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SIS系統在株洲電廠#3、4機組中的應用 |
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[ 通信界 / 胡聯望 / m.6611o.com / 2010/12/7 21:17:56 ] |
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一、 前言
隨著20世紀90年代計算機技術飛速發展，以計算機技術為基礎的控制技術、網絡通訊技術等也得到迅猛發展，現代大型火電廠各工藝系統的控制已普遍采用分散控制系統DCS和PLC程控系統，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，各控制系統之間相互獨立，信息不能共享，單元機組和全廠的經濟效益得不到有效提高。隨著電力體制改革的不斷深入，廠網分開、競價上網已經成為必然的發展趨勢。因此，我們在電廠建設的初期就必須重視信息化建設，在整個電廠范圍內實現信息共享，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。
二、概述
SIS系統（Supervision Information System）是近幾年才出現的專用名詞，是指電廠廠級監控信息系統，是屬于廠級生產過程自動化的范疇。湖南華銀株洲火力發電公司二期技改工程2×300MW機組（#3、4機）按照2000年燃煤示范電廠設計思想，委托上海新華集團公司開發了廠級信息監控自動化系統。新華SIS系統的建設目的是為了整合全廠網絡資源，提高信息的共享度，并進行二次開發和利用。同時，也為了達到優化經濟調度、提高機組競價上網能力和運行水平、節能降耗、節約檢修和運行成本，提高電廠生產過程管理和決策水平的目的。
三、 SIS系統網絡及硬件配置
廠級監控信息系統主要由廠級監控網絡以及網絡上的實時數據庫服務器、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系統硬件配置如下：
1、系統網絡：全廠網絡系統采用一體化布局，主干網采用1000Mb/s以太網，各下層控制系統到主干網的連接介質采用100Mbps光纖，網絡結構為星型拓撲結構（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數據交換機，核心交換機和數據交換機均有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、實時信息數據庫系統：采用兩臺HP proliant M570數據庫服務器，兩臺互為冗余配置，采用一套HP proliant HA/F200磁盤陣列。
4、功能站：值長監視站2臺、過程管理計算分析站1臺、網絡系統管理維護站1臺、應用軟件管理維護站1臺、MIS接口站1臺、系統網絡備份/防病毒服務器1臺。它們均與核心交換機相連。
我廠SIS系統網絡配置詳見下圖(省略)。
四、 SIS系統軟件配置
我廠SIS系統操作系統采用的是全面滿足客戶機/服務器體系結構的網絡操作系統Windows 2000版本。
在新華集團公司的SIS系統方案中，數據庫采用了美國OSISOFT的PI數據庫軟件。新華SIS系統中服務器端應用軟件和客戶端應用軟件相對獨立，通過實時數據庫連接，主要有以下幾個特點：
1、系統實時數據庫解決了電廠廠級自動化應用中遇到的兩個主要問題：實時數據來源復雜而又分散和實時數據很難長期高精度存儲。在系統實時數據庫中，可存儲全廠各臺機組DCS中的所有數據、各輔助車間（水系統、煤系統和灰系統）以及各服務器端應用軟件的計算結果數據，并采取有效的壓縮方式，保證全廠所有數據的保存時間至少達到3年，經壓縮的數據恢復的掃描時間應不大于15毫秒；系統實時性好 （1秒掃描刷新）、 規模大（無限點）、維護方便及二次開發能力強。
2、服務器端應用軟件和客戶端應用軟件相對獨立，分別通過接口軟件與實時數據庫連接，其中任意應用軟件的停用不影響系統中其他應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上作進一步深入開發，可以方便的進行功能擴展。
五、 SIS系統所完成的基本功能
1、全廠生產過程監控
全廠各生產過程監控系統包括爐機電DCS、輔助車間控制系統、電網調度等的實時生產數據和生產流程都在SIS的工作站和終端上進行監視和查詢。其中生產數據還能進行綜合處理以形成全廠生產報表和生產成本。
2、實現機組之間負荷經濟分配
a. SIS應能在全廠負荷分配站上根據遠方AGC指令和其它生產調度指令結合本廠主、輔系統和設備運行情況決定各臺機組的經濟負荷分配。SIS系統還能提供用于調度端調全廠負荷時的經濟負荷分配和調度方式，以實現各機組根據SIS的經濟負荷分配結果進行閉環負荷調節的功能。
b. 經濟負荷分配和調度功能建立在實時處理全廠經濟信息和成本核算的基礎上，以保證電廠安全經濟運行。
3、經濟指標分析及優化運行操作指導
對全廠運行工況進行經濟性評估，分析其原因，進行操作指導，使機組在最優工況下運行，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設置，廠級性能計算功能建立在各機組性能計算的基礎之上，利用各機組性能計算結果完成廠級性能計算功能，并將此計算結果用于經濟指標分析、CRT畫面顯示、報表統計和根據需要進行打印記錄等。
5、單元機組能損分析
機組運行的經濟性受許多因素影響,主要有運行參數、系統結構、構成系統的設備、運行條件和方式等因素。這些因素的變化都會導致單元機組在偏離設計工況下運行，影響機組運行的熱經濟性，產生能量損失。軟件的分析范圍涵蓋了影響機組運行經濟性的主要原因，包括運行參數、系統結構、構成系統的設備、運行條件和方式等因素。
6、單元機組主輔設備性能分析
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腳本語言實現其全部功能。應用軟件全部采用Visual C++高級語言編寫出高效率的執行程序，通過系統平臺提供的API函數與系統實時數據庫接口通訊。客戶端軟件在平臺軟件的基礎上搭建，輔以VBA腳本實現相關的功能。
六、 SIS系統的應用前景及發展趨勢
廠級監控信息系統的出現使廠各控制系統有機地結合在一起，從以往僅僅局限于保證工藝系統的安全、正常運行的舊模式走向在安全的基礎上通過優化控制和管理使整個電廠運行保持在最佳、最穩定、最經濟的新模式。廠級監控信息系統的建設必然能提高電廠的綜合經濟效益，對其投資的回報主要表現在以下四個方面：
1、基于過程數據的計算分析結果使SIS系統為決策者的決策活動提供依據，使決策更加科學、合理。
2、SIS系統的建立使電廠的運行管理人員不必以傳統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；在線經濟指標、系統性能指標計算分析使企業高級管理人員和工程技術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果上等等。
3、SIS系統建立了完善的設備管理和生產過程管理等功能，使管理工作更加規范。
4、SIS系統還通過改善主輔機設備的可控性和控制系統本身的性能，可減少運行值班人員和運行檢修維護費用。
新華SIS系統的投運意味著適合國情的SIS系統已進入市場。目前國內SIS系統的運用尚處于起步階段，大部分電廠實施和準備實施的SIS系統以及各SIS系統廠商推薦的SIS系統大多采用基于以數據庫和模型庫為核心的決策支持系統，SIS的主要功能也僅包括單元機組及廠級經濟指標計算、單元機組能損分析、單元機組主輔設備性能分析、廠級負荷優化分配和調度和生產實時信息監控等。如今，隨著數據倉庫和聯機分析處理（OLAP）新技術的興起，為決策支持系統開辟了新途徑。以模型庫、數據庫、知識庫、數據開采和數據倉庫、OLAP結合起來形成的綜合決策支持系統，是更高級形式的決策支持系統，它們內部能相互補充、相互依賴發揮各自的輔助決策優勢，實現更加有效的輔助決策。同時，設備故障診斷系統、設備壽命計算和狀態分析、設備狀態維護管理系統等高級應用也將逐步納入SIS系統的范疇，豐富SIS系統的功能。我們相信：在激烈的市場競爭中，SIS系統將為企業領導者的決策提供更加明顯的支持作用，是決策支持系統發展的新趨勢，也是SIS系統的發展方向。
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作者：胡聯望 合作媒體：專網通信世界-中國電力通信網 編輯：顧北 |
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