厂级监控信息系统在电厂中的应用

李 波，蒋 恒

(国电重庆恒泰发电有限公司，重庆400805)

0 引言

随着电力体制改革的不断深入，电力企业迫切需要通过提高生产、经营管理水平，增强外部竞争力，创造更好的生存环境。因此，加强企业生产系统的信息化建设，以“信息化推进企业的现代化”是提高企业自身竞争力的重要途径之一。厂级监控信息系统——SIS(Supervisory Information System)就是利用全厂生产系统的过程数据集成，通过数据整理、分析、计算、存储，实现优化运行的目的。

国电重庆恒泰电厂装机规模为2×300MW机组，主机DCS采用国电智深的EDPF-NT系统，除了主机DCS引入SIS系统以外，其辅控系统输煤、除灰、除尘、水处理、脱硫、NCS、RTU、关口电量也已进入SIS系统。SIS系统的主要任务就是集成各主要过程控制系统的实时数据，建立统一的过程数据库平台，以便及时掌握和分析现场生产情况，为优化设备运行、可靠性分析、事故分析以及值际安全经济指标竞赛等功能提供数据支持。

1 建设原则

国电重庆恒泰电厂SIS的建设遵循如下四个原则。

(1)安全性:SIS系统的运行绝对不能影响电厂各过程控制系统的正常运行。因此，SIS系统的网络通常由内网和外网两个网络组成，其间通过单比特网闸确保了数据的单向传输，即连接过程控制系统的内网数据只能向SIS外网单方向传输数据。

(2)可扩展性:考虑到将来SIS系统功能的不断完善，在建设初期，SIS硬件系统必须留有相当的余量，并且软件功能模块在设计过程中就应考虑到其兼容性和灵活性，以适应日后的扩展需要。

(3)整体规划:SIS作为电厂信息化建设中的一个重要组成部分，必须立足于企业全局通盘考虑，为全厂资产管理系统、运行人员绩效考评系统、MIS系统等更高一层的信息化服务做好接口工作，协同信息中心对全厂数据进行综合利用，以避免SIS系统成为电厂信息化建设中的一个“信息孤岛”，以提升SIS系统的应用价值。

(4)使用、维护的简便性:采用C/S与B/S相结合的软件架构，用户可通过网页浏览器的形式简便、直观地获取需要的信息。而日常维护和管理工作全都集中在服务器，管理人员可通过可视化的界面实现SIS系统的维护和管理功能。

2 方案设计

国电重庆恒泰电厂SIS系统沿用了目前主流的SIS系统架构，其硬件系统结构如图1所示。

SIS系统网络为千兆冗余以太网，内网与外网之间不仅通过软件设计实现了数据的单向传输，还利用单比特镜像隔离装置进行物理隔离，确保了内网数据只能向外网的单向传输，保证了过程控制系统的安全性。通过两台互为热备用的Cisco Catalyst 4506核心交换机，提高了SIS系统的可靠性。

数据库服务器采用两台HP 580G3高性能服务器，通过SCSI磁盘阵列实现数据库群集，不仅提高了数据存取速度，更重要的是，当处于工作中的服务器发生故障的情况下，另外一台处于热备用的服务器能迅速取代故障服务器而使SIS系统继续正常工作，极大地提高了SIS系统服务器的可靠性。

图1 国电重庆恒泰电厂SIS系统硬件结构图

图1中的应用服务器主要负责逻辑运算以及完成某些计算功能，如:设备可靠性统计、系统性能分析等;Web服务器主要负责SIS系统网站信息的发布服务，同时也为全厂MIS系统提供接口服务。

接口站作为独立连接电厂过程控制系统与SIS系统的工作站，主要负责采集和转发各过程控制系统的实时生产数据信息。作为独立运行的接口站，还具备了数据缓存功能，能在SIS系统数据库服务器以及网络通讯等硬件、软件出现故障的情况下，将过程控制系统的实时数据存储到各自接口站，待故障恢复后，再将数据转存到数据库服务器中，确保了过程控制系统数据的完整性，提高了可靠性。

数据库服务器采用了美国INSTEP公司的EDNA实时数据库软件，其特有的无损压缩专利技术能高效压缩时间序列类型的数据信息，实现了海量数据的高效存储。同时，EDNA数据库软件具有良好的兼容性，能为绝大多数知名控制系统提供接口服务。

3 应用功能设计

国电重庆恒泰电厂SIS系统的软件体系功能总体结构分为四层:数据层、数据访问层、服务层、展现层，突出体现了“以一体化平台为支撑，以应用功能为核心”的特点。SIS系统软件架构如图2所示。

SIS系统的应用模块一般采用浏览器/服务器(B/S)结构，可以使用户更为方便直观地查看各自所关心的内容。目前，恒泰电厂SIS系统已完成第一阶段的基础应用，包括:

(1)过程监视:通过与各过程控制系统类似的画面实时显示各系统的运行画面、生产流程、测点信息以及测点历史趋势等信息。

(2)性能计算:通过实时采集的过程运行参数，利用性能计算模块对机组、系统及重要设备进行实时、在线的性能计算，及时反映出机组、系统、设备当前运行的性能指标，从而为机组、设备的优化运行以及运行人员调整相关操作提供可靠依据和科学指导。

(3)可靠性分析:通过对主、辅机设备的启停统计以及重要运行参数的超限统计，客观准确地分析判断设备的可靠性。

(4)运行操作指导:

①能损分析:根据机组性能计算结果，按照运行可控、检修可控等因素分析，指导、调整以及优化运行人员的操作，从而提高机组效率、降低成本;

②值际考核:通过对每个运行班组及个人进行重要参数超限统计，实现班组和个人的操作好坏与绩效奖金“挂钩”，极大地激励和鼓舞了运行人员的积极性和主动性，也增强了运行人员的责任心;

图2 SIS系统软件架构图

③启/停指导:根据运行规程、检修规程以及专业人员经验等相关知识建立数学模型，计算汽轮机、锅炉等关键部件的热应力情况，继而指导机组、设备的科学、合理启/停，确保了设备的安全性和可靠性;

④异常指导:对机组运行过程的重要参数进行实时监视，一旦检测到参数异常或者存在异常趋势，则产生相应的操作指导，协助运行和检修人员对异常情况进行及时处理。

(5)自动报表功能:根据用户要求，SIS系统可自动生成保存生产日报表、月报表等EXCEL电子表格，确保了报表的准确性，减少了运行人员的工作量。

4 安全性管理

SIS系统的安全性体现在三个层次［3］:操作系统、应用系统和网络通讯，具体涵盖下列内容:

(1)操作系统:关闭服务器和接口站不必要的程序和服务，屏蔽一切可能的攻击或未授权的访问，安装并定期更新防病毒木马软件，对SIS系统实行专人管理。

(2)应用系统:这个部分包含数据访问和数据接口两个方面的安全性。

(3)网络通讯:为接口工作站、数据库服务器等设备设置独立的虚拟网络、建立严格的数据访问策略、以及为各接口站安装单向隔离网闸，确保网络安全。

5 结束语

国电重庆恒泰电厂SIS系统自正式运行以来，经过多次改进、完善，目前其数据准确性及应用功能完整性已大大提高，系统运行的安全性及稳定性也经受住了时间的考验，实现了设计目标的要求。同时，该系统为生产管理人员提供了及时准确了解生产现场情况的途径，促进了生产运行以及故障检修的优化管理，为机组安全、经济运行提供了保证，同时也为公司领导层决策提供了依据，为企业取得了良好的经济、管理效益。

另外，公开公正的绩效考评系统，激励了运行人员刻苦学习的积极性和认真负责的工作态度，很大程度上促进了企业安全高效生产。目前SIS系统虽已初见成效，但从企业的长远发展来说只是万里长征走过了第一步，我们应根据企业发展需要不断挖掘潜力，在现有基础上尽可能完善已有功能，同时开发更多更好的高级应用模块，以提高生产数据的综合利用水平，获取更大的安全、经济效益。

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［2］ 王军，赵晓彤，吴隗平.华能大连电厂SIS的设计与实施［J］.电力信息化，2004，(5):58-60.

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