SIS系统在顾桥电厂生产过程中的应用

【摘要】 厂级监控信息系统（以下简称SIS）可以为电厂企业管理决策层提供真实、可靠的生产实时和历史数据，为市场运作下的发电企业提供科学、准确的生产经济性指标。本文针对顾桥SIS系统的实施情况，主要从SIS系统建设的目标、系统构架、所要达到的功能及目的进行探讨。

【关键词】 SIS系统、目标、功能、应用

中图分类号：N94文献标识码：A 文章编号：

1．顾桥电厂SIS系统简介

顾桥厂级监控信息系统（简称SIS：Supervisory Information System）是一套以顾桥电厂生产过程中所涉及的各种控制、监测、计量等系统为基础，集实时数据采集、加工、显示、存储为一体的完整解决方案。网络平台和实时数据服务器是SIS系统的主要组成部分，系统网络平台是完成系统软件功能的重要基础。其目的是为了更好地实现顾桥电厂安全、经济运行，提升电厂的整体效益和在未来竞价上网中的竞争优势。SIS可以为电厂管理决策层提供真实、可靠的生产实时和历史数据，提供科学、准确的生产经济性指标。SIS所管理的数据很多都是与电厂生产成本和报价信息相关的重要基础资料。从管理的角度来看，SIS首先为电厂的安全稳发、控制企业成本、提高企业的生产力提供了真实而重要的现场实时数据，同时又能高效、准确地保存企业生产的大量珍贵的历史数据。配合先进、科学、有效数据发掘工具，精确、专业的计算分析模型，SIS所保存和管理的历史数据将成为企业安全、经济运行的宝贵资源，同时大大提高了管理人员的工作效率。

2．顾桥电厂SIS系统遵循原则

2.1安全可靠性

系统安全可靠运行是每一个成熟应用系统最基本的要求，对自动化程度很高的顾桥电厂来说，运行的安全可靠性尤为重要。

系统在网络上采用冗余工业以太网，历史数据库服务器从硬件和软件两方面实现冗余，工作站及接口机网络平台冗余。网络结构为双网络。实时服务器、操作员站、工程师站、接口站等均采用3COM专用服务器10/100MB自适用网卡。

2.2抗干扰性

电厂现场通常有电气信号，噪音，灰尘等因素的影响，为避免影响SIS系统信号的传输，设备的正常工作，工业以太网采用了光纤通信，信号电缆采用屏蔽双绞线，交换机采用专业的优质交换机。电气设备全部可靠接地，软件采取了各种自诊断措施，等等，有效地防止大气过电压、电磁波、无线电和静电等干扰侵入系统内部，以免造成系统设备的损坏和误动作。

2.3实时性

SIS系统网络主干网采用的是1000MB工业以太网，远距离通讯采用的是光纤通讯。监测软件与各系统的接口通讯程序采用目前流行的OPC接口方式及专用驱动包，可以实现秒级采集现场实时数据。2.4易操作、维护性

人机界面方便、美观、实用，操作简便实用。

2.5兼容、开放性

SIS系统网络采用以太网，软、硬件均采用成熟的且经过广泛应用的产品。具有良好的兼容性和开放性，保证了系统的互连性、优化运行、升级改造时的良好移植性和软件的二次开发功能。

3．顾桥电厂SIS系统的目标和所要实现的功能

顾桥电厂作为现代化电厂，特别注重电厂的信息化建设，对SIS系统建设有较高的要求。

3．1系统功能要求

顾桥电厂SIS系统作为面向生产过程的信息系统，每台单元机组DCS以及由需方提供的其它控制系统将与SIS进行联网，以实现全厂生产过程信息共享，为全厂生产过程的运行和管理提供决策依据。按照需方要求的方式向厂级管理信息系统(MIS)提供其所需的生产过程信息。

SIS系统基本功能：实时数据处理与管理，全厂生产过程实时监控，厂级性能计算和分析

SIS系统扩展功能：设备状态监视

3.1.1实时数据处理与管理

系统对全厂实时信息进行统一管理和分析显示，它将各种形式的电厂信息集中在一个功能强大的数据库中，一方面在适宜的时候将正确的信息送到有关人员，一方面可支持性能计算、电厂负荷优化调度等其它一系列更高级的基础软件模块，它担当控制与管理之间的过度和连接作用，是整个 IT 系统的核心基本系统，该系统包含以下内容：

实时数据的管理和维护

实时信息统计分析

实时信息查询

实时画面的组态和编辑

与单元机组分散控制系统（DCS）的数据通讯

与辅助车间（水系统、灰系统和煤系统）、汽机管理（TDM）等系统的数据通讯

与网络控制系统（NCS）的双向数据通讯

3.1.2实现全厂生产过程监控

通过采集电厂各生产过程控制系统根据SIS的网络的需要并按照企业信息系统标准发送有关实时生产数据，同时将数据存入企业级数据库中。服务器上的实时图形、表格或曲线显示应用程序直接从企业管理平台获取，历史曲线或数据显示应用程序从企业级数据库中获取，监控站的用户通过通用的客户端监视系统画面，对各生产流程进行统一的监视和查询。对生产数据进行综合处理以形成全厂生产报表和生产成本，并根据现有各机组的运行工况对电网的负荷要求进行经济负荷分配，同时对当前机组运行状况进行综合的经济评估，从而形成改善运行措施的操作指导并反馈到各机组的DCS进行优化运行建立全厂实时数据库，以满足MIS或生产管理部门快速、高效地对过程收据进行采集、查询和处理的要求。

3.1.3厂级性能计算和分析

进行厂级性能计算和对运行状态进行分析，给运行人员提供运行操作指导，SIS完成厂级性能计算、分析和经济负荷调度等为MIS的商业化运营提供成本核算依据和数据。

a.用厂级性能计算和分析应用软件，提供在线计算的能力，以计算整个电厂的各种效率（锅炉、汽轮发电机组及其辅助系统等）、损耗（煤、水、电、热耗等）及性能参数等，这些计算值及各种中间计算值都有打印记录并能在显示器上显示，大部分的计算采用输入数据的算术平均值。

b. 所有的计算均有数据的质量检查，若计算所用的任何一点输入数据发现问题，都会告知有关人员并中断计算。若采用存储的某一常数来替代这一故障数据，则可继续进行计算。如采用替代数据时，打印出的计算结果上有注明。

c. 性能计算有判别机组运行状况是否稳定的功能，使性能计算对运行有指导意义。在变负荷运行期间，性能计算根据稳定工况的计算值，标上不稳定运行状态。

d. 系统还具有多种手段，以确定测量误差对性能计算结果的影响。同时，还具有对不正确的测量结果进行定量分析和指明改进测量仪表的功能，从而大为提高性能计算的精度。

3.1.4设备状态监视

SIS系统可根据采集到的工艺系统和设备热工测量参数变化情况，借助系统设备状态监测软件等工具，自动对一些设备进行计算分析，将得出的信息反映到值长站和单元机组操作员站相应的流程图或画面中。

4．硬件设备

4.1 SIS网络

SIS系统采用1000Mbps的冗余以太网或其它开放性高速网络作为信息传递和数据传输的媒体，主干网的通讯介质和各下层控制系统到主干网的连接采用光纤。主干网包括数据库服务器、主交换机模块、通讯总线等设备冗余配置。

4.2控制网络接口设备

SIS与下层控制网络（DCS、煤、灰、水、脱硫DCS等）的数据接口设备是冗余的。这些接口设备对于下层控制网络数据的读取不影响下层控制网络的控制功能。SIS不能对下层控制网络进行修改、组态或对工艺过程进行直接控制，如有控制指令（如负荷分配等），则由值长站确认后将指令发送至控制网络操作员站，操作人员确认后方可作用于控制系统。

具有极高的性能和可靠核心交换机,是具有全对称多处理器的硬件体系结构的第三层路由器交换机，路由交换机具有IP优化的网络性能设计和优秀的网络划分功能,在同一个路由器交换机里有多个彼此独立平等的处理器和网络接口模块,又通过多条负载均衡的独立的并行总线互连,在任意一个处理器和网络接口模块出现故障时都不影响其它模块,所有的功能部件(电源.系统总线.处理器模块.网络接口模块等)均可热插拔和冗余热备.无论交换还是路由均具有相同的高性能支持基于策略的VLAN(虚拟网络)及802.1Q标准,具有极抵的路由交换时延,基于策略的优先级流量。IP广播与RSVP支持,提供从1000Mbps以太网技术. 1000Mbps Fast以太网技术到千兆位以太网技术三种不同速度的支持。

4.3过程实时信息数据库服务器

过程实时信息数据库服务器具有足够的储存容量和先进的数据无损压缩方式,过程实时信息数据库服务器能保存所有生产过程的实时数据和SIS系统对这些数据的计算、分析结果,使全厂的运行经营管理建立在统一的过程数据基础上。过程实时信息数据库服务器的配置具有功能强大.可用性强.联网性能好.伸缩性灵活,可靠性高等特点,并采用无损压缩方式,以保证历史数据与实时数据一致没有误差，进而保证SIS计算、故障诊断等的准确性。

5 结论

目前，SIS系统充分考虑了现场的实际情况，将多个不同的系统有机的结合在一起，并具有一定的开放性和进一步开发利用的扩展性。该系统对于提高电厂运行安全性、经济性具有重要意义，具有广阔的推广应用前景。

作者简介： 陈虎，男，（1983-），毕业于安徽理工大学电气自动化专业毕业，现任淮南矿业集团顾桥电厂总工程师，具有多年的电厂生产管理和循环流化床锅炉机组技术管理经验，在我国目前运行的最大循环流化床锅炉建设项目中，负责项目的基建、技术等管理工作。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。