补充2：厂级监控信息系统(SIS)

产生背景
• 自动化水平和管理水平迅速提高 • 计算机及网络技术的普及深入 • 电力市场化的要求
自动化和管理水平提高是SIS产生的前提
• 随着自动化水平和管理水平的不断提高，各 级管理人员对于相关的生产、管理信息的需 求也越来越大 • 目前国内多数电厂的运行监控方式仍停留在 单元机组自动化阶段。对各台机组的监视、 指挥方式并未随单元机组控制水平的提高而 发展 • 火电厂将进入信息网络化时代: 数字化电厂
• • • • •
实时数据检索和管理 过程数据过滤、压缩和归档 历史数据检索和管理 内置计算引擎 提供通用的第三方API
和关系数据库相比
• • • • • 实时性的要求更高 数据格式相对简单 数据之间的关系更简单 特殊的数据归档方式：过程数据存储 数据压缩和检索的矛盾更突出
和关系数据库相比
典型的关系数据
数字化电厂的某种解决方案
计算机及网络技术迅速发展为SIS提 供了技术保障
• 硬件
Moore定律
• 软件
操作系统、编程语言、应用软件……
• 网络技术
单机计算、网络计算：软件就是服务
电力体制改革的深入是SIS的促进因素 • 随着最近几年中国电力体制改革的深入 开展，网厂分开、竞价上网已经成为必 然发展趋势。因此，在电厂企业信息化 建设中，需要高度重视整合企业软硬件 资源，综合考虑管理信息系统和各生产 控制系统的集成，实现全厂范围内的管 控一体化。
生产过程监视
控制回路优化软件
过热器管路寿命分析软件
基于小波分析和DSP的汽机故障诊断专家系统
人机接口
显示操作面板 y 信 号分 析模 块 t 征 兆获 取模 块 诊 断推 理模 块 诊 断解 释模 块 知 识获 取模 块 故 障处 理模 块
输入信号 输出信号 输入信号引起的突变 故障信号引起的突变
软件结构
• 宜采用三层的软件体系结构。三层结构自下而上分别为：数据 层、应用层和表示层。
表 示 层
应 用 层
数 据 层
1实时/历史数据服务器
• 实时/历史数据服务器是整个SIS系统的核心， 它的存储容量和存储效率直接关系到下层数 据采集的数采范围和采集精度 • 生产过程数据量大，精度要求高，并且带有 时标，不宜采用常规的关系型数据库，一般 都采用专用的实时/历史数据库 • 美国：OSI Software，PI；Scientech，R＊ Timer；Instep,eDNA • 国内：iNova、RealTeam
技术创新点
• • • • • • 采用跨平台的网络通讯中间件 兼顾压缩和检索的归档文件格式 可配置的压缩策略：无损或有损 实现数据库随硬件扩展平滑扩容 灵活的权限管理 可扩展的内置计算引擎
发展前景
• SIS概念虽然出现时间并不长，但是在短时间内却迅 速得到了国内外同行的认同，并逐渐在国内一些新建 工程中得到了具体实践 • 由于国内SIS建设尚处于起步阶段，有许多问题都需 要随着今后的工程实践不断完善和发展（系统功能设 置、系统架构、技术规范以及控制系统接口技术等） • 总体上看，随着中国电力市场改革的进一步深化，提 高电厂生产过程自动化水平已经非常重要，因此， SIS网络建设是电厂管控一体化建设中非常关键的项 目，以取得电厂更好的运行可靠性和经济效益
RD6DB是SIS的 设备状 设备状态 优化运行
自动报表 动报表
耗差分析
故障诊 故障诊断
负荷优化分配
…
SIS应用功能模块 应用功能模块
RD6DB Application Program Interface
RD6DB是SIS的核心部件
RD6DB的功能：
机组数据库 数据采集
故障征兆库 汽轮发电机组
诊断知识库
火电机组热经济性性能分析系统
生产过程信息回放
实时/历史数据库
• 数据存储效率：数据压缩技术 • 系统访问结构 ：C/S结构或者B/S结构 • 二次开发能力：应用开发接口和数据库 访问手段 • 接口技术 • 操作系统 • 数据缓冲功能
特点
• 全局统一的信息平台 • 更长时间跨度的数据分析 • 针对不同部门、不同设备、不 同应用目标的数据分析和应用 • 深入、全面和有效的挖掘有用 信息
与DCS、MIS的关系
• SIS建立在DCS基础之上，需要从机组DCS、辅助控制系统 以及其它数据源中集成实时和历史过程信息，进行分析和 管理，是DCS的上一级自动化系统。 SIS主要为全厂综合 优化服务，DCS是为机组(车间)级自动化服务。
SIS主要解决生产过程监控与管理优化方面 的问题，重点是数据分析和辅助决策支持， 面向的是企业生产和技术管理层面；MIS属 于企业管理现代化范畴，主要服务对象是经 营、财务管理以及办公自动化等领域，以组 织、交换和共享管理信息为目的。 SIS实时 性和可靠性要求很强，强调连续不间断运行； MIS实时性和安全可靠性要求相对较低。
MIS、ERP等
功能应用
实时/历史数据库
SIS DCS、NCS等
组成与功能
• 数据采集前端 • 实时/历史数据服务器 • 应用软件
SIS的一般结构示意图
• 一般分为上下两层，下层为SIS接口层网络，通过独立的接口机 采集各个独立控制系统的数据，上层为SIS应用层网络，挂接SIS 层各应用服务器。
概述
• 介于DCS与管理信息系统（MIS）之间，集过 程实时监测、优化控制及生产管理为一体， 与MIS一起组成厂级自动化系统。 • 通过对火电厂生产过程数据的实时监测和分 析实现对全厂生产过程的优化控制和最佳负 荷分配，在整个电厂范围内充分发挥主辅机 设备的潜力，使整个电厂的机组运行处于最 佳工况。
2数据采集前端
• 根据SIS系统建设的需要，可能需要在电 厂原有控制系统基础上增加部分软硬件 以用于与实时/历史数据库的通讯 • 一般采用分布式数据采集前端（即前置 机、接口机）的的解决方案
3应用软件
• • • • • • • • 生产过程监视 生产过程信息回放 性能计算软件 故障诊断软件 运行评价与指导软件 回路优化软件 设备寿命和状态分析软件 厂级负荷优化分配软件
SIS的内容
• 1. 数据集成 SIS从各台机组DCS以及化水、燃料等辅助系统中采集生产过程 的实时数据，并将其集成到统一的数据平台上； • 2 数据存储 SIS一般采用专用的实时/历史数据服务器，有能力长期储存大 量的生产实时数据。 • 3 数据发布 借助SIS，企业的技术人员和管理人员能够随时随地查看现场的 实时数据和历史数据，随时了解机组在不同时间段内的运行情 况。 • 4 数据应用 通过对实时数据进行分析、计算、统计，指导调整运行方式、 更有效地利用设备资源、提高机组运行效率、提高生产管理水 平。
厂级监控信息系统（SIS）
概述
厂级监控信息系统(Supervisory Information System in Plant Level),是主要为火电厂全厂生产过程综合优 化服务的实时管理和监控的信息系统，简称SIS。 面向全厂的生产过程； 目的是实现全厂生产过程的综合优化； 对生产过程进行监控和管理，具有一定的实时性 和安全性要求； SIS是一个信息系统
典型的生产过程数据
体系结构
Base Snapshot
History NetServer
实时/历史数据库的组成
技术难点
• • • • • • • 大规模、多用户并发访问 高频和低频过程数据压缩 实时数据分析和处理 数据归档和检索 数据安全和分布式部署 数据管理策略：备份、扩展和修复 跨平台的程序架构和设计