、监视机组各种运行参数，且在参数偏离标准设定值时，发出警告，进行分析计算，得出调整的操作方式，以指导机组的运行优化。

b）降低成本，提高效益：

根据适时调整和负荷调度建议，对机组运行进行调整、及时优化机组运行条件，减少损耗，降低运行成本和生产成本，提高整体效益。

c）科学分配机组负荷：

目前实行的AGC仅为机组负荷目标值的简单调节，而SIS系统则应根据电网调度下达的全厂发电总负荷，结合各机组实际状况实施不同的负荷分配方式，尽可能满足单元机组负荷优化操作条件，以获取整体的最大经济效益。

d）逐步实现管控一体化：

随着电力逐步市场化，通过SIS系统和MIS系统整合生产过程实时信息和管理信息资源，实现电力调度、运行方式、决策管理、检修维护、计划、物资、财务等以最佳效益方式工作。

3　SIS建设方案的确定

目前SIS系统基于实时数据的高级应用如运行优化、性能计算等处于应用研制阶段，整个系统投资较大。

因此，襄电在系统策划时采取整体规划分步实施的方式。

首先是建立实时数据的采集、图形曲线显示、报表分析打印等数据使用平台，同时充分考虑今后进行高级应用的扩展功能；以后根据生产需要和技术发展再进行进一步开发。

SIS系统的成本和性能的关键可选因素为SIS的数据库和硬件网络，根据其它电厂的应用实践及实际情况，综合考虑性价比，实时数据库选用中档进口数据库；为保证SIS系统的网络通信速度和可靠性，同时考虑目前襄电MIS系统通信速度较慢等因素，SIS硬件网络采取建立专用SIS网络。

4　襄电SIS系统实施方案

4.1　总体方案说明

系统采用美国GE公司的ihistory实时数据库，建立专用SIS硬件网络，构建厂级监控信息系统的总体建设方案（系统网络结构见附图1）。

本方案拟建立专用SIS硬件网络，能够使得整个信息系统层次分明，对目前的信息系统没有任何影响，安全性和可靠性得到进一步提高。

该SIS网络大致划分为三层，即接口层、数据层、应用层。

接口层负责将过程控制系统中的实时数据采集到SIS中；数据层也即实时/历史数据库，负责长期保存过程点信息；应用层将过程点信息进行加工、计算，形成多项应用，并以友好的界面呈现给SIS用户。

4.2　系统实施原则

a）统一规划，分步实施，保持良好的扩充功能:

整个SIS的建设既要满足改造计划中提出的当前功能需求，即能够满足各类生产监控、历史分析、报表生成等基本的SIS应用功能，也要满足以后各种SIS应用功能的不断扩充的需要。

b）统一标准，互通互联，信息共享:

在实施SIS中，要确定统一的数据交换标准，有利于全厂各种信息系统有效地交换数据，以达到信息共享的目的，使全公司的IT系统有机地集成在一起，既各自发挥独有的功能，又能产生综合优化功能。

c）统一管理，集中力量，多专业合作:

SIS是一个涉及到多个专业的大型复杂IT应用系统，包含了IT技术、电站专业知识、控制技术等。

因此建设SIS需要多个专业部门分工协作，同时又需要成立一个团队统一领导SIS的实施。

4.3　相关技术指标

a）SIS主干网通讯速率1000MBPS；

b）SIS数据库点数5万点；

c）数据库存储周期1秒；

d）系统刷新周期1秒；

e）历史数据存储时间4年；

f）数据库具有开放的接口方式和二次开发工具包。

4.4　系统实施具体项目

建立电厂厂级生产监控信息系统，包括建立SIS系统的专用通信网络，建立SIS系统的服务器、数据库，编制各类实时数据与实时数据库之间的通信，建立SIS系统的基础应用（应包含现MIS中已有的所有实时应用模块功能，否则移植MIS中实时应用模块），建立SIS系统与MIS系统的接口等。

4.4.1　建立独立的SIS硬件网络

通过千兆光纤连接1台三层智能核心交换机和4台二级交换机以及多个服务器和实时数据收集网关机，构成主干为千兆的SIS硬件网络，进行高速实时数据的收集和传输，独立的SIS网络具有下述特点：

a）采用独立的SIS网络进行实时数据的高速收集和传送，不会出现信息堵塞，从而保证系统的响应速度；

b）SIS网络与MIS网络之间通过硬件防火墙进行隔离，从而杜绝MIS系统对SIS系统的非法入侵，保证SIS系统及过程控制系统的安全；

c）这种结构符合当前信息系统建设规范，管理网与控制网相隔离，从根本上完善了公司的信息系统结构。

SIS系统网络结构如附图1所示，整个网络的硬件设备包括1台核心交换机（具有三层交换功能的智能千兆核心交换机）、4台二级交换机（百兆自适应交换）、13台网关机（原装研华进口工控机，PIII1G，128M，20G）、1台数据库服务器（企业级数据服务器、冗余电源、容错硬盘、千兆通信）、1台web服务器（企业级或者部门级服务器、冗余电源、容错硬盘、千兆通信）、1台应用服务器（企业级或者部门级服务器、冗余电源、容错硬盘、千兆通信）、一台硬件防火墙（电信级高端百兆防火墙、不限用户数、最大平均无故障时间80000小时）和1套综合布线系统。

4.4.2　收集全厂所有的实时数据

本期SIS中的实时/历史数据库容量应具备5万点的容量，主要包含目前电厂使用的15处实时数据源，其详细信息如下表所示：

实时控制系统通过其一台上位计算机向相应的SIS网关机发送实时数据。

通过编制各种实时接口程序，并运行于相应的数据接收网关机。

数据接收网关机具有下述功能：

a）接收实时控制系统广播或者发送过来的实时数据，并通过准确的时标写入实时数据库，实时收集具有良好的缓冲功能，能进行存储，并转发给实时数据库服务器；

b）当SIS网络瘫痪或者数据库服务器暂时出现故障时，接收并保存实时数据，当系统恢复正常后，将所收集并存储的实时数据再发送至实时数据库；

c）数据接收网关机只是接收信息，不向实时控制系统发送信息，从而保证了控制系统的安全性。

4.4.3　集成实时数据库，构成全厂实时应用平台

实时数据库采用GE公司的iHistorianStandardServer50000PtsV2.0，实时数据库收集各个网关机采集的实时数据，以设定的精度和周期存储于实时数据库，并且满足不同的授权用户和应用程序为实现不同目的而进行的读写调用，从而构成全厂实时信息平台，本系统中这种实时应用包括web发布程序的各种应用，应用服务器的各种应用等。

实时数据库包括下列功能模块：

4.4.4　开发SIS系统基于实时数据的具体应用：

a）厂级过程监视和报警分析:

全厂各生产过程监控系统的实时生产数据和生产流程都能以图形、表格、曲线等形式由SIS工作站的终端以及MIS网上的授权用户进行监视和查询，能进行报警设置、分类、查询、统计等。

b）各种报表分析和考核：

对实时、历史数据进行报表分析，并以各种灵活的方式进行存档、打印，包括生产日报、月报、经济月报、运行指标等。

能进行机组重要运行参数超限统计、小指标参数统计、可靠性分析统计等。

c）历史数据查询和分析：

组态各种完善的历史数据查询和分析系统，能进行生产过程历史数据趋势查询、历史数据追忆，进行事故分析，运行比较分析，以及设备状况评价分析。

d）具备MIS系统实时应用模块的功能：

SIS系统基于实时数据的具体应用应包括现MIS系统所有实时应用模块的功能，否则应将MIS系统的相应实时应用模块移植到SIS系统。

4.4.5　向MIS网络发布实时数据

为了保证原MIS系统的各种实时应用能够在不做任何修改的情况下继续工作，SIS系统采用原来各个实时系统向MIS网广播数据的同样格式，向MIS网广播实时数据，供MIS网接收应用，同时原实时控制系统与MIS系统的物理连接可以隔断。

4.4.6　MIS系统对SIS数据库的访问

MIS用户通过IE对SIS系统WEB服务器访问，从而实现对SIS数据库的访问。

通过IE，MIS用户可以以曲线、图形、报表等形式，实现各种原始数据以及二次计算数据的实时和历史数据的浏览。

4.4.7　SIS应用功能的扩充

由于SIS的实时数据库提供分布式应用功能，SIS网内的授权用户可以通过标准数据接口，对数据库进行读写。

因此，SIS功能的扩充只要在SIS网内添加服务器，对SIS数据进行读写，二次开发，可以实现SIS功能的扩充。

4.4.8　用户培训:

包括使用操作培训和维护检修开发培训。

5　初步实施中遇到的问题及相应对策

5.1　协调各实时控制系统与SIS系统的数据传输

保证各实时控制系统与SIS系统的数据传输正常是SIS系统工作的基础，但由于实时控制系统各异，有工控机、PLC、PC机等，且涉及费用问题，数据传输较麻烦。

后通过逐一与各实时控制系统厂家联系，同SIS系统建设方反复商讨，针对不同系统采取相应解决方案，在费用基本保持不变的情况下较好的解决了这一问题，以后系统改进或升级时要求必须同时考虑与SIS系统的通信问题。

5.2　处理MIS系统与SIS系统的关系

襄电MIS系统中已有部分实时数据监测分析，对此，采取SIS系统开发其应有功能、必要时从MIS系统中移植、同时要保证MIS系统正常工作的方式，既保证原MIS系统的使用，又保证SIS系统对实时数据的使用要求。

5.3　SIS系统未来应用功能的扩充

为保证SIS系统未来高级功能的顺利应用开发，要求系统方便实施扩充，且在系统软硬件配置上作相应考虑。

6　结论和建议

a）6.1　目前襄电实施SIS系统后，有望解决原MIS系统内实时数据实时性差、存在信息孤岛、性能优化等高端应用难以实现等问题，为以后实时信息综合利用打下良好的基础。

b）6.2　随着电力行业科技发展和市场经济的需要，必须综合考虑全厂整体经济效益，整合SIS和MIS系统，对内实现生产过程自动化和管理现代化，对外实现竞价上网，最大限度提高经济性和竞争力。

c）6.3　SIS系统功能广泛，高端应用尚未完全开发，实施时宜全盘考虑，分步分阶段实施。