电厂信息实时数据库系统在1000 MW机组的应用

吴祥涛，刘建荣，何辉，针伟

(华电国际邹县发电厂，山东 邹城 273522)

0 引言

电厂信息实时数据库系统PI－RTDBS(Plant Information Real－time Database System) 是 一 套 用于自动采集、存储、管理工厂信息的服务器和客户端软件。电厂信息通用数据服务器PI－UDS(Plant Information Universal Data Server)从多个数据源采集信息，服务器除了完成数据库的功能之外，还使得数据采集功能更优化。目前，PI实时数据库系统是华电国际邹县发电厂(以下简称邹县电厂)实现厂级生产监控系统的基础数据平台，是企业生产层和管理层之间的主要连接纽带。

本文从PI实时数据库系统的框架构建、服务器安装、系统数据接口、PI测点建立等方面，对PI实时数据库系统在邹县电厂1 000 MW机组上的应用进行论述。

1 电厂信息实时数据库系统及框架概述

邹县电厂2×1 000 MW机组分散控制系统(DCS)、辅控系统、脱硫系统、远程终端控制系统(RTU)5个现场控制系统的实时生产数据要纳入到PI系统，需要搭建生产专网与前期已经建设好的生产专网相连，形成全厂型的生产网络，通过双机热备冗余隔离装置与管理信息系统(MIS)局域网相隔离。

将原有的电厂信息(PI)系统移植到新的系统平台上，同时在MIS局域网增加1台镜像服务器向电厂信息(PI)系统使用人员提供服务请求，在PI系统平台上进行二次应用开发，根据生产需要采用标准的客户机/服务器方式和IE浏览器方式，以直观的监控画面和数据报表的人机界面形式进行数据展示。总体网络连接如图1所示。

2 PI实时数据库系统组建过程

2.1 通讯光缆铺设

新的生产管理网共铺设4根光缆:从四期集控室、三期脱硫控制室、四期脱硫控制室、远动机房分别至生产楼。具体分布如图2所示。

2.2 PI生产网双机服务器及管理网镜像服务器的安装

生产网双机服务器采用Windows 2003操作系统配置域和群集，共同管理盘柜，盘柜配置RADI5与热备份区。PI数据库文件与历史数据归档文件安装在盘柜硬盘中。管理网镜像服务器采用Windows 2003操作系统，PI数据库文件与镜像服务器历史数据归档文件安装在该镜像服务器中。考虑到原有PI服务器迁移的安全、稳定与快捷，生产网双机PI服务器虚拟IP地址采用原有PI服务器IP地址，管理网PI服务器IP地址采用现有PIweb服务器的IP地址，将原有PIweb网页服务器上的网页文件移植到PI数据库镜像服务器上。配置隔离器，做到双机热备，用PItoPI软件测试隔离器，隔离器工作正常。

PI双机主服务器数据库的安装:首先将盘柜控制权通过群集管理器转换到主服务器上;运行PI数据库安装光盘setup.exe文件，弹出安装确认信息对话框;确认所有配置内容准确无误后，单击Next按钮开始安装进程，直至完成安装。

2.3 PI系统与各分系统数据接口

2.3.1#7，#8机组对象连接与嵌入过程控制(OPC)接口调试

#7，#8机组控制系统采用了Westinghouse公司的Ovation系统，该系统配有OPC Server数据程序，在#7工程师室和#8工程师室的180工作站安装PI数据库、OPC接口程序、PItoPI软件、PI－OPC接口软件，实现从DCS工程师站180工作站采集现场实时数据，存储到本机PI数据库中，再通过PItoPI软件单向传输到PI双机数据库。在电子间MIS机柜放置1台单向隔离器和1台小LinkSys交换机，数据通过隔离器、LinkSys交换机与 PI系统主数据库连接。

图1 总体网络连接图

图2 新的生产管理网光缆铺设分布图

2.3.2 辅控系统数据接口

辅控系统采用的是Intellution公司的IFIX 3.5系统，该系统具备OPC Server数据程序。在IFIX OPC Server上安装PI数据库、OPC接口程序、PItoPI软件、PI－OPC接口软件，实现从IFIX OPC Server采集现场实时数据，存储到本机PI数据库中，再通过PItoPI软件单向传输到PI双机数据库。在电子间MIS机柜放置1台单向隔离器和1台小LinkSys交换机，数据通过隔离器、LinkSys交换机与PI系统主数据库连接。

2.3.3 脱硫系统数据接口

脱硫系统采用了Ovation系统，该系统有1个OPC Server数据程序，在脱硫180工作站安装PI数据库、OPC接口程序、PItoPI软件、PI－OPC接口软件，实现从DCS工程师站180工作站采集现场实时数据，存储到本机PI数据库中，再通过PItoPI软件单向传输到PI双机数据库。再放置1台单向隔离器和1台小 LinkSys交换机。数据通过隔离器、LinkSys交换机与PI系统主数据库连接。

2.3.4 RTU系统数据接口

RTU系统为标准的1801规约接口，PI接口机通过串口线与RTU系统相连，再通过双绞网线与PI服务器相连，在PI接口机上安装PI－RTU系统接口软件，实现RTU系统与PI系统的数据通讯。

3 PI实时数据库系统测点的建立

各个系统的接口软件读取现场的实时数据，都是要将这些数据写入相应的PI测点中，所以，PI测点的建立就尤为重要，下面对各个系统PI测点的建立进行详细说明。因#7，#8机组脱硫、辅控均为标准的PI－OPC接口，RTU为自行开发的接口，所以，分2部分对PI测点的建立进行说明。

3.1 PI－OPC标准接口的测点建立

以#7机组发电机功率为例说明模拟量的建立，以#7机组的F1煤火检有火为例说明开关量的建立，具体见表1。

表1中:Tag为测点名，保持和现场控制系统的测点名相同即可;Descriptor为测点中文描述，DCS测点表里都有详细的中文描述，拷贝过来即可;Digitalset为开关量状态集，在前面的数据库安装过程中已经解释过，均填入set1即可;Engunits为模拟量单位，DCS测点表里中都有详细的单位描述，拷贝过来即可;Instrumenttag为PI测点与DCS测点对应属性，必须保持一一对应;Location1为PI－OPC接接口ID号，均填入1即可;Location2为模拟量、开关量测点专有属性，模拟量填入5，开关量填入2即可;Pointsource为测点数据源，每个OPC接口都设定了专署的数据源;Pointtype为数据类型，开关量为 digital，模拟量为 float32;Userreal1为PItoPI传输专用属性，填入非零整数，表示该测点的数值需要传输，必须保持此属性的唯一性，不能有重复的数值。

表1 模拟量和开关量的建立

3.2 RTU接口测点的建立

RTU接口只需要配置 Instrumenttag，Pointsource，Userreal1，其中:Instrumenttag按照测点的顺序从整数1开始往后排列，一直排列到最后一个RTU测点，另外2个属性按照OPC接口的测点规则配置即可。

4 PI系统的画面显示

趋势图是一种动态的元素，数据以时间为坐标在图中显示，趋势图可以以多种格式显示数据。大部分的画面元素都与数据相关联，画面经常使用趋势图。趋势图是一种简单、直观的画面，通过它能很容易地了解到一段时间内一个点或多个点的数据。

使用趋势图的方法:放大→全屏→时间移动→时间范围功能→单量程和多量程→最小和最大值选择→趋势游标→恢复按钮。

PI实时数据系统客户端在班组办公机器安装成功后，登录PI服务器，即可采集实时数据并在趋势图上进行显示。

5 结束语

作者根据PI实时数据库系统在邹县电厂1000 MW机组上的应用情况，对PI实时数据库系统的框架构建、服务器安装、系统数据接口、PI测点建立等进行了简单论述。目前，PI系统应用十分广泛，已经成为企业生产上应用的一个主要平台，是企业生产层和管理层之间的主要连接纽带，希望本文能够给PI实时数据库系统在企业生产上的应用提供借鉴和参考。

［1］中国华电集团公司电气及热控技术研究中心.电力系统中计算机网络技术及其应用［M］.北京:中国水利水电出版社，2009.

［2］中国华电集团公司电气及热控技术研究中心.分散控制系统的原理及运行案例［M］.北京:中国水利水电出版社，2009.

［3］邹金昌.对厂级监控信息系统(SIS)的几点看法［J］.电力信息化，2004，2(9):19 －21.