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摘要：介绍了某厂3、4号机组厂级监控信息系统(SIS)的功能模块结构、网络拓扑结构、数据接口设计及其应用情况。通过SIS系统各数据接口的设计及实施,实现了厂级监控信息系统对全厂各主要生产系统的实时在线监控,也为生产人员提供了丰富的机组指标分析功能和操作参考,有效提高了机组经济性。
关键词 ： 厂级监控信息系统； SIS；电厂信息化
1 厂级监控信息系统(SIS)概述
从20世纪80年代开始， 计算机技术迅猛发展,分散控制系统(DCS)和管理信息系统(MIS)在我国工业生产行业得到了广泛应用， 使得发电企业的信息化水平大幅提高，为进一步提升电力企业的信息化水平和实现现代化管理奠定了基础。
为实现发电企业整体效益的提高， 综合考虑管理信息系统与生产控制系统的集成，真正实现管控一体化成为关键。电厂监控信息系统 SIS(Supervisory Information System)应运而生。
1.1 厂级监控信息系统(SIS)定义
厂级监控信息系统 （ SIS:supervisory information system for plant le－el ） 。在火力发电厂中，厂级监控信息系统以现有DCS、 PLC 及其它数据
采集控制装置为基础，以计算机网络及数据库技术为平台，以运行优化软件为支撑，在全厂范围内实现生产实时信息的共享，是为火电厂建立全厂生产过程实时和历史数据平台，为全厂生产过程提供综合优化服务、实现生产过程实时管理和监控的信息系统。是生产管理与经营决策的基础，是提高全厂生产安全经济性的重要保证。
1.2厂级监控信息系统(SIS)的结构和基本功能
电厂信息化层次结构可以简单归结为三层：PCS,SIS,MIS。PCS为生产过程控制系统，处于信息化的底层。SIS从PCS接收信息，完成信息存储、分析和计算，实现生产监控和管理、运行优化等功能。SIS中的原始数据或运算结果可以直接在本层终端上显示，也可上传到MIS网络显示使用，或下传到PCS中参与控制。MIS为管理信息系统，包括人员管理、物资管理、财务管理、办公自动化等，为企业的经营决策服务。MIS上的实时数据可通过SIS获取。SIS作为建立在PCS和MIS之间的一个高速度、高可靠性、超大数据
容量的网络系统，在确保生产安全的要求下，将原本相互独立的、在可靠性、安全性和实时性等方面存在着明显差异的机组PCS和全厂MIS有机的连接在一起，在整个电厂范围内实现生产信息和管理信息共享。并通过全厂范围的实时监控、优化控制和全厂负荷优化调度等软件，实现在整个电厂范围内充分发挥主辅机设备的潜力，达到使整个电厂工艺系统运行在最佳工况的目的。笔者所参与过的一个火电厂的SIS通讯实例中,SIS接收从各个生产控制系统传输来的数字信号，经过光电转换和防火墙进入各个接口机，再由交换机将数据汇总传输进服务器，通过服务器中的数据库、性能计算软件和图形显示软件，将各个生产现场中的实时数据发布在厂级网络上，供生产相关人员查阅使用。
2PCS和SIS之间的通讯实例
以DCS和SIS之间的通讯为例，在此火电厂的SIS通讯中，DCS侧通过接口机的相关程序从服务器中读取数据，基于UDP传输的数据通过网线，经过防火墙单向传输进入SIS侧的接口机。
2.1DCS侧的通讯配置
实例中的DCS系统为国产和利时MACSV系统，接口机为普通工作站计算机，接口机中运行和利时网关UDP通信软件，该软件功能如下：多点采集MACSV系统模拟量；多点采集MACSV系统开关量；定时发送UDP数据包。UDP配置文件的参数设置是核心，参数包括了各种所需的IP地址、报文格式等。部分参数设置如下所示：[SERVERCONFIG](服务器配置)DOMAIN=0(域号)PORT=7316(端口号)SERVER1NAME=server1(该域的1号服务器名称)SERVER1IP=130.0.0.1(服务器的IP地址)[MIS](MIS相关配置)DCSNO=1(UDP发送端在MIS网的编号)SENDIP=172.20.48.78(UDP报文发送端的IP地址)SENDPORT=6000(发送端的端口号)RECEIVEIP=172.20.48.30(UDP报文接收端的IP地址)RECEIVEPORT=6000(接收端的端口号)[PERIOD]A IPERIOD=5000(模拟量发送周期)AIGROUPINTERVAL=100(模拟量发送组间间隔)DIPERIOD=2000(开关量发送周期)DIGROUPINTE RVAL=50(开关量发送组间间隔)POINTINTERVAL=5(读数据库点间隔)[AIPOINT](模拟量点配置)POINTNUM=8(点数)POINTTYPE=1(点类型)MAXPOINTNUMINGROUP=5(每组所含的数据点个数)POINT1=COMMAI1(点名)[DIPOINT](开关量点配置)POINTNUM=3(点数)POINTTYPE=4(点类型)MAXPOINTNUMINGROUP=3(每组所包含的数据点个数)POINT1=COMMDI1(点名)注：点名不能为空，点名COMMDI1等要与DCS数据库中的点名严格一致，才能读取到数据。确保网络正常、配置文件参数正确后，运行UDP软件即可保证发送正常。
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2.2SIS侧的通讯配置
此例采用的是华电天仁SIS系统。配置文件说明：与DCS通讯对应的核心为点表文件，接口点表文件Points.csv主要配置参数如下：Tagname：写入数据库的完整点名称，按实际配置。Tagid：序列号。srcTagName：源点名，一般配置为DCS点名以对应。minTransTime：最小传输时间，表示只有两次采集数据时间差超过此值才进行数据写入。maxTransTime：最大传输时间，即强制写入时间，表示即使数据没有变化，只要时间超过此值就进行一次数据写入。Deadband：绝对值死区。tagType：数据点类型：1为模拟量，0为开关量。
注：点表配置时要求严格按照DCS侧发送顺序排列。
软件运行后，只要物理连接和配置无误，数据即可正常传输。3SIS对接收到数据的后续处理SIS基于厂级网络系统，将接收到的数据进行组态和发布，允许用户在网页查看各种数据或性能计算后的结果。
3.1eDNA实时数据库
在SIS体系结构中，实时数据库是核心。在此实例中，选用eDNA(enterpriseDistributedNetworkArchitecture)数据库，作为大型实时数据库和历史数据库，eDNA数据库系统可在线存储每个工艺过程点的多年数据，并提供清晰、精确的操作情况画面，用户既可浏览电厂当前的生产情况，也可回顾过去的生产情况，可以说eDNA完全符合SIS系统数据库要求容量大、可靠性高和响应速度快的要求。鉴于对该数据库的配置、使用方法较复杂，此处不再赘述。
3.2inkscape画图软件
基于常用的例如windows图画软件的功能，绘制PCS系统中的生产流程画面，最终发布在网络上，更为直观地进行实时监测。
3.3计算平台功能
实时数据库中的点数据都是从控制系统通过接口采集得到，许多数据都是需要计算处理的。通过机组及厂级性能计算与分析，还能实时找出引起问题的原因，如运行参数调整问题，设备检修问题，系统设计问题等。并可将其划分为运行可控、检修可控和不可控损失，以便针对性的给出运行或检修指导，从而大大提高机组运行经济性。
3.3.1计算类型
按照与历史数据有无关系，将计算类型分为：“实时计算”和“统计计算”两类：实时计算：与历史时间的数据无关，只操作同一瞬时时间的数据，计
算是横向的。如性能计算模块，只计算当前时刻的指标等。统计计算：获取某一点的过去一段时期的历史数据，按照一定的统计算法得到该点的统计值，计算是纵向的。如统计报表中的数据。
3.3.2点及公式配置
计算平台将点分为来源点、计算点、系数点三类：来源点：该点的数据从其他来源读取。计算点：该点要由其他来源点或者数据进行计算后得到。系数点：该点的数值固定，不需读取或计算。计算任务：将一个有明确计算目标和范围的、包含确定点数的一个计算单元称为一个计算任务。如＃1机组性能计算、 月度指标统计等等都可以单独成为一个计算任务。计算逻辑配置： 每个计算任务对应单独的一张关系数据库配置表， 表名与任务配置定义为对应关系。计算点公式： 每个计算点， 包括实时计算点和统计计算点， 都有一个特定的计算逻辑， 定义为计算公式 （ Formula ） 。计算平台中数据计算的核心模块是进行计算逻辑的解析与计算功能。 主要根据配置表中的每个点配置的公式， 进行公式解析后形成内存环境， 计算过程根据解析后的内存环境完成计算过程。
4 SIS系统的应用实例
SIS系统的数据处理功能非常强大,甚至可以根据运行数据计算出电厂经济型评价指标的核心参数,从而指导生产运行。 更高级的SIS应用， 甚至直接反送信号至PCS， 全程自动参与生产， 优化经济指标。案例 1： 此实例中的火电厂SIS系统中， 每日煤耗在特定的几天出现了大幅波动， 并一直居高不下。 技术人员由此推测燃料称量环节出现了问题， 在随后在检查中， 果然发现入炉煤皮带秤的误差超过了允许值， 对燃料称量造成了影响。
5 结束语
以信息技术为依托， 将庞大的数据汇集浓缩成指导生产经营的核心要素， 正是厂级管理信息系统SIS的功能所在。SIS将人力从庞杂的统计工作中解放出来， 将人的精力转移到决策领域， 推进了生产力的发展， 在工业社会的发展中功不可没。
参考文献：
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