随着信息时代到来，火电厂、电力系统和电力企业集团将形成生产过程自动化和管理自动化的信息网络；另一方面，随着电力改革的深入，厂网分开的电力市场经济格局将逐步形成。在这样的情况下电厂要想获得更好的经济效益，就一定要降低成本，提率，拓展自身在市场上的竞争力。这就需要在电厂中形成一个*的监控分析层面，该层面介于程控与经营管理之间，它既是电厂控制管理一体化层面，也在物理结构上将具有高精度高速度和高可靠性要求的dcs系统与非实时的较低可靠性的mis隔离。该层面首先通过与各程控系统的信息交换汇集实时的生产信息，然后使用一些相应的软件工具以便对原始资料进行分析处理，zui后将分析结果提供给生产管理人员作出正确决策。这个监控分析层面就是厂级监控信息系统（以下简称sis）。
2 工程的要求和sis在全厂自动化中的地位
2。1 河北国华定洲发电厂规划容量4x600mw，并留有继续扩建的可能。一期工程建设两台600mw燃煤机组。该工程计划2004年、2005年各投产 一台机组。本电厂投产初期以带满负荷为主，但考虑到电网建设规模和发展，机组将参与调峰。为提高电厂的市场竞争能力保证电厂的经济运行水平，本工程设置以sis为互连中心的全厂自动化控制信息系统如附图一所示。
2。2 全厂自动化控制信息系统主要由如下系统组成
—厂级监控信息系统（sis）
—机组分散控制系统（dcs）
—机组公用监控系统
—辅助车间监控系统
—电网监控系统（ncs）
—汽机设备管理系统（tdm）
—电视监控系统
—管理信息系统（mis）
—报价辅助决策系统pbs（当该系统独立设置时包括此项）等
这些系统中除电视监控系统和机组公用监控系统（通过dcs与sis相连）外，其它各系统均通过通讯网络与sis直接相连。sis网是各台单元机组dcs及各辅助控制系统的上级网络，同时，该系统为全厂管理信息系统（mis）提供所需的关于生产过程全部信息。厂级监控信息系统设立值长终端，设在单元控制室内。sis与其它系统的关系如下：
1）单元机组dcs：sis通过网络接口与各单元机组dcs相连，接收单元机组的实时过程资料参数及设备状态信息，进行二次分析处理，并将这些信息送到总值长站上，使值长对单元机组运行做出决策。dcs至sis为单向通讯方式。
2）sis与电厂mis接口，向mis提供所需的各单元机组以及各辅助车间的有关信息，并允许mis直接使用sis的二次处理资料。
3）电网调度系统： sis予留与电网调度之间的通讯接口，以便条件成熟时，sis根据各单元机组运行状态，进行负荷*分配，向各单元机组发出负荷指令。该功能将在终期考虑实现。
4）电气网控系统（ncs）：根据电网调度系统的设备与管理模式及1、2号机组出线接入系统不同，本期工程ncs通过通讯方式与sis相连，另采用硬接线方式与1、2号机组dcs相连，互换资料。ncs将升压站的有关信息送至sis，并通过通讯接口从sis得到各单元机组的有关参数和设备状态。5）辅助车间控制系统：水煤灰集中监控网设有与sis交换资料的通讯接口，将运行参数及设备状态的信息送至sis。
6）报价辅助决策系统（pbs）：当报价辅助决策系统独立设置时，sis通过网络接口将实时成本有关资料、机组运行出力有关资料及报价辅助决策系统所需的其它实时数据送至该系统，以便实现负荷预测及发电报价等功能。
（7）汽轮发电机组数据管理系统（tdm）：通过通讯接口将汽轮发电机组有关振动分析资料送至sis。
可以看出，在定洲电厂的规划设计中，sis是管理决策和运行控制的中间层，在电厂的安全经济运行中起着至关重要的作用。
3 sis关键技术的选用和原则
3。1 网络结构
由于将来sis网络中的实时设备生产设备信息将呈飞速增长态势，因此将sis网建成一个能够以较经济的方式实现相对无瓶颈的网络以满足现在及未来发展的网络结构就显得非常重要。在fddi、atm和快速以太网／千兆以太网之间，究竟哪种方案更能够满足定洲电厂的需求呢?这三种网络架构方案的性能比较见表1
综合比较，可以看出在定洲电厂sis的网络架构的选择上，fddi技术虽有可靠性高、延迟性好等优点，但存在着技术较复杂、维护困难、价格较高、升级困难等缺点，尤其是fddi网与其它网之间必须使用昂贵的路由器，会造成费用剧增；atm技术虽有技术先进、用途广、服务质量高、发展前景好等优点，但技术zui复杂、价格zui高、维护zui困难、规范不统一等缺点，不适用于sis网络；基于交换式快速／千兆以太网技术具有组网方式灵活简易、维护方便、支持zui广、价格容易接受等优点，且在千兆以太网上已经真正实现了较高的服务质量，因此在定洲电厂的网络架构的选择上推荐使用以千兆以太网第三层路由交换机为网络核心的网络方案，网络协议以tcp／ip协议为主，该网络架构能够为现在和将来sis的可靠使用和发展提供硬件保障。
3。2 网络核心交换机：
作为资料交换的核心，网络核心交换机必须具有*的性能和可靠性，为此本工程规划选用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，这种路由交换机应具有ip优化的网络性能设计和的网络划分功能，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，*做到了任意一个处理器和网络接口模块出现故障都不影响其它模块，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份。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，具有极低的路由交换时延、基于策略的优先级流量、ip广播与rsvp支持，提供从10mbps以太网技术、100mbps fast以太网技术到千兆位以太网技术三种不同速度的支持。
3。3 实时数据服务器
过程实时数据服务器在sis中处于关键地位，用于保存所有生产过程的实时数据和sis对这些资料的计算、分析结果，使全厂的运行管理和经营管理建立在统一的过程资料基础上。该服务器的配置应具有功能强大、可用性强、联网性能好、伸缩性灵活、可靠性高等特点，还应考虑采用先进的数据压缩方式。
本工程sis规划选用具有共享磁盘阵列柜的两台互为备用的小型机（采用64位处理器）作为实时数据服务器系统。
3。4 实时数据库软件及编码规则
作为面向生产过程的信息系统，sis数据库支撑是其一个非常重要的功能，它要求sis不仅能将全厂生产过程的实时数据采集上来，还要将它们以其基本形式（控制系统采集的时间间隔、精度等）保存下来，并且满足不同的*用户和应用程序为实现不同目的而进行的调用，并在功能站进行二次加工后作为计算结果再存入实时数据库。本工程sis实时数据库选择依据以下原则：
——*的安全可靠性和资料恢复能力；
——支持多平台结构，支持标准的开放数据库接口（0dbc）；
——采取有效的压缩方式保证电厂所有生产过程实时信息和计算、分析结果资料（本期工程资料点数按8万点、标签量按16万点设置）的在线保存时间至少达到3年，经压缩的资料恢复的扫描时间应不大于15毫秒。
——具有和与其联网的资料源（程控系统）进行连通的能力，它们至少应包括几个的dcs系统（t-xp、ovation、symphony、max-dna等系 统）和的我国电站常用plc系统的数据库；
——应有和mis中关系型数据库的标准接口，可采用标准的第三方产品作为服务器和客户端的硬件：
——具有足够的开放性并易于维护和二次开发能力。
由于全厂的所有信息资源（包括全厂的实时i／0测点、所有厂级设备信息、电网有关信息等）都要由数据库来处理，因此对所有信息编码应采用kks发电厂标识系统进行统一处理，同时要考虑与厂级管理信息系统（mis）和机组分散控制系统（dcs）的信息编码的统一性和互换性，系统资料应自动同步。制定编码规则时还应考虑适应选用的数据压缩方式。
4 sis的结构设计
定洲发电厂一期工程（2 x 600mw机组）的厂级监控信息系统（sis）的总体结构连接参见图2，从系统应用软件构成的角度来看，系统的总体结构如图3所示：
41 结构总述
定洲电厂的sis是以实时数据库和历史数据库为核心的实时生产管理系统。为监视和查看电厂的各个生产程控系统如分散控制系统（dcs）的实时数据和流程画面，首先将各个生产程控的信息和实时数据根据sis的要求并按电厂信息系统编码标准（本工程中为kks）通过资料接口（本工程中为数据通信站）汇集到sis的实时数据库中，sis的实时数据服务器负责收集、整理各种直接和间接实时数据，同时供sis子系统调用资料，并允许各子系统处理后资料存入实时数据库，实时数据库定时将资料转存入历史数据库。sis中的web服务器同时兼作sis的软件和资料集中管理和发布站点，供生产管理用户下载使用或更新，同时提供sis的外围网络用户查询生产资料的简单接口。历史资料或资料的查询和显示由客户端应用程序从sis历史数据库中获取。sis的系统工程师根据自己的工作权限通过系统管理员站对实时生产系统的测点和画面等应用软件进行组态生成和修改，并通过web服务器发布到客户端。
4。2 各部分的职责分述如下：
4。2。1 dcs等生产系统的数据通讯站
接收dcs等生产系统的实时生产过程资料和计算资料，转换成sis中所需的电厂生产资料和计算资料并发送到sis实时数据库中。组态和管理dcs等系统实时生产过程资料和sis资料间映像关系，并负责dcs与sis测点的同步。数据通信站采用可靠技术手段保证下层控制网络的稳定性和可靠性不受sis层网络干扰并具有资料缓冲功能，可通过远程管理实现组态。
4。2。2 sis中的实时数据库和历史数据库
根据电厂对数据库的要求应采用高性能数据库并支持开放数据库接口（odbc）；记录所有电厂生产资料并作为电厂历史资料；支持其它sis子系统的多路调用和资料同步。
4。2。3 web服务器
sis的web服务器主要有以下功能：
1）可作为sis及mis的公共服务器。
2）作为系统的www公共服务器，管理系统的全部html文件，供sis网内、外的客户浏览。
3）管理和维护系统的图形组态和实时运行图形环境及图形画面，以供用户在客户层浏览。
4）管理和维护厂级测点组态表，以供用户在客户层浏览。
4。2。4 sis应用服务器
厂级生产过程的监控和管理
主机和主要辅机故障诊断
设备状态检测和计算分析
设备寿命计算和分析
机组和厂级性能计算及经济性分析
生产辅助指导子系统
负荷预测（本期工程不配备）
负荷经济分配（本期工程不配备）
4。2。5 网络管理员站点
维护网络平台软硬件的稳定运行。
4。26 工程师站点
根据sis网的需要，组态生成并维护统一的生产管理用测点表；
组态和维护过程监控系统系统在sis网上的各种图形画面，如模拟图、趋势棒图、相关画面、动态图符、模拟量文本、开关量文本等；
应用软件更新有关的维护处理及发布
4。2。7 总值长站
实时监视全厂的过程生产资料，根据sis辅助生产指导管理全厂的生产，同时能够调用应用功能。
42。8 系统客户机
系统客户机是zui终用户接口，主要有以下功能：
机组实时监视：通过模拟图、趋势图、棒图、相关画面、测点一览表、动态图符、模拟量文本、开关量文本等实时显示，以及模拟量、开关量、模拟量越限和开关量跳变等一览实时显示，使生产管理人员对各机组进行实时监视。
历史曲线处理：检索显示、打印存储在sis数据库服务器中的各发电机组、电气系统等系统的模拟量测点的历史曲线。有关生产数据、报表的生成和查阅、检索、统计等。
5 应用分析功能
5。1 厂级生产过程的监控和管理
本工程中sis通过与dcs、ncs和各公用辅助车间plc等的网络接口采集来自现场的一次实时参数监控信息，这些信息原始而准确地反映了全厂各主辅设备、各工艺系统及各公用车间的实时运行情况，可供厂长、总工、值长、生产技术管理、调度中心管理人员了解各自所需的信息，进而进行有效的管理。
5。2 机组和厂级性能计算和分析功能
本工程中sis采用的机组和厂级性能计算和分析应用软件，并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应有打印记录并能在crt上显示。性能计算还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。sis提供性能计算的期望值与实际计算值相的比较，比较得出的偏差以曲线和百分数显示在计算站和值长站crt上。值长可对显示结果进行分析，以使机组运行在*状态。系统还能分析偏差产生的原因和改进的措施。
除在线自动进行性能计算外，sis还为工程研究提供一种交互式的性能计算手段。
系统还能使用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。
该性能计算软件具有良好的透明性和二次开发能力。
5。3 主机和主要辅机故障诊断功能
本工程中sis提供基于数据库和专家系统的主机和主要辅机以及辅助系统故障诊断功能，通过诊断软件，能够实时分析出主、辅机设备的故障原因，故障点并提供排除故障的处理办法。诊断信息能够存储、打印并能将故障点反映到值长站上的流程画面中，以便值长能够了解设备运行情况，主、辅系统运行人员能够快速、准确地进行故障处理。
故障诊断包括以下范围：
——锅炉、汽轮机主要部件：
——送、引风机，一次风机，空气预热器，给煤机和磨煤机；
——汽动和电动给水泵组；
——主要的辅助系统包括化学水处理系统、凝结水精处理系统、输煤系统和除灰系统等。
5。4 设备寿命计算和分析
本工程中sis提供用于设备寿命计算和分析功能的软件，该软件能根据工艺系统和设备本体热工测量参数的变化自动地对恶劣环境工况下工作的重要部件或设备的寿命进行计算、分析和预测。需要进行计算和分析的项目至少包括，过热器、再热器、汽包等的金属寿命；汽轮发电机组轴系、叶片以及推力瓦的金属寿命等。诊断信息能够存储、打印并能反映到值长站上的流程画面中。
5。5 设备状态检测和分析
本工程中sis提供用于设备状态检测和计算分析的软件，该软件能根据工艺系统和设备本体热工测量参数的变化自动地对于主机和主要辅机设备的重要易磨损和泄漏部件进行检测、判断以及计算分析。需要进行检测和计算分析的项目至少包括：锅炉炉管（包括水冷壁和过热器、再热器管）检漏，汽机推力瓦磨损检测等。诊断信息能够存储、打印并能将故障点反映到值长站上的流程画面中。
设备状态检测、设备寿命计算和主辅机故障诊断可作为在线部分与mis中的离线部分一起进行全厂的设备管理。
5。6 实时信息管理及接口数据管理
—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
—与辅助车间网络、汽机tdm、电气网控等系统的数据通讯
—使用实时数据库存储以上控制系统有关实时数据
5。7 辅助生产指导
包括参考运行方案、电厂平衡画面、可控制损失等。
5。8 负荷经济分配
负荷经济分配指sis能在全厂运行总值长站上根据远方agc指令和其它生产调度指令结合本厂主、辅系统和设备运行情况决定各台机组的负荷分配。作为提高电厂经济效益的重要手段，负荷经济分配能够实现在sis内实现“调度到厂”的agc方式（即调度所的agc指令，通过电力资料网下达到电厂的的sis，经由全厂的负荷经济分配，把负荷分配到各台机组）。但由于在定曲电厂一期工程中，由于两台机组中一路走220kv出线，另一路走500kv出线，暂适用于“调度到机”的agc调节方式，因此本期工程暂不配置负荷经济分配软件，但在sis中预留加入该功能的能力。待二期工程完成后，有三台机组走500kv出线，则加入该软件使sis具备全厂负荷经济分配——即“调度到厂”的能力。
5。9 负荷预测功能（本期不配备，但sis可嵌入该模块，可作为pbs的基础）
—电网信息汇总；
—电网供需预测；
—本电厂中短期发电能力评估。
6 工程实施前景
定洲电厂工程的sis建设经过初设阶段的论证已经进入到设备招标阶段。在已经进行和将要进行的工程实施中，笔者认为应该从以下几个方面作好工作：
1）根据论证的需求确定sis在全厂自动化中的地位和主要功能，在此基础上确定系统集成方案，并在该方案的基础上结合技术发展选择系统计算机网络平台和计算机系统的配置。并进一步明确各应用软件的技术规范、接口系统的实现方案。
2）计算机网络和硬件环境建设：计算机网络的建设是实现电厂监控信息系统的基础。网络建设包括网络结构设计、网络通讯平台的选择；服务器、工作站、网络设备的选型和配置；网络操作系统的选择；综合布线设计和施工：与mis等其它信息系统的互联。
3）根据工程论证的需求引进核心软件，作好核心软件的调研和选用，建立核心软件的试用和培训环境，为工程建设中的逐步应用作好准备，进行二次开发，对核心软件提供。
4）根据核心软件数据库情况，从应用软件集成方案出发进行数据库规划；进行数据库管理系统的选型，根据我院针对本工程的kks编码定义编码规则，制定安全策略。
5）建立接口系统：建立电厂控制系统（包括dcs，ncs，辅助车间控制系统）与电厂sis之间的实时信息系统数据通讯站，建立sis与其它信息系统（mis）系统的数据接口。由sis承包商全面负责sis的总体网络设计和网络通讯规约的制定并与和sis联网的其它控制、管理系统供货商配合，zui终实现整个系统的正常投运。
6）合理开发配套外围软件：为给核心软件准备数据和满足电厂其它管理需求，还需配套开发其他必要的外围软件，使之与核心软件系统无缝连接。进一步完善全厂在生产运行管理和设备管理等方面的功能。
7）数据准备、规章制度的建立、人员培训和系统应用：电厂sis的应用是一项复杂的系统工程，除了要有一套技术先进、实用有效的硬件平台和应用软件系统，还必须建立一套有确保系统有效运行的规章制度，培训出能够理解先进管理模式、自如运用这套系统的使用人员，并配备保证系统安全可靠的系统管理人员。
7 结束语
由于国内sis建设尚处于起步阶段，定洲电厂sis的系统建设也需要不断的完善，待系统建设完成后在与网内各单位进行交流。