厂级监控信息系统（SIS）运行性能优化

赵 银

（山西大唐临汾热电有限责任公司，山西 临汾 041000）

山西大唐国际临汾热电有限责任公司2×300MW燃煤发电机组＃1、＃2机分别于2010年12月15日和2011年01月04日通过168h试运正式投入运行。主要系统设计由山西省电力设计院承担，主控采用DCS控制系统北京日立H5000M型，辅控采用PLC控制系统AB Controllogix控制器，全厂辅控系统采用集中控制，辅控网系统由河北华之杰公司提供，统一采用IFix监控软件。现厂级监控信息系统（SIS系统）采用的是上海麦杰科技公司生产的基于openPlant实时数据库的全厂SIS系统。

1 厂级监控信息系统（SIS）功能介绍

厂级监控信息系统是集过程实时监测、优化控制及生产过程管理为一体的厂级自动化信息系统[4]，是处于火电厂集散控制系统以及相关辅助程控系统与全厂管理信息系统之间的一套实时厂级监控信息系统[1]。SIS系统以机组的性能计算、厂级经济性分析、厂级负荷分配以及机组的经济运行为主要目的。SIS系统的实时性体现在SIS系统实时分析机组的运行参数，通过系统强大的数据挖掘、数据处理与优化的功能，对机组乃至全厂的运行状况进行准确地分析、诊断与优化的系统。

图1 厂级监控信息系统（SIS）配置Fig.1 Plant-level monitoring information system (SIS) configuration

2 厂级监控信息系统（SIS）配置

山西大唐国际临汾热电有限责任公司配置的厂级监控信息系统（SIS）采用的是上海麦杰科技公司生产的基于openPlant实时数据库的全厂SIS系统。该系统不仅实现了全厂对两台机组主、辅控制系统生产数据的实时监视，承担着两台机组主控及辅控全部生产数据的存储和转发，以及过程监视、过程曲线、数据一览、历史回放、性能计算、报表统计、超限统计与可靠性管理等应用功能软件，为电厂运行分析和设备检修提供了生产管理层面的统计和分析数据，同时也承担着厂内为绩效系统、计划统计系统、可靠性系统等和厂外为省调度处、自动化处、环保厅、大唐国际及大唐集团的实时数据传输提供数据源和平台支持的功能。厂级监控信息系统（SIS）配置如图1所示。

3 厂级监控信息系统（SIS）运行性能分析

山西大唐国际临汾热电有限责任公司配置的厂级监控信息系统（SIS），自机组投产以来随着机组改造，SIS系统数据量逐年增加，加上厂内绩效系统、可靠性系统、计划统计系统以及电网、环保、大唐国际及集团公司等相关系统的上线，均需要从SIS系统提供数据源，造成SIS系统镜像服务器频繁出现运行负荷率较高、运行缓慢及死机等故障问题，影响上层各级系统的数据分析和统计。该系统作为底层数据源，其运行的正常与否，直接影响着上层各系统数据的准确性。由于长期运行，目前设备老化、性能下降、故障率较高，已无法适应信息量巨大的现状，需要进行厂级监控信息系统（SIS）运行性能整体优化。

具体问题如下：

1）镜像服务器长期运行，造成硬件老化、性能下降，加上数据量及功能要求逐年增加，运行负荷率较高，频繁出现运行缓慢及死机等故障问题。

2）镜像服务器网络结构为单服务器的形式，一旦服务器故障，所有与其关联的系统数据均会异常，影响机组及厂级相关生产指标计算。

3）镜像服务器既承担着数据库功能[3]，又承担着相关分析处理功能（过程监视、过程曲线、数据一览、历史回放、性能计算、报表统计、超限统计以及可靠性管理等应用功能软件），负荷率过高。

4 厂级监控信息系统（SIS）运行性能优化

4.1 优化范围

1）镜像服务器冗余改造。 SIS系统需要具有24h不间断运行的能力，而实时数据库服务器是整个系统的核心。因此，镜像数据库服务器应具有较大的存储容量和先进的数据压缩方式，用于存储所有生产过程的实时数据和本系统对这些数据的计算、分析结果，使全厂的运行管理和经营管理建立在统一的生产实时过程数据基础上[2]。

镜像数据库服务器采用两台高性能IBM System X3850服务器与一台IBM DS3512存储磁盘阵列构成核心数据库集群系统，实现两台镜像服务器的“冗余”和“热备”。

2）数据库与应用程序分离改造。镜像服务器仅保留数据库功能，其他相关分析处理功能全部移植到应用服务器（原镜像服务器利旧），实现所有现有应用功能的全部正常使用。

3）结合近年来的改造情况，对现有数据库及系统进行一次彻底完善。

4）对现有SIS系统软、硬件系统进行全面保养、维护。

5）对全厂信息系统包括SIS和MIS统一规划实施，使用厂方要求的专用系统设备编码、数据源定义、应用软件功能、信息处理流程等规约标准化，避免交叉重复，减少资源浪费；合理划分网络层次、结构和信息流向，各子系统及子系统内部的数据库共享，尽可能减少数据的冗余浪费[2]；考虑实时信息的特殊要求，充分考虑系统接口和容量，满足机组扩建以及扩展其他应用的需求。

4.2 优化方案

1）在充分满足SIS系统各项功能、指标的前提下，选用当前较为先进、性价比较高的IBM X3850系列数据中心型服务器，对原SIS核心服务器进行更替。该服务器已有满足30万点实时数据处理能力的应用实例，且经测算10万点数据库CPU占用率20%～25%，可满足本厂的实际需要。

图2 优化后SIS系统配置图Fig.2 Optimized SIS system configuration chart

2）使用两台IBM X 3850服务器，利用“心跳线”连接技术，完成服务器间控制指令和备份数据的高速交互，从而实现两台核心服务器间“热备”运行的冗余方式。同时，为了提高数据存储速率，以及数据存储的安全性，在采用服务器集群管理的模式下，增加一台IBM DS3512磁盘阵列，由两台核心服务器共同来管理。这样，当某一台服务器出现故障后，另一台服务器可以自动“无缝”接管数据资源，从而保证数据的唯一性和连续性。

3）把SIS服务器的数据库功能和其他应用处理功能分开，SIS镜像服务器仅保留实时和历史数据的存储和转发功能，把替换下来的原IBM X3650服务器作为应用服务器，其他相关分析处理功能（过程监视、过程曲线、数据一览、历史回放、性能计算、报表统计、超限统计以及可靠性管理等应用功能软件）均移植到该服务器，两个服务器之间相互联系又独立，应用服务器故障不影响数据服务器及其他上层系统的正常运行和数据交换。

4.3 成果展示

经过厂级监控信息系统（SIS）运行性能整体优化工作，极大提高了SIS服务器的设备性能及运行的安全稳定性，利用镜像双机冗余配置有效保证与其关联上层各个系统的数据连续性和有效性，同时通过SIS镜像服务器应用功能分离，有效减小了SIS镜像各服务器的负载任务，有效确保了各服务器稳定、高效率、低负载运行。优化后SIS系统配置图如图2所示。

5 总结

通过厂级监控信息系统（SIS）运行性能整体优化，有效提高了SIS系统的稳定性、可靠性，为厂内机组的性能计算、厂级经济性分析、厂级负荷分配以及机组的经济运行提供了可靠的运行数据，同时为厂内绩效系统、可靠性系统、计划统计系统以及电网、环保、大唐国际及集团公司等相关系统提供了可靠的、连续的机组运行数据。在以后的工作中仍需要进一步分析优化后厂级监控信息系统（SIS）运行性能，针对不足之处进行进一步优化提升，不断推进厂级监控信息系统（SIS）运行性能优化工作。