電廠廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)

...wd......wd......wd...火電廠廠級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)總體功能設(shè)計(jì)思路探討發(fā)表時(shí)間:2002-2-20電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院侯子良摘要：一、火電廠廠級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)的開(kāi)展史

提出火電廠廠級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)的概念，并論述它包括廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)(SIS)和管理信息系統(tǒng)(MIS)是在一九九八年初?關(guān)于廠級(jí)自動(dòng)化概念的探討?一文中。但是，在我國(guó)，火電廠廠級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)的開(kāi)展已經(jīng)歷了近十年的時(shí)間，盡管至今仍然還處在開(kāi)展的起步階段。

眾所周知，九十年代以前，火電廠自動(dòng)化僅停留在機(jī)組級(jí)和車(chē)間級(jí)，基本上沒(méi)有為廠級(jí)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化和管理現(xiàn)代化提供自動(dòng)化系統(tǒng)。

1993年5月和9月，吉林熱電廠和陡河發(fā)電廠經(jīng)過(guò)約五年的努力成功開(kāi)發(fā)了廠級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)。這個(gè)新生事物的出現(xiàn)，立即受到各方面的重視，同年，作者以筆名發(fā)表了“對(duì)開(kāi)展廠級(jí)生產(chǎn)管理信息網(wǎng)絡(luò)的看法〞一文，提出應(yīng)采取“積極穩(wěn)妥的方針〞逐步開(kāi)展該系統(tǒng)。電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院還發(fā)出征文通知，擬召開(kāi)“火電廠廠級(jí)生產(chǎn)管理信息網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)〞，企圖以此為契機(jī)，推動(dòng)該系統(tǒng)工程應(yīng)用得以開(kāi)展。后因種種原因，研討會(huì)未能召開(kāi)，該系統(tǒng)在大型火電廠新建工程中試點(diǎn)工作也未能真正展開(kāi)，僅在1994年由華東電力設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)的洛河電廠2×300MW機(jī)組工程中立項(xiàng)開(kāi)展全廠自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)互連工作。

九十年代中期，隨著電廠現(xiàn)代化管理要求的日益迫切和計(jì)算機(jī)技術(shù)的開(kāi)展，國(guó)外企業(yè)管理信息系統(tǒng)技術(shù)迅速被已有電廠所采納，開(kāi)場(chǎng)紛紛加裝MIS系統(tǒng)。但是，由于在基建階段沒(méi)有統(tǒng)一規(guī)劃，大局部MIS系統(tǒng)基本上沒(méi)有生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，功能水平很低。但是，它在電廠中發(fā)揮的作用和對(duì)推動(dòng)MIS開(kāi)展的作用仍不可低估。

1997年8月，電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院向電力工業(yè)部上報(bào)的?關(guān)于建設(shè)2000年新一代燃煤示范(試點(diǎn))電廠的請(qǐng)示?報(bào)告的附件?2000年電廠儀表和控制(I＆C)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原那么?中提出應(yīng)“提高全廠綜合自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)全廠監(jiān)控和管理信息網(wǎng)絡(luò)化〞。接著在基建工程中規(guī)劃設(shè)計(jì)廠級(jí)監(jiān)控信息和管理信息系統(tǒng)的要求，也正式納入了最近國(guó)家經(jīng)貿(mào)委頒發(fā)的?火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程?(DL50002000)中。

但是，應(yīng)當(dāng)看到，我們目前對(duì)SIS和MIS的設(shè)計(jì)尚缺乏經(jīng)歷，有些外國(guó)廠家可以提供的功能模塊，應(yīng)用效果及適用性也了解不深，因此，當(dāng)前一定要貫徹?規(guī)程?提出的總體規(guī)劃，分步實(shí)施的原那么，以免付出過(guò)大的“學(xué)費(fèi)〞。

二、廠級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)和電網(wǎng)級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)的關(guān)系

如前所述，廠級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)包括廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)(SIS)和管理信息系統(tǒng)(MIS)兩大系統(tǒng)。SIS是為廠級(jí)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化任務(wù)服務(wù)的，它不僅要滿足全廠生產(chǎn)過(guò)程綜合自動(dòng)化的需要和向MIS提供全廠生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以支持MIS的需要，而且還要滿足電網(wǎng)實(shí)時(shí)安全和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的需要，它是廠內(nèi)單元機(jī)組DCS和公用輔助車(chē)間級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)的上一級(jí)系統(tǒng)；管理信息系統(tǒng)是為電廠管理工作現(xiàn)代化任務(wù)服務(wù)的，它不僅要完成內(nèi)部任務(wù)管理現(xiàn)代化的需要，還要滿足向電廠上級(jí)部門(mén)發(fā)送管理和生產(chǎn)信息，以及對(duì)外市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)的需要。滿足電廠市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)任務(wù)需要的就是人們熟知的電廠報(bào)價(jià)輔助決策子系統(tǒng)(PlantBiddingSystem，簡(jiǎn)稱(chēng)PBS)。

電廠自動(dòng)化系統(tǒng)向上那么為電網(wǎng)調(diào)度中心、電力市場(chǎng)交易中心和電力(投資)公司。

長(zhǎng)期來(lái)，我國(guó)電網(wǎng)調(diào)度主要按“方案經(jīng)濟(jì)〞模式和電網(wǎng)安全準(zhǔn)那么進(jìn)展中長(zhǎng)期方案負(fù)荷分配和實(shí)時(shí)調(diào)度，電廠值長(zhǎng)主要依靠調(diào)度或RTU接收中調(diào)發(fā)來(lái)的全廠中長(zhǎng)期負(fù)荷曲線和實(shí)時(shí)負(fù)荷指令，再由值長(zhǎng)通過(guò)單元機(jī)組值班員人工分配給每臺(tái)機(jī)組；對(duì)于具有AGC功能的電廠，那么電網(wǎng)調(diào)度直接通過(guò)RTU將負(fù)荷指令發(fā)至每臺(tái)機(jī)組的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(DCS內(nèi))，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)負(fù)荷控制。

出現(xiàn)電力市場(chǎng)交易中心后，“方案經(jīng)濟(jì)〞的分配負(fù)荷模式將改革為通過(guò)電廠或機(jī)組的電量競(jìng)價(jià)的模式來(lái)分配負(fù)荷。但交易中心與電廠成交電量前必須通過(guò)調(diào)度中心對(duì)電網(wǎng)安全、阻塞等因素計(jì)算后修正或確認(rèn)才最后得到每個(gè)電廠或機(jī)組的中長(zhǎng)期和短期負(fù)荷曲線，因此，不管目前的省(市)調(diào)僅起調(diào)度中心角色，還是兼交易中心和結(jié)算中心角色，從功能上看電廠廠級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)與電網(wǎng)及電力(投資)公司間信息聯(lián)系呈現(xiàn)圖1關(guān)系：

中長(zhǎng)期或短期方案負(fù)荷的競(jìng)價(jià)和下達(dá)以離線方式(指不直接控制生產(chǎn)過(guò)程而言)通過(guò)交易中心與MIS系統(tǒng)中PBS子系統(tǒng)完成；對(duì)實(shí)時(shí)調(diào)度，負(fù)荷指令，無(wú)論是按競(jìng)價(jià)確定，還是根據(jù)當(dāng)時(shí)電網(wǎng)實(shí)際情況(例如安全穩(wěn)定等因素)修正方案后確定的實(shí)時(shí)負(fù)荷指令，應(yīng)由調(diào)度中心直接下到達(dá)電廠的監(jiān)控系統(tǒng)。由于實(shí)時(shí)調(diào)度負(fù)荷要求較高的安全性和快速性，因此，均采用專(zhuān)用通道將中調(diào)負(fù)荷指令發(fā)送至每個(gè)電廠的RTU裝置，如果該電廠的機(jī)組采用直調(diào)方式，那么RTU將中調(diào)發(fā)來(lái)的每臺(tái)機(jī)組的負(fù)荷指令，直接發(fā)至每臺(tái)單元機(jī)組DCS中的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。如果采用非直調(diào)方式，那么中調(diào)可經(jīng)RTU向SIS發(fā)送全廠負(fù)荷指令，經(jīng)SIS系統(tǒng)優(yōu)化后再把負(fù)荷實(shí)時(shí)分配給每臺(tái)機(jī)組。

目前，國(guó)家電力公司和網(wǎng)(省)公司正在研究用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳送調(diào)度信息，包括負(fù)荷指令，但上述原那么仍然應(yīng)當(dāng)確保的。

三、廠級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)功能模塊的合理配置

廠級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)有廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)，管理信息系統(tǒng)中又包括對(duì)內(nèi)管理和對(duì)外營(yíng)運(yùn)系統(tǒng)，這些子系統(tǒng)間常常是不僅有些數(shù)據(jù)需要共享，而且有些功能模塊也有類(lèi)似之處。但是，在實(shí)際工程中，由于體制和企業(yè)利益，不同的子系統(tǒng)有不同部門(mén)管理或不同廠商開(kāi)發(fā)，容易造成各自為政，通氣不夠，以致造成各個(gè)子系統(tǒng)大而全，功能重復(fù)調(diào)置。此外，即使是由一個(gè)廠家開(kāi)發(fā)，也存在著一個(gè)全廠自動(dòng)化系統(tǒng)功能統(tǒng)一規(guī)劃的問(wèn)題。為此，作者企圖提出一些設(shè)想，與同仁探討。

1功能配置原那么

1)功能合理分級(jí)配置

對(duì)于僅僅為某一級(jí)子系統(tǒng)需要的功能模塊，應(yīng)安裝在本級(jí)子系統(tǒng)內(nèi)；上下兩級(jí)均需要的功能模塊那么宜設(shè)置在下一級(jí)系統(tǒng)中，但是，它在開(kāi)發(fā)時(shí)必須充分考慮上一級(jí)的需要，以盡量減少上一級(jí)再加工的工作，但也不在上一級(jí)中重復(fù)設(shè)置下一級(jí)已設(shè)置的功能模塊，將大量原始數(shù)據(jù)全傳上來(lái)，重復(fù)在自己設(shè)置的功能模塊中進(jìn)展處理，造成數(shù)據(jù)通道擁擠和計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)資源浪費(fèi)。這在不同廠商分別承擔(dān)各子系統(tǒng)時(shí)，尤其應(yīng)有人作統(tǒng)一規(guī)劃的總體設(shè)計(jì)工作，并進(jìn)展互相協(xié)調(diào)配合工作。

2)簡(jiǎn)化和提高單元機(jī)組級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性

在出現(xiàn)廠級(jí)SIS前，單元機(jī)組級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)DCS，不僅完成機(jī)組直接監(jiān)控任務(wù)，而且有逐步擴(kuò)大管理功能，或者具有實(shí)時(shí)監(jiān)控性質(zhì)的管理功能，例如，機(jī)組性能計(jì)算、汽輪機(jī)壽命管理、長(zhǎng)期歷史數(shù)據(jù)存貯、操作指導(dǎo)等。DCS中這些管理功能的增加，使DCS日趨復(fù)雜，往往也是造成數(shù)據(jù)阻塞和軟件“死機(jī)〞的重要原因；此外，每臺(tái)機(jī)組重復(fù)設(shè)置同樣軟件，也造成投資的增加。

廠級(jí)SIS的出現(xiàn)，電廠自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)造也應(yīng)隨之變革，本人認(rèn)為，今后應(yīng)盡量簡(jiǎn)化單元機(jī)組級(jí)DCS的功能，主要服務(wù)于機(jī)組的直接監(jiān)控，把實(shí)時(shí)性不強(qiáng)的管理功能上移至廠級(jí)SIS，DCS本身可以變成單層構(gòu)造，這樣必然大大簡(jiǎn)化直接監(jiān)控級(jí)而提高可靠性，還可以降低綜合投資費(fèi)用。我認(rèn)為這應(yīng)當(dāng)是DCS的一個(gè)開(kāi)展方向。

從這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā)，我們要正確理解管控一體化的概念，在吸收或引進(jìn)外國(guó)公司的各種高級(jí)軟件時(shí)，要作認(rèn)真的分析，根據(jù)軟件的性質(zhì)，合理的配置在各級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)中。

2MIS的功能模塊分配

如前所述，MIS有對(duì)內(nèi)管理和對(duì)外營(yíng)銷(xiāo)兩大功能，MIS中的對(duì)外營(yíng)銷(xiāo)功能是由電廠報(bào)價(jià)輔助決策系統(tǒng)完成的，它要收集電力市場(chǎng)交易中心的信息以及廠內(nèi)管理和監(jiān)控信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并通過(guò)報(bào)價(jià)輔助決策軟件的運(yùn)算和分析，提供報(bào)價(jià)決策，PBS與MIS的其它子系統(tǒng)間有些功能模塊應(yīng)進(jìn)展合理配置。例如，發(fā)電成本計(jì)算和分析，燃料管理，檢修方案和管理等不僅對(duì)外輔助報(bào)價(jià)決策需要這些資料，而且從加強(qiáng)電廠內(nèi)部管理以適應(yīng)外部報(bào)價(jià)要求和內(nèi)部自身管理規(guī)律，均需要設(shè)置功能模塊進(jìn)展計(jì)算和分析，而且其功能遠(yuǎn)比輔助報(bào)價(jià)決策的運(yùn)算要煩雜得多，因此，這些功能不宜放在PBS子系統(tǒng)中，而宜放在MIS的其它子系統(tǒng)中，PBS可調(diào)用其運(yùn)算結(jié)果。當(dāng)然，它們的開(kāi)發(fā)，包括具體功能、數(shù)學(xué)模型，乃至數(shù)據(jù)格式等均應(yīng)綜合考慮內(nèi)部管理和對(duì)外報(bào)價(jià)決策的需要，這樣可使MIS中的PBS簡(jiǎn)化二次加工的工作量和減少數(shù)據(jù)庫(kù)，防止每個(gè)子系統(tǒng)大而全，自成體系的資源浪費(fèi)現(xiàn)象。

3SIS功能模塊分配

SIS作為機(jī)組級(jí)DCS與廠級(jí)MIS間的中間層，起著承上啟下的作用，它屬于以實(shí)時(shí)監(jiān)控為主，同時(shí)兼有實(shí)時(shí)信息管理的作用，因此，在SIS中必須建設(shè)一個(gè)比較完善的和一定規(guī)模的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，并為MIS共享，這已被人們普遍認(rèn)同。下面將就假設(shè)干功能模塊如何配置談點(diǎn)看法：

1)性能計(jì)算、分析及其操作指導(dǎo)

全廠綜合性能計(jì)算、分析，是優(yōu)化調(diào)度所必須的，無(wú)疑應(yīng)放置在廠級(jí)SIS內(nèi)。問(wèn)題是機(jī)組級(jí)的性能計(jì)算、分析到底配置在那一級(jí)較好。過(guò)去人們習(xí)慣于放在DCS中，我認(rèn)為當(dāng)工程中配置完善的SIS后，將此功能上移至SIS中完成較為合理，這是因?yàn)?，有利于屬于單元機(jī)組級(jí)，提高DCS的可靠性；設(shè)置在廠級(jí)，經(jīng)濟(jì)上也是合理的；實(shí)時(shí)性也能滿足要求。

2)全廠負(fù)荷(有功、無(wú)功)優(yōu)化調(diào)度

實(shí)施電力市場(chǎng)，競(jìng)價(jià)上網(wǎng)后，電廠是直調(diào)還是非直調(diào)，目前尚有分歧，從華東院向各電廠函調(diào)看，多數(shù)電廠主張非直調(diào)，根據(jù)我國(guó)情況，這不無(wú)一定道理。對(duì)于非直調(diào)電廠來(lái)說(shuō)，機(jī)組負(fù)荷根據(jù)安全和經(jīng)濟(jì)因素進(jìn)展全廠負(fù)荷的優(yōu)化分配就是SIS的一個(gè)重要功能了。優(yōu)化分配要考慮三方面因素：

1〉經(jīng)濟(jì)性，不僅要考慮機(jī)組經(jīng)濟(jì)性，而且當(dāng)機(jī)組不同出線時(shí)，還要考慮不同潮流的線損因素。

2〉系統(tǒng)穩(wěn)定和線路阻塞。

3〉機(jī)組安全域，例如主輔設(shè)備缺陷，無(wú)功能力等。

機(jī)組安全域計(jì)算和分析模塊可以設(shè)置在單元機(jī)組級(jí)，也可以設(shè)置在SIS級(jí)，本人認(rèn)為設(shè)在單元級(jí)較好，一那么計(jì)算比較簡(jiǎn)單，二那么單元級(jí)、SIS及PBS均需該模塊的數(shù)據(jù)，選擇數(shù)據(jù)流較順。因此，熱工自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)應(yīng)盡快研究各級(jí)子系統(tǒng)對(duì)安全域計(jì)算分析的要求，以便在DCS內(nèi)使該軟件模塊的配置更為合理。

4〉機(jī)組優(yōu)化控制

外商在機(jī)組優(yōu)化控制方面提出了很多軟件，各廠商也不盡一樣。例如，優(yōu)化燃燒控制或指導(dǎo)，鍋爐吹掃優(yōu)化控制，新型協(xié)調(diào)控制，凝結(jié)水節(jié)流控制等。

這類(lèi)模塊，絕大局部需要快速、可靠和直接干預(yù)單元機(jī)組的生產(chǎn)過(guò)程。因此，宜于納入機(jī)組級(jí)控制系統(tǒng)中。但是，對(duì)于吹掃優(yōu)化控制和燃燒優(yōu)化操作指導(dǎo)等模塊，由于實(shí)時(shí)性要求不太高，那么可根據(jù)提供的軟件復(fù)雜程度，可置于SIS級(jí)，以節(jié)省資源，簡(jiǎn)化機(jī)組DCS。

5〉機(jī)組壽命管理

機(jī)組壽命管理是通過(guò)機(jī)組部件的金屬溫度及其變化率來(lái)計(jì)算熱應(yīng)力，并評(píng)估壽命損耗。

汽機(jī)在啟停和負(fù)荷變化時(shí)，金屬部件的熱應(yīng)力變化很快，而且是汽機(jī)實(shí)現(xiàn)ATC控制的主要控制指標(biāo)，因此，國(guó)外均納入汽機(jī)DEH中，不宜上移至SIS級(jí)。但是，對(duì)于機(jī)組各局部壽命耗損，以及無(wú)需實(shí)時(shí)監(jiān)視的某些部件的應(yīng)力計(jì)算和分析，宜納入SIS以節(jié)省資源。

6〉狀態(tài)監(jiān)視、故障診斷及其操作指導(dǎo)

這類(lèi)功能模塊往往需要大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和/或歷史數(shù)據(jù)，有的要求采取特殊的快速采樣(例如，汽機(jī)和旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)故障分析)。為了完成該功能，往往還需要開(kāi)發(fā)各種各樣高級(jí)分析軟件。

這局部功能宜配置在SIS級(jí)，并設(shè)置專(zhuān)用工作站完成特定狀態(tài)監(jiān)視和故障診斷功能，所需數(shù)據(jù)可取自SIS的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，或?qū)Ｓ霉ぷ髡咀耘淇焖贁?shù)據(jù)采樣(例如汽機(jī)振動(dòng)故障診斷系統(tǒng))。

四、完畢語(yǔ)

廠級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是個(gè)系統(tǒng)工程。本文僅就各子系統(tǒng)間功能合理配置的假設(shè)干問(wèn)題提出了一些極不成熟的設(shè)想，目的不在于它的一些具體結(jié)論，而是希望通過(guò)具體問(wèn)題引起對(duì)這個(gè)問(wèn)題的重視，引出一些探討這個(gè)問(wèn)題的思路。

為了使我國(guó)火電廠自動(dòng)化事業(yè)更快向前推進(jìn)，少走歪路，少付“學(xué)費(fèi)〞，作者希望與同仁們一起盡力丟棄專(zhuān)業(yè)間的偏見(jiàn)，努力學(xué)習(xí)，擴(kuò)大知識(shí)面，真正使電廠用戶——我們的上帝，能得到一個(gè)比較協(xié)調(diào)的全廠綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，從而取得良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)〔SIS〕在超臨界火電機(jī)組的應(yīng)用摘要：本文通過(guò)介紹廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)的系統(tǒng)配置和主要功能，結(jié)合國(guó)電滎陽(yáng)煤電一體化的實(shí)際成功應(yīng)用情況，比較系統(tǒng)的闡述了華電天仁公司的廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)在國(guó)電滎陽(yáng)煤電一體化的應(yīng)用情況和所存在的缺乏，對(duì)于今后的應(yīng)用和推廣該技術(shù)有一定的借鑒作用。關(guān)鍵字：廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)、600MW“W〞火焰機(jī)組、應(yīng)用1引言火力發(fā)電廠廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)〔SIS,SupervisoryInformationSystemforplantlevel〕,屬于廠級(jí)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化范疇，其主要目的是建設(shè)實(shí)現(xiàn)廠級(jí)管理信息系統(tǒng)〔MIS〕和機(jī)組實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)即分散控制系統(tǒng)〔DCS〕、輔助車(chē)間控制系統(tǒng)〔PLC〕、電器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)和電能計(jì)量系統(tǒng)等之間的橋梁，在整個(gè)電廠范圍內(nèi)信息共享，真正做到管控一體化，為全廠實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程綜合優(yōu)化服務(wù)，提高電廠整體效益。目前，各火力發(fā)電廠SIS系統(tǒng)的設(shè)置還處于開(kāi)發(fā)、應(yīng)用、推廣階段，前一階段SIS的規(guī)模、功能和技術(shù)條件還不統(tǒng)一，因此尚需要不斷嘗試、總結(jié)和提高。2概述國(guó)電滎陽(yáng)煤電一體化一期工程使用的是2×600MW“W〞火焰鍋爐的超臨界機(jī)組，廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)〔SIS〕采用的是北京華電天仁電力控制技術(shù)比較成熟的一套系統(tǒng)，提供采集所有控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、建設(shè)長(zhǎng)期存儲(chǔ)實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，并以此為根基，實(shí)現(xiàn)廠級(jí)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)視和管理、廠級(jí)性能計(jì)算和分析等基本功能，以及主機(jī)和主要輔機(jī)故障診斷、報(bào)警、主要設(shè)備狀態(tài)(泄漏、磨損等)檢測(cè)和計(jì)算分析等可選功能，并向MIS提供過(guò)程數(shù)據(jù)和計(jì)算、分析結(jié)果，自動(dòng)產(chǎn)生各類(lèi)報(bào)表以滿足電廠對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程的管理要求，確保機(jī)組安全、高效運(yùn)行。3系統(tǒng)介紹與應(yīng)用3.1硬件配置3.1.1網(wǎng)絡(luò)配置主干為冗余千兆工業(yè)以太網(wǎng)，1000Mbps連接到各服務(wù)器，1000Mbps連接到各控制系統(tǒng)和MIS。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造參見(jiàn)圖13.1.2交換機(jī)配置冗余的工業(yè)級(jí)核心交換機(jī)。核心交換機(jī)布置在集控樓中〔13.7米層〕。核心交換設(shè)備應(yīng)支持VLAN、組播控制和PortPriority〔端口優(yōu)先級(jí)〕、端口MAC綁定〔只允許聯(lián)接綁定的主機(jī)〕、基于IEEE802.1p的流量?jī)?yōu)先級(jí)設(shè)置，以最大程度地限制網(wǎng)絡(luò)上的播送和組播信息，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性和工作效率。核心交換機(jī)備板上要留有適量備用插槽以便于系統(tǒng)擴(kuò)展。核心交換機(jī)采用加拿大羅杰康品牌。配置4臺(tái)羅杰康交換機(jī)作為SIS核心交換機(jī)，具體型號(hào)規(guī)格如下：RSG2200-R-RM-HI-HI-FG02-CG01-CG01-CG01-1CG01：2臺(tái)。RSG2100-R-RM-HI-HI-TX01-TX01-TX01-TX01-CG01-1CG01-TX01-TX01-TX01-TX01：2臺(tái)。圖1：系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)造圖3.1.3接口設(shè)備〔1〕SIS與下層控制網(wǎng)絡(luò)〔DCS、輔助系統(tǒng)、脫硫等〕的配有數(shù)據(jù)接口設(shè)備，這些接口設(shè)備對(duì)于下層控制網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的讀取有嚴(yán)格的授權(quán)并不對(duì)下層控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)展修改、組態(tài)或?qū)に囘^(guò)程進(jìn)展直接控制，不應(yīng)影響下層生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò)的控制功能。〔2〕所有的接口協(xié)議均為OPCV2.0或以上版本。華電天仁負(fù)責(zé)接口的OPC及信息安全措施。所有的OPC硬件應(yīng)是通用的，基于RS232/485/TCP/IP網(wǎng)卡的商品化接口硬件；接口軟件不是臨時(shí)專(zhuān)為本工程開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，而是商品化的、有完善的文檔與技術(shù)支持的最新版本的軟件。〔3〕SIS與下層控制網(wǎng)絡(luò)的接口均定義為單向的，任何情況下不會(huì)影響DCS/PLC等下層控制網(wǎng)絡(luò)的安全性，且其可靠性在受控范圍內(nèi)。〔4〕重要接口應(yīng)采用冗余方式，具體根據(jù)工程要求決定?！?〕接口的控制系統(tǒng)如下：#1機(jī)組DCS#2機(jī)組DCS機(jī)組公用DCS輔助車(chē)間控制系統(tǒng)NCSTDM鍋爐爐管泄露檢測(cè)系統(tǒng)輸煤程控系統(tǒng)等〔6〕配置12臺(tái)接口機(jī)〔2臺(tái)冗余〕布置在現(xiàn)場(chǎng)電子設(shè)備間機(jī)柜內(nèi)。每臺(tái)接口機(jī)均安裝防病毒軟件。接口機(jī)采用研華工控機(jī)，每臺(tái)接口機(jī)至少能緩存所接控制系統(tǒng)的至少48小時(shí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。接口機(jī)配置：采用磁盤(pán)陣列，內(nèi)存1GB以上，CPU為Woodcrest2.0GHz以上，硬盤(pán)容量73GB×2以上〔RAID1〕，3塊1000M網(wǎng)卡。3.1.4服務(wù)器配置SIS服務(wù)器：SIS留與GPS的接口，SIS網(wǎng)上各服務(wù)器的時(shí)鐘均以GPS時(shí)鐘作為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘。生產(chǎn)實(shí)時(shí)系統(tǒng)配置一臺(tái)硬件級(jí)容錯(cuò)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，一臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器，一臺(tái)鏡像服務(wù)器，一臺(tái)Web發(fā)布服務(wù)器。生產(chǎn)實(shí)時(shí)系統(tǒng)服務(wù)器采用機(jī)柜方式，一個(gè)機(jī)柜內(nèi)公用一套液晶顯示器及鍵盤(pán)鼠標(biāo)，通過(guò)信號(hào)切換器切換。服務(wù)器選用NEC。1)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器配置一臺(tái)NECExpress5800/320Fb-LR容錯(cuò)服務(wù)器作為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，外置磁盤(pán)陣列或設(shè)置存儲(chǔ)局域網(wǎng)系統(tǒng)。服務(wù)器：處理器2顆Xeon5120雙核1.6GHz內(nèi)存：2GBRAM標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)存，可擴(kuò)展至8GB硬盤(pán)：2塊146GB(10KRPM,RAID1)SCSI網(wǎng)卡：冗余千兆以太網(wǎng)卡2)應(yīng)用服務(wù)器配置一臺(tái)NECExpress5800/320Fb-LR容錯(cuò)服務(wù)器，作為應(yīng)用服務(wù)器。服務(wù)器處理器：2顆Xeon5120雙核1.6GHz內(nèi)存：2GBRAM標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)存，可擴(kuò)展至8GB硬盤(pán)：2塊146GB(10KRPM,RAID1)SCSI網(wǎng)卡：冗余千兆以太網(wǎng)卡3)鏡像服務(wù)器配置一臺(tái)IBM3850服務(wù)器作為鏡像服務(wù)器。增加一臺(tái)IBM3650服務(wù)器作為Web發(fā)布服務(wù)器。機(jī)架式服務(wù)器：CPU：IntelXeonDP2.8G以上至少2顆、可擴(kuò)展為4顆、高速緩存：512KB、內(nèi)存：8GDDR333ECC、SCSI硬盤(pán)：73.4G10000轉(zhuǎn)2塊、網(wǎng)卡：千兆網(wǎng)卡2塊、冗余電源、光驅(qū)。3.1.5存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器載體為磁盤(pán)陣列：選用光纖磁盤(pán)陣列IBMDS3400，配置4×300G的硬盤(pán)。3.1.6功能站和客戶機(jī)配置一臺(tái)值長(zhǎng)站和一臺(tái)工程師站：值長(zhǎng)站：M57:CPU:Intel酷睿2雙核E2180(2.0GHz)、內(nèi)存：2GDDR333、IDE硬盤(pán)1塊：160G7200轉(zhuǎn)、網(wǎng)卡1塊：100M電口網(wǎng)卡、DVD光驅(qū)、顯示器〔與DCS一致〕。工程師站：M57:21″LCD、CPU:Intel酷睿2雙核E2180(2.0GHz)、內(nèi)存：2GDDR333、IDE硬盤(pán)1塊：160G7200轉(zhuǎn)、網(wǎng)卡1塊：100M網(wǎng)卡、DVD光驅(qū)、顯示器〔與DCS一致〕。3.1.7外圍設(shè)備〔1〕打印機(jī)：打印設(shè)備是A3幅面的黑白激光打印機(jī)，打印機(jī)內(nèi)存至少應(yīng)為16M，采用進(jìn)口品牌產(chǎn)品。打印機(jī)數(shù)量設(shè)置：值長(zhǎng)打印機(jī)2臺(tái)〔A3黑白激光打印機(jī)：LJ5200〕，網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)4臺(tái)〔A3黑白激光打印機(jī)：LJ5200n〕?！?〕LCD、鍵盤(pán)和鼠標(biāo)3.1.8電源SIS電源分配柜，放在集中控制機(jī)房?jī)?nèi)。系統(tǒng)提供兩路交流220V±10%，50HZ±1HZ單相電源。SIS的核心設(shè)備〔即除了終端計(jì)算機(jī)和分散在中心機(jī)房外的分交換機(jī)的所有設(shè)備〕提供兩路電源切換和UPS電源裝置，以保證服務(wù)器的數(shù)據(jù)不因電源故障而造成喪失，兩路電源切換時(shí)間應(yīng)為毫秒級(jí)。具備雙電源模塊的設(shè)備，單個(gè)模塊就應(yīng)能保證設(shè)備的功率需求。對(duì)可承受雙電源設(shè)備，一個(gè)電源接自UPS，另一個(gè)電源接切換后不經(jīng)過(guò)UPS的電源。對(duì)只承受單電源的設(shè)備，接UPS電源。實(shí)際指標(biāo)：外部電源消失后UPS供電時(shí)間＞8小時(shí)功率要有30％的余量輸入電壓：兩回AC220V±10%3.1.9抗干擾和環(huán)境適應(yīng)能力〔1〕系統(tǒng)能在電子噪聲、射頻干擾及振動(dòng)都很大的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中連續(xù)運(yùn)行，且不降低系統(tǒng)的性能?！?〕系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用各種抗噪聲技術(shù)，包括光電隔離、高共模抑制比、合理的接地和屏蔽?！?〕在距電子設(shè)備1.2m以外發(fā)出的工作頻率達(dá)470MHz、功率輸出達(dá)5W的電磁干擾和射頻干擾，應(yīng)不影響系統(tǒng)正常工作?！?〕系統(tǒng)能在環(huán)境溫度0～50℃，相對(duì)濕度10~95%〔不結(jié)露〕環(huán)境中連續(xù)運(yùn)行。3.1.10布置SIS網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備放在就地電子設(shè)備間；服務(wù)器等放置在行政辦公樓信息中心機(jī)房；用戶終端分別放置于各相關(guān)生產(chǎn)部門(mén)、機(jī)柜。如以以下圖：圖2：機(jī)柜及內(nèi)部配置3.2軟件功能及應(yīng)用3.2.1系統(tǒng)人機(jī)界面圖3：人機(jī)界面3.2.2性能計(jì)算利用高效有序的數(shù)值計(jì)算引擎——Vestore計(jì)算平臺(tái)，對(duì)面項(xiàng)具體設(shè)備、系統(tǒng)、機(jī)組搭建的性能數(shù)學(xué)模型模塊進(jìn)展在線計(jì)算，量化其各項(xiàng)性能參數(shù)，從而到達(dá)性能檢測(cè)的目的。包括以下系統(tǒng)的計(jì)算：〔1〕全廠性能：全廠負(fù)荷、全廠負(fù)荷率、廠用電量、綜合廠用電率、全廠補(bǔ)水率、鍋爐效率、汽耗率、熱耗率、全廠發(fā)電煤耗、全廠供電煤耗等；如以以下圖：圖4：全廠性能指標(biāo)〔2〕機(jī)組性能：機(jī)組負(fù)荷率、廠用電率、補(bǔ)水率、機(jī)組發(fā)電煤耗、機(jī)組供電煤耗、熱耗量、汽耗量、熱耗率、汽耗率、機(jī)組熱效率等；如以以下圖：圖4：性能指標(biāo)匯總〔3〕鍋爐系統(tǒng)：反平衡鍋爐熱效率〔GB〕、GB各項(xiàng)損失、鍋爐熱負(fù)荷、主蒸汽流量、主蒸汽壓力、主蒸汽溫度、再熱蒸汽壓力、再熱蒸汽溫度、給水溫度、送風(fēng)溫度、過(guò)量空氣系數(shù)、排煙溫度、鍋爐氧量、鍋爐排污率、過(guò)熱器減溫水溫度、再熱器減溫水流量、再熱壓損等。如圖5：圖5：鍋爐指標(biāo)〔4〕汽機(jī)系統(tǒng)：高壓缸相對(duì)內(nèi)效率、中壓缸相對(duì)內(nèi)效率、循環(huán)熱效率、汽輪機(jī)主蒸汽流量、汽輪機(jī)主蒸汽壓力、汽輪機(jī)主蒸汽溫度、汽輪機(jī)再熱蒸汽流量、汽輪機(jī)再熱蒸汽壓力、汽輪機(jī)再熱蒸汽溫度、汽輪機(jī)進(jìn)汽流量等。如圖6：圖6：汽輪機(jī)指標(biāo)〔5〕給水系統(tǒng)：〔高壓加熱器及除氧器指標(biāo)〕加人氣上端差、加熱器下端差、加熱器進(jìn)氣流量、除氧器進(jìn)汽流量、除氧器進(jìn)水流量、加熱器溫升。如圖7：圖7：給水系統(tǒng)〔6〕凝結(jié)水系統(tǒng)：加熱器上端差、加熱器下端差、加熱器進(jìn)汽流量、加熱器溫升。如圖8：圖8：凝結(jié)水系統(tǒng)〔7〕真空系統(tǒng)：凝汽器端差、凝汽器水側(cè)阻力、凝汽器真空、凝結(jié)水過(guò)冷卻度、冷卻水溫升、冷卻水流量。布置類(lèi)似圖8.〔8〕風(fēng)煙系統(tǒng)：空預(yù)器漏風(fēng)率、空氣側(cè)流動(dòng)阻力、煙氣側(cè)流動(dòng)阻力、一次風(fēng)溫升、二次風(fēng)溫升。如圖9：圖9：風(fēng)煙系統(tǒng)指標(biāo)〔9〕廠用電系統(tǒng)：包括引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)、電動(dòng)給水泵、爐水循環(huán)泵、凝結(jié)水泵的單耗、耗電率。此指標(biāo)以報(bào)表的形式下發(fā)。3.2.3耗差分析機(jī)組的耗差計(jì)算的目的在于降低機(jī)組運(yùn)行可控?fù)p失，降低機(jī)組煤耗。耗差分析是再機(jī)組在線性能計(jì)算的根基上，利