石嘴山電廠廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)(SIS)設(shè)計(jì)研討
石嘴山發(fā)電廠二期工程,是2000年*電站的試點(diǎn)電廠,根據(jù)國電公司示范電站的要求,本工程按較高自動(dòng)化水平設(shè)計(jì),其目的是提高電廠運(yùn)行水平,縮小與上的差距。即建立全廠自動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),利用計(jì)算機(jī)成熟可靠的產(chǎn)品,達(dá)到全廠數(shù)據(jù)共享。在控制方式、控制室布置、控制系統(tǒng)的配置及功能、電廠運(yùn)行監(jiān)控模式以及主輔機(jī)可控性等多方面都有較大的提高。
一、工程概況
本工程建設(shè)4臺(tái)330MW燃煤發(fā)電機(jī)組,2000年10月開始施工圖設(shè)計(jì),#1-3機(jī)組分別于2002年11月、2003年5月及2003年12月投入商業(yè)運(yùn)行。
1.1主要設(shè)備情況
1.1.1鍋爐及主輔機(jī)設(shè)備
?。?)鍋爐
a)型號(hào):WGZ1004/18.44-2
b)制造廠家:武漢鍋爐廠
c)主蒸汽溫度采用減溫水調(diào)溫方式,再熱蒸汽溫度采用減溫水和擋板調(diào)溫方式。
d)空氣預(yù)熱器為三分倉容克式空氣預(yù)熱器
e)直吹式制粉系統(tǒng)。
(2)磨煤機(jī)為北京電力修造廠生產(chǎn)的中速磨煤機(jī),每臺(tái)爐配4臺(tái)磨。
?。?)給煤機(jī)采用沈陽施道克公司的稱重式給煤機(jī),每臺(tái)爐配4臺(tái)給煤機(jī),3臺(tái)運(yùn)行,1臺(tái)備用。
(4)送風(fēng)機(jī)采用上海鼓風(fēng)機(jī)廠有限公司生產(chǎn)的動(dòng)葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī),每臺(tái)鍋爐配2臺(tái)。
?。?)引風(fēng)機(jī)采用成都電力機(jī)械廠生產(chǎn)的靜葉可調(diào)式軸流風(fēng)機(jī),每臺(tái)鍋爐配2臺(tái)機(jī)。
?。?)一次風(fēng)機(jī)采用上海鼓風(fēng)機(jī)廠有限公司生產(chǎn)的離心式風(fēng)機(jī),每臺(tái)鍋爐配2臺(tái)。
1.2汽機(jī)及其輔機(jī)
1.2.1汽輪機(jī)
a)型號(hào):N330-17.75/540/540
b)制造廠家:北京重型電機(jī)廠
1.2.2電動(dòng)調(diào)速給水泵采用沈陽水泵廠產(chǎn)品,每臺(tái)機(jī)配3臺(tái)50%容量電動(dòng)給水泵。
1.2.3主動(dòng)給水系統(tǒng)由三臺(tái)50%B-MCR容量的調(diào)速電動(dòng)給水泵(其中兩臺(tái)運(yùn)行,一臺(tái)備用)及兩臺(tái)高加和一臺(tái)蒸氣冷卻器組成,凝結(jié)水系統(tǒng)由一臺(tái)除氧器和四臺(tái)低加組成,高壓加熱器、蒸氣冷卻器及四臺(tái)低壓加熱器為東方鍋爐廠產(chǎn)品。
1.2.4除氧器及水箱由上海電站輔機(jī)廠生產(chǎn)。
1.2.5凝汽器為東方汽輪機(jī)廠產(chǎn)品。
1.2.6高低壓旁路及其控制系統(tǒng)由瑞士蘇爾壽公司提供,高壓旁路為70%容量,低壓旁路為2×65%容量。
1.3發(fā)電機(jī)
a)型號(hào):TA255-46
b)制造廠家:北京重型電機(jī)廠
c)冷卻方式:水氫氫
1.4控制系統(tǒng)
1.4.1DCS采用西門子公司EPERM-XP產(chǎn)品,#1、2機(jī)組由新華電站控制公司成套提供;#3、4機(jī)組由電研智深成套提供。
1.4.2SIS由西安熱工研究院提供。
1.4.3DEH由新華電站控制公司成套提供。
1.4.4全廠輔助車間網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)由西安航天210所提供。
1.5控制界面和控制方式
1.5.1采用爐機(jī)電單元機(jī)組集中控制方式。不設(shè)電氣網(wǎng)絡(luò)控制室,電氣網(wǎng)絡(luò)控制在集中控制室內(nèi)。
輔助車間采用集中控制方式,即在集中控制室內(nèi)完成除輸煤外各輔助車間的監(jiān)控。輸煤程控在輸煤控制室完成。在運(yùn)行穩(wěn)定后,條件成熟時(shí),輸煤程控移至集中控制室內(nèi)監(jiān)控。
單臺(tái)機(jī)組設(shè)置2臺(tái)BARCO84″大屏幕操作顯示器和4臺(tái)操作員站來實(shí)現(xiàn)單臺(tái)機(jī)組的所有監(jiān)視和控制功能以及兩臺(tái)機(jī)組公用部分的監(jiān)視和控制??刂剖覂?nèi)不設(shè)常規(guī)監(jiān)控儀表和光字牌,僅在操作臺(tái)上設(shè)置用于安全停機(jī)的硬手操按鈕。
1.5.2機(jī)組監(jiān)控方式
a、單元機(jī)組全部實(shí)現(xiàn)CRT監(jiān)控。運(yùn)行人員在集中控制室內(nèi)通過CRT操作員站和大屏幕顯示器在就地巡檢人員的配合下實(shí)現(xiàn)機(jī)組啟/停運(yùn)行的控制、正常運(yùn)行的監(jiān)控以及機(jī)組運(yùn)行異常與事故工況的處理。
b、本工程按爐電統(tǒng)一的運(yùn)行管理和單元集中控制,集中控制室內(nèi)運(yùn)行組織按機(jī)組操作員設(shè)崗。
c、在集中控制室內(nèi)通過輔助車間CRT操作員站對(duì)各輔助車間進(jìn)行監(jiān)控。
系統(tǒng)主要由廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)(SIS)、分散控制系統(tǒng)(DCS)、汽機(jī)控制系統(tǒng)(DEH)、旁路控制系統(tǒng)(BPS)以及輔助車間集中監(jiān)控系統(tǒng)組成。
1.5.3控制系統(tǒng)配置
本工程控制系統(tǒng)主要由廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)(SIS)、分散控制系統(tǒng)(DCS)、汽機(jī)控制系統(tǒng)(DEH)、旁路控制系統(tǒng)(BPS)以及輔助車間集中監(jiān)控系統(tǒng)組成。
1.5.4控制室、電子設(shè)備間布置
a、集中控制室布置
每兩臺(tái)機(jī)組合設(shè)一個(gè)集中控制室。設(shè)在電氣綜合樓運(yùn)轉(zhuǎn)層,標(biāo)高12.60米。
設(shè)置汽包水位和爐膛火焰工業(yè)電視以及重要無人值班區(qū)域的閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)。
b、電子設(shè)備間布置
兩臺(tái)機(jī)組設(shè)置各自的電子設(shè)備間,布置在電氣綜合樓運(yùn)轉(zhuǎn)層集中控制室后。
c、輔助車間控制室和電子設(shè)備間布置
全廠輔助車間控制操作員站布置在集中控制室。各輔助車間電子控制裝置布置在各車間電子設(shè)備間內(nèi),在重要輔助車間設(shè)有就地控制CRT,當(dāng)機(jī)組啟動(dòng)、調(diào)試、故障時(shí)可在就地監(jiān)控。
二、SIS概況
SIS作為全廠自動(dòng)化系統(tǒng)的核心,其所需的所有實(shí)時(shí)信息和過程參數(shù)均從下層控制網(wǎng)絡(luò)中以通訊方式獲取。它提供足夠數(shù)量的接口與電廠其他控制系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)相連,以實(shí)現(xiàn)全廠生產(chǎn)過程聯(lián)網(wǎng),信息共享。
2.1SIS系統(tǒng)功能
2.1.1SIS系統(tǒng)按合同及技術(shù)協(xié)議要求,具有全廠各生產(chǎn)過程監(jiān)控;機(jī)組之間負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配功能;廠級(jí)性能計(jì)算和分析;實(shí)時(shí)處理全廠經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析及優(yōu)化運(yùn)行操作指導(dǎo)功能。
?。?)實(shí)現(xiàn)全廠生產(chǎn)過程監(jiān)控
廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)SIS作為面向生產(chǎn)過程的信息系統(tǒng)。全廠各生產(chǎn)過程監(jiān)控系統(tǒng)包括機(jī)組DCS、網(wǎng)控系統(tǒng)、輔助車間控制系統(tǒng)、電網(wǎng)調(diào)度等的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)流程都與廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),建立生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。在SIS工作站和終端上進(jìn)行監(jiān)視和查詢。
?。?)實(shí)現(xiàn)機(jī)組之間負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配
SIS能在全廠負(fù)荷分配站上根據(jù)遠(yuǎn)方調(diào)度指令和其它生產(chǎn)調(diào)度指令結(jié)合本廠主、輔系統(tǒng)和設(shè)備運(yùn)行情況決定各臺(tái)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配。SIS系統(tǒng)能幫助值長有效地利用大量的過程信息,迅速、準(zhǔn)確地掌握全廠生產(chǎn)過程運(yùn)行情況,正確下達(dá)指令。同時(shí),SIS系統(tǒng)還提供用于調(diào)度端調(diào)全廠負(fù)荷時(shí)的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配和調(diào)度方式,以實(shí)現(xiàn)各機(jī)組根據(jù)SIS的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配結(jié)果進(jìn)行閉環(huán)負(fù)荷調(diào)節(jié)的功能。
?。?)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析及優(yōu)化運(yùn)行操作指導(dǎo)
對(duì)全廠運(yùn)行工況進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)估,分析其原因,進(jìn)行操作指導(dǎo),使機(jī)組在*工況下運(yùn)行,運(yùn)行效率zui高,煤耗zui低。
?。?)廠級(jí)性能計(jì)算
為了避免功能組的重復(fù)設(shè)置,廠級(jí)性能計(jì)算功是建立在各機(jī)組性能計(jì)算的基礎(chǔ)之上,利用各機(jī)組性能計(jì)算結(jié)果完成廠級(jí)性能計(jì)算功能,并將此計(jì)算結(jié)果用于經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析、CRT畫面顯示、報(bào)表統(tǒng)計(jì)和根據(jù)需要進(jìn)行打印記錄等。
?。?)通訊管理功能
通訊管理軟件具有多種通訊協(xié)議和接口的管理功能,以保證SIS系統(tǒng)與其它控制系統(tǒng)的接口連接和數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。
(6)網(wǎng)絡(luò)管理功能
為了確保SIS網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?shí)時(shí)性和網(wǎng)絡(luò)的安全以及冗余網(wǎng)絡(luò)的快速切換等功能,SIS具有必要的網(wǎng)絡(luò)管理功能和相應(yīng)軟件。
?。?)SIS系統(tǒng)故障自診斷功能
SIS具有完備的自診斷功能,能實(shí)時(shí)監(jiān)測整個(gè)網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)上設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息,硬件和網(wǎng)絡(luò)故障能在網(wǎng)絡(luò)管理計(jì)算機(jī)上報(bào)警。
2.1.2通訊接口
SIS作為全廠自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心,設(shè)置了與其它控制系統(tǒng)和設(shè)備的的接口。與SIS建立數(shù)字通訊接口的控制系統(tǒng)和設(shè)備是:#1機(jī)組DCS、#2機(jī)組DCS、#3機(jī)組DCS、#4機(jī)組DCS、輔助車間自動(dòng)化系統(tǒng)、電氣網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)(AGC)、電廠管理信息系統(tǒng)MIS等。
SIS系統(tǒng)通過交換機(jī)與其進(jìn)行聯(lián)網(wǎng),除與DCS接口由DCS廠商負(fù)責(zé)外其余接口由SIS負(fù)責(zé)。
SIS系統(tǒng)與電廠MIS系統(tǒng)的接口由SIS系統(tǒng)負(fù)責(zé)。MIS系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)由SIS系統(tǒng)的過程信息數(shù)據(jù)庫提供。
2.1.3系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接
系統(tǒng)主干網(wǎng)絡(luò)采用1000MBPS的快速以太網(wǎng)作為信息傳遞和數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕襟w。
主干網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備采用兩臺(tái)帶千兆光纖模塊的Cisco4006網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。兩臺(tái)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)互為備用。
數(shù)據(jù)服務(wù)器通過千兆光纖接口網(wǎng)卡分別與兩臺(tái)交換機(jī)連接,從而構(gòu)成了千兆冗余主干網(wǎng)絡(luò)。
2.1.4SIS電源系統(tǒng)
兩路220VAC電源接至SIS電源機(jī)柜,在該機(jī)柜內(nèi)進(jìn)行電源分配,分別供給SIS的接口機(jī)、交換機(jī)、服務(wù)器、功能站、打印機(jī)等設(shè)備。
三、SIS硬件結(jié)構(gòu)
3.1一般特點(diǎn)
3.3.1系統(tǒng)硬件采用有業(yè)績的進(jìn)口設(shè)備。
3.3.2采用實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)庫服務(wù)器所提供的過程信息來完成SIS的各種功能。
3.3.3SIS網(wǎng)絡(luò)容量按照本工程(4X300MW)總?cè)萘吭O(shè)計(jì),實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)庫具有可擴(kuò)充性,其容量按本期工程容量并考慮適當(dāng)裕量設(shè)計(jì)。
3.3.4SIS傳給MIS的數(shù)據(jù)符合ORACLE數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)格式。
3.2SIS系統(tǒng)硬件
SIS系統(tǒng)的硬件設(shè)備包括網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部設(shè)備功能站通訊傳輸介質(zhì)、通訊接口以及和上、下層控制網(wǎng)絡(luò)連接的通訊光纖等。
3.2.1SIS網(wǎng)絡(luò)
SIS系統(tǒng)采用1000Mbps的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)作為信息傳遞和數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿襟w,主干網(wǎng)的通訊介質(zhì)和各下層控制系統(tǒng)到主干網(wǎng)的連接采用光纖,各功能站和網(wǎng)絡(luò)的連接采用雙絞線或同軸電纜或光纖(根據(jù)具體的電纜途經(jīng)環(huán)境決定),網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備選用網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。
3.2.2控制網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備
SIS提供與下層控制網(wǎng)絡(luò)(DCS、輔助車間控制網(wǎng)、電網(wǎng)控制系統(tǒng)NCS等)的數(shù)據(jù)接口設(shè)備,這些接口設(shè)備對(duì)于下層控制網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的讀取不影響其本身的控制功能。SIS不對(duì)下層控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行修改、組態(tài)或?qū)に囘^程進(jìn)行直接控制,只有負(fù)荷分配站可根據(jù)運(yùn)行需要以人工切換方式將負(fù)荷分配指令下傳給各臺(tái)機(jī)組DCS系統(tǒng)。
3.2.3過程實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)庫服務(wù)器
過程實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)庫服務(wù)器選用PI數(shù)據(jù)庫,具有較大的存儲(chǔ)容量和*的數(shù)據(jù)壓縮方式,用于保存所有生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和SIS系統(tǒng)對(duì)這些數(shù)據(jù)的計(jì)算、分析結(jié)果。不僅能將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集上來,還要將它們以其基本形式(控制系統(tǒng)采集的時(shí)間間隔、精度等)保存下來,并且滿足不同的用戶和應(yīng)用程度為實(shí)現(xiàn)不同目的而進(jìn)行的調(diào)用,能滿足以下的要求:
a、數(shù)據(jù)庫支持標(biāo)準(zhǔn)的C/S(客戶/服務(wù)器)結(jié)構(gòu),具有良好的開放性和可擴(kuò)展性,支持多服務(wù)器結(jié)構(gòu),當(dāng)擴(kuò)建機(jī)組的數(shù)據(jù)接入時(shí),只需增加數(shù)據(jù)庫服務(wù)器即可。
b、系統(tǒng)支持多平臺(tái)結(jié)構(gòu)。
c、對(duì)于數(shù)據(jù)的采集將包括與SIS聯(lián)網(wǎng)的所有系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),所采集的每個(gè)點(diǎn)的精度都能滿足實(shí)際要求。
d、采取有效的壓縮方式保證電廠所有生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)信息和計(jì)算、分析結(jié)果數(shù)據(jù)的在線保存時(shí)間至少達(dá)到4年,并具有轉(zhuǎn)存至光盤的功能。經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)恢復(fù)的掃描時(shí)間不大于15毫秒。實(shí)時(shí)及歷史數(shù)據(jù)將禁止修改。對(duì)每個(gè)采集點(diǎn)的安全等級(jí)可以定義,只有各級(jí)的合法的*用戶才能訪問該級(jí)別的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)有防火墻,以阻止計(jì)算機(jī)病毒、操作失誤或人為破壞數(shù)據(jù)系統(tǒng)。
e、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有與其聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)源系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)接口,并能建立正常的數(shù)據(jù)通訊。
f、數(shù)據(jù)庫具有足夠的開放性并易于維護(hù)和開發(fā)。
g、提供標(biāo)準(zhǔn)的光盤記錄設(shè)備。
h、數(shù)據(jù)庫中的生產(chǎn)過程信息是連續(xù)的,不會(huì)因通訊故障等原因而導(dǎo)致數(shù)據(jù)的中斷或丟失。
3.2.4功能站
功能站采用安全、可靠、*的工業(yè)PC機(jī),它們可作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的客戶機(jī),從數(shù)據(jù)庫中獲取過程信息進(jìn)行分析、計(jì)算和顯示,并將計(jì)算分析結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫,供其它客戶機(jī)或系統(tǒng)調(diào)用。
功能站包含以下類型:
a、工作站
2臺(tái)工作站用以完成SIS的功能。以畫面、曲線、棒狀圖等形式顯示鍋爐、汽機(jī)、發(fā)電機(jī)及其輔機(jī)和全廠各輔助系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、參數(shù)、系統(tǒng)圖等,并按要求生成各種生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)報(bào)表。
工作站設(shè)置軟件保護(hù)密碼,以防一般人員擅自改變計(jì)算程序。
b、值長站
2臺(tái)值長站為全廠運(yùn)行總值長,它是連接生產(chǎn)與管理的紐帶,在值長站上不僅可瀏覽全廠工藝過程參數(shù),還可對(duì)各功能站的計(jì)算分析結(jié)果進(jìn)行調(diào)用,功能站上產(chǎn)生的優(yōu)化運(yùn)行建議可以顯示到值長站上,作為值長向運(yùn)行人員發(fā)出指令的參考。
值長站設(shè)置軟件保護(hù)密碼和鍵盤鎖,以防其他人員擅自改變指令。
c、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理維護(hù)站(或稱工程師站)
1臺(tái)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理維護(hù)站,該站為網(wǎng)絡(luò)管理和開發(fā)人員,可對(duì)SIS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行管理、維護(hù)、開發(fā)和故障診斷,對(duì)網(wǎng)絡(luò)訪問用戶權(quán)限進(jìn)行管理,對(duì)網(wǎng)絡(luò)的安全進(jìn)行監(jiān)視。
網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理維護(hù)站設(shè)置軟件保護(hù)密碼,以防其他人員擅自改變程序。
d、負(fù)荷分配站
1臺(tái)負(fù)荷分配站通過通訊網(wǎng)絡(luò)接收RTU裝置下傳的負(fù)荷調(diào)度指令和SIS服務(wù)器傳送來的全廠實(shí)時(shí)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及實(shí)時(shí)成本核算信息。通過對(duì)上述信息的分析處理,完成經(jīng)濟(jì)負(fù)荷的分配功能。經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配結(jié)果顯示在CRT畫面上,并根據(jù)運(yùn)行需要可人工切換傳送給各機(jī)組DCS系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)各機(jī)組的負(fù)荷閉環(huán)調(diào)度功能。
負(fù)荷分配站具有數(shù)據(jù)安全和網(wǎng)絡(luò)安全的保證措施。
負(fù)荷分配站設(shè)置軟件保護(hù)密碼,以防其他人員擅自改變程序和設(shè)定值等。
四、SIS系統(tǒng)軟件平臺(tái)
4.1PI(Plantinformat*tem)是由美國OSISOFTWARE公司開發(fā)的基于客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的工廠實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)集成應(yīng)用平臺(tái)。作為工廠下層控制網(wǎng)絡(luò)和上層信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接的橋梁,PI承擔(dān)著特殊和重要的角色。
一方面,PI用于工廠數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、存儲(chǔ)和監(jiān)視。作為大型實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫,PI可在線存儲(chǔ)每個(gè)工藝過程點(diǎn)的多年數(shù)據(jù)。它提供了清晰、的操作情況畫面。用戶既可瀏覽工廠當(dāng)前的生產(chǎn)情況,也可回顧過去的生產(chǎn)情況。
另一方面,PI為zui終用戶和應(yīng)用軟件開發(fā)人員提供了快捷的信息。由于工廠數(shù)據(jù)存放在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫中,所有的人,無論在什么地方都可以看到和分析相同的信息。
4.2PI的C/S結(jié)構(gòu)
PI是一個(gè)真正的C/S計(jì)算機(jī)環(huán)境,它所使用的智能結(jié)構(gòu)可在多種系統(tǒng)配置下運(yùn)行。
4.3PI功能
4.3.1為操作或生產(chǎn)獲取所有相關(guān)數(shù)據(jù)
4.3.2在線存儲(chǔ)長期資料
4.3.3以資料原形存儲(chǔ),數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)保持原有的時(shí)間隔、精度、而不考慮將來怎樣用。PI采用的"旋轉(zhuǎn)門"壓縮技術(shù)可以存儲(chǔ)數(shù)千點(diǎn)的資料,而不需要大量的磁盤空間。
4.3.4數(shù)據(jù)源*
五、SIS系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
5.1PI數(shù)據(jù)庫服務(wù)器
用于安裝PI數(shù)據(jù)庫及存儲(chǔ)數(shù)據(jù),為SIS客戶端提供數(shù)據(jù)源,是SIS的核心服務(wù)器。
采用兩臺(tái)Poweredge4400服務(wù)器(美國DELL)和磁盤陣列組成一個(gè)雙機(jī)容錯(cuò)的服務(wù)器集群。
5.1.1服務(wù)器的主要規(guī)格如下:
-INXEON1000MHZ處理器/256K緩存
-內(nèi)存,1024MB
-硬盤,18GBULTRA160SCSI1″10000轉(zhuǎn)/分
-硬盤背板,適配2X4個(gè)1″托架,可熱插拔
-千兆以太網(wǎng)卡
-冗余電源,可熱插拔
5.1.2磁盤陣列柜為美國DELL產(chǎn)品,其主要指標(biāo)如下:
DellPowervault200/201S(美國DELL)2臺(tái)
-硬盤,18GBSCSI
-冗余電源
5.2功能站(美國DELL)6套
-256KADVANCEDTRANSFERL2緩存
-OPTIPLEX,GX110,INX(R)PENTIUM(R)ⅢPROCESSOR1.0GHz,MINITOWERCHASSIS
-擴(kuò)展插槽卡,帶5個(gè)PCI插槽
-內(nèi)存,256MB100MHzSDRAM
-3.5″1.44MB軟驅(qū)
-DIAGNOSTICCD,OPTIPLEX
-21″純平監(jiān)視器
-20GB,ULTRAATA66
5.3接口機(jī)(美國DELL)6套
OPTIPLEX,GX110,IN(R)PENTIUM(R)ⅢPROCESSOR866MHz
256KADVANCEDTRANSFERL2緩存
擴(kuò)展插槽卡
內(nèi)存,128MB(1X128)100MHzSDRAM
3.5″1.44MB軟驅(qū)
DIAGNOSTICCD,OPTIPLEX
15″監(jiān)視器
HARDDRIVE,20GB
5.4Catalyst4006交換機(jī)(美國CISCO)2套
Catalyst4000
Catalyst4000E/FE/GEModule,2-GE(GBIC),32-10/100(RJ-45)
1000BASE-SX
六、SIS應(yīng)用功能
6.1全廠生產(chǎn)過程監(jiān)控功能
全廠各生產(chǎn)過程監(jiān)控系統(tǒng)能在SIS的工作站和終端上進(jìn)行監(jiān)視。分為生產(chǎn)流程監(jiān)視流程圖及生產(chǎn)數(shù)據(jù)查詢兩部分。
6.1.1采用DCS生產(chǎn)廠家的部分或全部生產(chǎn)流程圖,流程圖包括:鍋爐汽機(jī)部分、電氣系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)。
6.1.2生產(chǎn)數(shù)據(jù)查詢:該功能主要完成生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)趨勢、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和機(jī)組性能計(jì)算結(jié)果的查詢。
?。?)可以按照系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行查詢
(2)按照機(jī)組性能計(jì)算結(jié)果查詢
6.2機(jī)組在線性能計(jì)算
6.2.1機(jī)組在線性能計(jì)算包括
?。?)汽機(jī)發(fā)電機(jī)性能
?。?)熱力系統(tǒng)熱平衡
?。?)鍋爐性能計(jì)算
?。?)凝汽器性能計(jì)算
?。?)給水加熱器性能
?。?)鍋爐給水泵和小機(jī)性能計(jì)算
?。?)汽機(jī)性能計(jì)算
(8)空預(yù)器性能計(jì)算
?。?)過熱器和再熱器效率
?。?0)大型泵和大型風(fēng)機(jī)效率
6.3廠級(jí)性能計(jì)算
廠級(jí)性能計(jì)算根據(jù)來自各機(jī)組性能計(jì)算的數(shù)據(jù)和經(jīng)濟(jì)性分析評(píng)估,具有計(jì)算全廠機(jī)組經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的功能。反映全廠機(jī)組經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)有:全廠燃煤成本、全廠平均供電煤耗率、全廠平均發(fā)電煤耗率、全供電量、全廠平均廠用電率、發(fā)電機(jī)電壓品質(zhì)、全廠發(fā)電機(jī)氫壓、全廠發(fā)電量、全廠燃油量、全廠燃料量、全廠補(bǔ)水量、全廠汽水品質(zhì)、全廠輔助用汽量。
6.4經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析
對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)(如主蒸汽溫度主蒸汽壓力、再熱溫度、噴水流量、鍋爐出口煙溫度、鍋爐過剩氧量、暖風(fēng)器出口風(fēng)溫、空預(yù)入口溫度凝汽器背壓,凝結(jié)水冷卻度,zui終給水溫度,廠用電功率凝汽器補(bǔ)給水流量等)進(jìn)行分析,列出影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的各系統(tǒng)主要耗差的CRT畫面,并且可以查看每一系統(tǒng)參數(shù)的當(dāng)前值和目標(biāo)數(shù)值等。
6.5機(jī)組負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配
6.5.1在SIS系統(tǒng)中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析和計(jì)算,根據(jù)計(jì)算結(jié)果得出在不同全廠總負(fù)荷下機(jī)組間負(fù)荷的*分配。同時(shí)根據(jù)機(jī)組負(fù)荷分配情況,自動(dòng)或人工進(jìn)行每臺(tái)機(jī)組分配,同時(shí)將分配結(jié)果轉(zhuǎn)送給全廠生產(chǎn)過程監(jiān)控模塊。
全廠負(fù)荷分配站通過通訊網(wǎng)絡(luò)接收RTU裝置下傳的負(fù)荷調(diào)度指令和SIS服務(wù)器接收來的全廠各機(jī)組實(shí)時(shí)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算和實(shí)時(shí)成本核算信息。通過對(duì)上述信息的分析處理,完成經(jīng)濟(jì)負(fù)荷的分配功能。經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配結(jié)果顯示在CRT畫面上,并根據(jù)運(yùn)行需要可進(jìn)行自動(dòng)和人工切換傳送給各機(jī)組DCS系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)各機(jī)組的負(fù)荷閉環(huán)調(diào)度功能。
在負(fù)荷分配系統(tǒng)上,系統(tǒng)分為手動(dòng)模式、負(fù)荷曲線模式和自動(dòng)發(fā)電控制模式(AGC),結(jié)合本廠主、輔系統(tǒng)當(dāng)前可利用情況和各主輔機(jī)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)特征值決定各臺(tái)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配。
在全廠負(fù)荷分配站上,根據(jù)遠(yuǎn)方指令結(jié)合本廠主、輔系統(tǒng)當(dāng)前可利用率情況和各主輔機(jī)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)特征值通過優(yōu)化計(jì)算方法完成經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配功能決定各臺(tái)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配。提供信息處理和運(yùn)行指導(dǎo),自動(dòng)顯示出全廠機(jī)組經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配方式,以便值長能了解情況,正確下達(dá)指令。
對(duì)SIS服務(wù)器接收來的全廠機(jī)組實(shí)時(shí)運(yùn)行情況進(jìn)行狀態(tài)顯示:
●全廠4臺(tái)主機(jī)目前運(yùn)行或停運(yùn)狀態(tài)
●各機(jī)組送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)及一次風(fēng)機(jī)目前運(yùn)行或停運(yùn)狀態(tài)
●各機(jī)組磨煤機(jī)目前運(yùn)行臺(tái)數(shù)或停運(yùn)狀態(tài)
●全廠各給水泵、汽泵和凝結(jié)水泵
●全廠各循環(huán)水泵目前運(yùn)行或停運(yùn)狀態(tài)
●全廠各空氣預(yù)熱器目前目前運(yùn)行臺(tái)數(shù)或停運(yùn)狀態(tài)
6.5.2運(yùn)行指導(dǎo)功能
當(dāng)全廠總負(fù)荷低于某一負(fù)荷時(shí),可能某臺(tái)機(jī)組的負(fù)荷分配小于鍋爐zui低穩(wěn)燃負(fù)荷或?yàn)榱愕那闆r,這時(shí)該機(jī)將處于投油或停運(yùn)狀態(tài),主要考慮下列三種情況比較結(jié)果,推薦運(yùn)行方式:
●低負(fù)荷投油運(yùn)行
●低速旋轉(zhuǎn)熱備用(投油)
●*停運(yùn)狀態(tài)
CRT顯示停用機(jī)組編號(hào)、停用理由、zui小經(jīng)濟(jì)停用時(shí)間及停用經(jīng)濟(jì)效益
七、需要說明的幾個(gè)問題
7.1由于SIS是近幾年才提出的一個(gè)新課題,沒有成熟可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。在工程建設(shè)初期,業(yè)主非常重視該系統(tǒng)曾請國內(nèi)各方人士如DCS廠家、調(diào)試所、設(shè)計(jì)院等有關(guān)人員就本工程SIS設(shè)置什么功能進(jìn)行了詳細(xì)討論,決定設(shè)置如下幾個(gè)基本功能:
7.1.1全廠生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控
7.1.2經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)指標(biāo)分析
7.1.3經(jīng)濟(jì)評(píng)估和優(yōu)化運(yùn)行指導(dǎo)(分為機(jī)組級(jí)及廠級(jí))
7.1.4廠級(jí)性能計(jì)算
7.1.5機(jī)組經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配
截止2003年12月,按工程計(jì)劃已完成有關(guān)#1-3機(jī)組與SIS的信息結(jié)構(gòu),#4機(jī)組正在安裝調(diào)試。上述要求的功能均已投入,但由于某些目標(biāo)值需做實(shí)驗(yàn),優(yōu)化運(yùn)行操作指導(dǎo)正在進(jìn)一步的調(diào)試。
7.2在安裝過程中,考慮到電廠按慣例定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行機(jī)組性能測試的要求,增加了機(jī)組性能試驗(yàn)功能。目前僅設(shè)計(jì)了功能還沒有投入使用,效果還不能看出。
7.2.1在設(shè)計(jì)機(jī)組設(shè)備的性能試驗(yàn)功能時(shí),考慮了電廠常規(guī)設(shè)備的性能試驗(yàn),設(shè)計(jì)有鍋爐性能試驗(yàn)、汽機(jī)性能試驗(yàn)、凝汽器性能試驗(yàn)、空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率試驗(yàn)和真空嚴(yán)密性試驗(yàn),每項(xiàng)試驗(yàn)開始時(shí),均設(shè)條件要求,條件一旦滿足試驗(yàn)就開始,可以按照規(guī)定的時(shí)間結(jié)束試驗(yàn)。在設(shè)計(jì)設(shè)備性能試驗(yàn)功能時(shí)還配以相應(yīng)試驗(yàn)項(xiàng)目的接口,接口上列有該設(shè)備的主要性能結(jié)果。系統(tǒng)能自動(dòng)生成性能試驗(yàn)報(bào)告,運(yùn)行和管理人員可以隨時(shí)查看試驗(yàn)報(bào)告。
7.2.2CRT顯示設(shè)計(jì)
7.2.3在進(jìn)行性能試驗(yàn)時(shí),首先由試驗(yàn)和運(yùn)行人員對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行檢查,按照性能試驗(yàn)規(guī)程的要求隔離系統(tǒng),對(duì)試驗(yàn)條件確認(rèn)后,可以進(jìn)行性能試驗(yàn)。
7.2.4試驗(yàn)的時(shí)間可由試驗(yàn)人員進(jìn)行設(shè)定
7.2.5試驗(yàn)結(jié)束后自動(dòng)生成性能試驗(yàn)報(bào)告
7.3原來設(shè)計(jì)的顯示方工是按C/S方式,但是這種方式有其局限性,終端數(shù)量有限只能部分人看,后決定增加游覽器擴(kuò)展方式,使更多的人可看SIS信息,當(dāng)然看的內(nèi)容需事先約定,用這種方式有以下優(yōu)點(diǎn):
7.3.1*基于瀏覽器界面、安裝方便,客戶端只需安裝大眾的IE瀏覽器,且操作簡單、方便,能得心應(yīng)手地使用該軟件,不需要做額外的使用培訓(xùn)。
7.3.2設(shè)置靈活,具有良好的系統(tǒng)開放能力和可擴(kuò)展性。
7.3.3具有良好的適應(yīng)性,客戶端零維護(hù),避免了C/S模式麻煩的系統(tǒng)維護(hù)過程,系統(tǒng)管理員從此不再需要兩頭奔波。
7.4由于DCS報(bào)表、輔助車間系統(tǒng)報(bào)表是不同供貨商提供的并且有其數(shù)據(jù)來源的局限性,在施工調(diào)試過程中統(tǒng)一由SIS完成生產(chǎn)報(bào)表,其中生產(chǎn)數(shù)據(jù)要進(jìn)行綜合處理以形成全廠生產(chǎn)報(bào)表,使用情況良好。
7.5由于目前地方系統(tǒng)網(wǎng)調(diào)還是直接調(diào)機(jī)組因此有關(guān)機(jī)組負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配功能雖已投入但目前還沒有使用,該功能僅用于負(fù)荷優(yōu)化指導(dǎo)。
八、結(jié)束語
隨著我國火電機(jī)組容量的不斷增大和電力市場競爭的日益激烈,如何zui大限度地發(fā)揮機(jī)組性能,提高企業(yè)生產(chǎn)管理水平和市場競爭力逐漸成為關(guān)系到電力企業(yè)生存和發(fā)展的重要課題??刂葡到y(tǒng)的作用不再象以往那樣僅僅局限于保證工藝系統(tǒng)的安全、正常運(yùn)行,而是要在保證安全正常生產(chǎn)的基礎(chǔ)上通過優(yōu)化控制使整個(gè)電廠主輔機(jī)設(shè)備的潛力充分發(fā)揮出來。
使用SIS的zui大目的是提高電廠的管理水平,使整個(gè)工藝系統(tǒng)的運(yùn)行保持在*、zui穩(wěn)定、的狀態(tài)下運(yùn)行,并對(duì)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存和分析,為機(jī)組運(yùn)行人員和生產(chǎn)管理者提供控制及決策的依據(jù)和指導(dǎo),并向廠級(jí)管理信息系統(tǒng)提供其所需的過程數(shù)據(jù)和分析結(jié)果,為提高整個(gè)電廠的運(yùn)行、管理水平奠定基礎(chǔ)。