陈小勇
江西大唐国际抚州发电有限责任公司，江西省抚州市344000
摘要：本文以FCS技术为基础，研究并开发数据管理系统（FDMS），实时采集现场智能设备的状态信息，并进行分类、统计、归纳、整合，直观呈现设备运行状态，给予合理的维护建议，使设备管理系统化。同时组建设备管理系统“云端”服务器，开启了互联网点检模式的新起点，使居家点检成为可能。
关键词：FDMS；云端；数据管理；DCS；FCS；诊断
1 前言
随着自动化等级的不断提高，电力系统热工设备已遍布于发电机组的各个区域，点多面广成为热工设备的代名词，该形势下，热工设备全面管理的难度不断加大，人力、物力的投入不断提高。因此火电厂“云端”设备点检系统的开发也是时代发展的必然趋势。
得益于FCS系统的发展，火电厂的厂级、机组(车间)级和现场设备级的三级控制和管理系统中，现场设备级已逐渐实现数字化，火电厂信息化发展的深度和广度已得到进一步提升【1】，通过对设备信息的分类、统计、归纳、整合，可直观呈现就地设备的运行情况，同时利用互联网平台，完全有途径更为便捷、科学的管理热工设备，这也使热工设备数字化管理、云端管理成为可能。
2 “云端”FDMS系统的研究方案
本文充分利用FCS系统强大的数据通讯功能，研究并开发数据管理系统（FDMS），实时采集现场智能设备的状态信息，并进行分类、统计、归纳、整合，直观呈现设备运行状态，给予合理的维护建议，实现设备管理数字化、系统化。同时发挥互联网优势，组建设备管理系统“云端”服务器，该服务器可被互联网访问，从而改变热工设备点检方式。
2.1 智能设备状态信息的采集
FCS以数字通信替代了传统4-20mA模拟信号及普通开关量信号的传输，多信号采集不受电缆限制，是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统。现场智能设备包括DP和PA两类，DP设备应用于电动执行机构、低压电机综保装置等；PA设备应用于气动调节型执行机构、变送器等。
2.1.2 采集信息的数字通讯
现场总线传输信号包含循环性数据和非循环性数据两部分，通过循环性数据，DCS可以采集过程控制的交换信息，如测量的压力值，阀位开度、设备运行状态、报警及其他诊断信息等；通过非循环数据，能在DCS端实现实现远程调整和校正设备参数，所有状态信息均以字节为单位打包传输，每字节打包为10进制，DCS系统捕获字节信息后，以二进制数字格式进行分解，获取设备状态信息。以海博智能设备为例说明，如图2-1所示：
.png)
图2-1 海博智能设备通讯字节分解逻辑组态图
海博智能设备共有8字节输入，6字节输出，每个字节共8位，每位即代表设备的某一状态信息，如输入第2字节为执行机构力矩百分比值，第3-4字节为阀位反馈的千分比值，第5-7字节为执行机构报警信息，第8字节为硬接点控制和到位反馈信号状态。输出第二字节为状态命令，整合成10进制打包传输至就地设备。
FCS系统能根据智能设备的开发深度，不同程度的获取状态信息，为FDMS系统的开发提供重要前提，根据电厂的应用经验，可获取的智能设备状态信息一般有：
.png)
2.2 FDMS系统的应用
FCS系统使现场设备级实现数字化，DCS具备实时采集的智能设备状态信息的能力，并将状态信息通过OPC接口送至数据管理系统（FDMS）服务器，FDMS系统将信息进行分类、统计、归纳、整合，直观呈现就地设备的运行情况，并给予合理的维护建议，系统化、数字化管理热工设备。
2.2.1 FDMS分类数据管理
FDMS通过OPC接口访问DCS数据库后，对同类设备的相关信息进行分类与统计，直观呈现设备的运行状态，如阀位状态、工作方式、故障情况、供电方式等，并给予合理的维护建议，设备点检人员也能通过该设备运行情况统计表，评估此类设备运行的可靠性，相关参数设置（如力矩值）是否合理等，从而科学有效的管理就地智能设备。以EMG DP智能设备为例，如图2-3
.png)
图2-3 EMG DP设备分类信息统计表
2.2.2 FDMS故障月统计
FDMS系统具有整合、归纳数据信息的功能，逐月统计设备故障次数，并以图表形式直观评价设备运行状态、劣化趋势等，总结故障规律，点检人员能根据故障月统计制定针对性的检修计划。
（1）通过不同设备之间的横向对比，对不同设备的运行可靠性进行客观的比较，评价其可靠性水平，及时发现故障率高，稳定性差的运行设备，结合机组检修进行整改，确保设备健康水平。
（2）通过同类设备的横向对比，点检人员能通过常发性故障的集中点，综合设备运行环境、在役年限、运行要求、检修环境等多项因素，快速分析设备劣化趋势、故障原因、应用环境匹配水平等，及时策划检修，提高设备管理水平；
（3）通过同类设备月度纵向对比，点检人员能根据故障对比数据，准确分析设备劣化情况，故障治理情况，评估设备健康状态，对该类型设备做出经济性、实用性做出评价。
.png)
图2-4 FDMS故障月统计
2.2.3 FDMS事件记录
得益于FCS系统强大的信号传输功能，DCS系统可不受传输硬线电缆的限制，最大限度的采集设备状态信号，FDMS可通过DCS系统实时采集设备故障，按时间顺序进行事件记录，并计算次数累积，热工点检不需要进入生产现场，可远程查看设备故障，判断设备的运行状态、运行记录等，指导进行设备检修。同时还具备事件记录“查找”功能，提高目标设备检索的便利性。
.png)
图2-5 FDMS事件记录
热工数据管理系统（FDMS）具有高度整合各类智能设备状态信息的能力，为实现设备的状态检修提供了更多的途径和方法，同时配合FCS系统非循环数据远程调整和校正设备参数的功能，可大幅降低电厂运行成本、减少设备检修维护成本、缩短维护周期，FDMS是实现热工设备全面管理最为理想、高效、科学的解决方案。
2.3 云端数据管理系统
通过建立设备管理系统“云端”服务器，该服务器单向访问FDMS系统，获取设备管理信息，并将获取信息储存云端服务器，该服务器可被互联网访问，从而改变热工设备点检方式，使“云端”点检成为现实。
“云端”数据管理系统由OPC接口机、天御6000隔离网闸，FDMS数据管理服务器（FTP协议）、访问客户端四部分组成。DCS系统采集的设备信息，通过OPC接口机，传输至FDMS数据管理服务器，FDMS对设备信息进行进行分类、统计、归纳、整合，实现数据管理的各项功能，供客户端访问，服务器出口经天御6000隔离网闸后连接至互联网，互联网任一台电脑安装FDMS客户端，即可访问服务器。网络结构如图所示：
.png)
图2-6 FDMS云端服务器搭建网络图
3 技术竞争力分析
3.1 国内外同类主流技术竞争力分析
（1）设备状态信号采集量受限，无法实现全面设备管理：同类主流技术由传统DCS系统采集信号，受限于硬件结构，从多个厂应用经验来看，传统DCS仅采集设备状态信号（如阀门开关状态、阀位开度）、综合故障信号等，获取的信息量无法实现设备的远程诊断，缺乏实用意义。
（2） 数据管理系统应用延伸范围较窄：同类主流技术数据管理系统仅应用于DCS系统内网，设备点检需进入生产现场查看状态信息，便捷性不高。
（3）数据管理系统开发功能不全面：同类主流技术缺少必要的统计分析功能，无法指导点检人员进行状态检修。
3.2 本研究项目技术竞争力分析：
（1）依托FCS强大的数据采集功能，数据管理系统能最大限度的收集设备运行状态信号，点检人员通过采集的信号进行远程诊断、故障判断、状态检修等工作，能实现全面的设备全力，实用意义明显。
（2）本项目通过建立设备管理系统“云端”服务器，改变热工设备点检方式，使“云端”点检成为现实。点检范围从生产现场拓展至世界任何一个角落，具有良好的实用便捷性。
（3）数据管理系统深度整合各类智能设备的状态信息，为实现设备的状态检修提供了更多的途径和方法，同时配合FCS系统非循环数据远程调整和校正设备参数的功能，可大幅降低电厂运行成本、减少设备检修维护成本、缩短维护周期。是实现热工设备全面管理最为理想、高效、科学的解决方案。
4结论
本文充分利用FCS系统强大的数据通讯功能，研究并开发完善的数据管理系统（FDMS），实时采集现场智能设备的状态信息，进行分类、统计、归纳、整合，直观呈现设备运行状态，并给予合理的维护建议，使设备管理系统化。同时发挥互联网优势，组建设备管理系统“云端”服务器，以此开启互联网点检模式的新起点，本项目对于火电厂“云端”设备点检系统的建设具有积极的推动作用。
参 考 文 献
[1] 周志敏，纪爱华. Profibus总线系统设计与应用[M].中国电力出版社，2009：5-6。
作者简介：
陈小勇（1988-），男，江西省丰城市，本科，工程师，电力自动化
江西大唐国际抚州发电有限责任公司