SIS系統在電廠中的應用

楊恩偉++李波++王建峰

摘 要：廠級監控信息系統（Supervisory Information System，簡稱SIS）是管理信息系統（Management Information System，簡稱MIS）或者企業資源計劃系統（Enterprise Resource Planning，簡稱ERP）和分散控制系統（Distribution Control System，簡稱DCS）的橋梁，對電力設備安全經濟地運行，具有十分重要的意義。

關鍵詞：DCS SIS MIS 實時數據庫

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（c）-0021-01

漳山發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的火力發電廠。目前裝機容量兩臺300MW和兩臺600MW超臨界燃煤發電機，分散控制系統（DCS）均采用ABB公司的Symphony。SIS的主要特點是集中了現場所有設備的實時數據信息，對現場運行進行監測、分析和診斷，指導生產安全、穩定、經濟運行。

1 實時數據庫系統

實時數據庫（Real-Time Database ，RTD）是SIS實時信息基礎平臺，是SIS的核心組成部分。為了滿足生產管理的需要，一個實時數據庫系統應具有以下功能特征。

（1）生產現場設備狀態的最新性；

（2）操作及時性；

（3）算法的可用性。

從功能上劃分，實時數據庫系統可以劃分為三個層次。

1.1 數據采集接口層

該層直接與現場操作員站系統聯系，SIS系統提供了多種通用通訊協議，用分散方式通過對現場系統進行實時數據的傳輸。接口軟件都安裝在對應的數據采集接口機上，能通配置多種連接和發送的方式，當出現通訊中斷時還可以緩沖保存數據，當系統正常后能自動恢復并傳送。其接口通常使用了三種數據傳輸方式供用戶使用。

1.2 實時數據處理層

該層主要由一臺或多臺實時數據庫服務器組成。支持對系統的更新（Update）查詢、訂閱和腳本訪問等功能。

實時數據處理層還包括各種功能模塊的實施，如經濟性能分析、設備狀態監控、故障分析、各種優化分析軟件等。功能軟件的實現一般在過程信息處理服務器上完成。

1.3 客戶軟件訪問層

該層為SIS主體，主要用于實時監測。利用實時數據庫中的數據進行2次處理和表現，利用報表生成軟件和數據瀏覽軟件等組成完善的客戶訪問系統。用戶可以用客戶端/服務器模式或者瀏覽器/服務器模式分級多面地對生產過程進行訪問。

廠級監控信息系統（SIS）的生產過程監視是采集全廠所有生產過程控制系統，包括機組及公用DCS系統、輔助車間（煤、水、灰）控制系統及其他系統（如電氣網控NCS）等的生產數據，使用戶可以在網絡內任意終端上對各生產流程實時的監視和查詢、完成廠級過程監視和管理、廠級分析和性能計算等基本功能，通過生產趨勢圖、模擬圖、棒狀圖和參數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據和設備狀態，按要求向MIS系統提供其所需的過程數據和計算、分析結果，并對全廠機組運行實時監視，實現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。

2 主要模塊應用

2.1 綜合報表部分

綜合報表模塊對全廠生產數據進行綜合處理、統計分析，形成機組生產運行報表，并能打印、查詢和監視。綜合報表模塊是基于實時數據庫中的實時/歷史數據和性能計算、運行期間考核等其它功能中的數據，同時可采集各種輔助數據，如手工輸入的數值型和文本型數據，可根據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，可實現按小時、班、日、月、年及不定期手工輸入的數值型數據和文本型數據，也可輸入常數值，如電量抄表數據，入爐煤燃料采集數據，原煤量采購數據、物資材料數據、損益數據、各類說明書，年運行計劃指標、經營年標桿值、目標值等，并可以由使用人員根據數據庫提供的API接口，采集SIS歷史數據庫中數據，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、發電機及其輔助系統等）及性能參數等，可集中顯示各種性能計算的目標值、數值、測量的輸入數值、計算中間值和相關參數。

3 實時數據通訊

3.1 概述

目前，漳山電廠的實時數據采集及存儲已經正常投運，按照SIS系統的安全要求，在SIS主服務器與辦公網絡MIS側鏡相服務器之間采用了北京和信網安科技有限公司的天御6000單向隔離裝置。

3.2 網絡安全

單向物理隔離裝置又被稱為網閘。網閘是安全性較高的內網（SIS服務器側網絡）與安全性較低的外網（MIS側網絡）之間信息交流的橋梁。

無論對內網傳出的數據，還是外網反饋的數據，網閘均采取“擺渡”方式，對數據進行嚴格的安全驗證和應用層分析后，數據方能進入另一方。從原理上講，網閘猶如一個“單刀雙擲開關”，在指定的時刻，僅能連接一側的網絡，將該側發送的數據包剝離成原始數據后，存放在網閘的一個公共物理存儲區域；待“開關”接通另一側網絡時，再將這些原始數據按照預定義的形式發送到另一側網絡。因此，網閘的這種物理隔離技術也被稱為Gap Technology。在保證網絡透明性的同時，實現了對非法信息的隔離。

4 結語

綜合來講，漳山電廠生產實時系統實現全廠過程數據集成，優化生產運營的目的。它面向生產過程，分析并處理全廠的生產數據，實現生產實時數據的顯示與查詢，使得員工能及時地了解現場設備工作情況，包括設備的運行狀態、現場的參數及工藝過程等信息，實現所有參數的歷史存儲與查詢使用。SIS系統自正式運行以來，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現場設備運轉情況，準確對數據進行分析；另一方面公開公正的制定考核規則，提高了運行人員的積極性，促進了安全高效生產。經過一年多的運行與修改經驗，事實證明，SIS系統為提高整個電廠的運行、管理水平奠定基礎，對電廠生產運營和管理決策發揮著明顯的作用。

參考文獻

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[2] 侯子良.中國火電廠自動化發展趨勢及對策[J].中國電力，1999，32（10）：41-45.endprint