趙 銀

（山西大唐臨汾熱電有限責(zé)任公司，山西 臨汾 041000）

山西大唐國際臨汾熱電有限責(zé)任公司2×300MW燃煤發(fā)電機組＃1、＃2機分別于2010年12月15日和2011年01月04日通過168h試運正式投入運行。主要系統(tǒng)設(shè)計由山西省電力設(shè)計院承擔(dān)，主控采用DCS控制系統(tǒng)北京日立H5000M型，輔控采用PLC控制系統(tǒng)AB Controllogix控制器，全廠輔控系統(tǒng)采用集中控制，輔控網(wǎng)系統(tǒng)由河北華之杰公司提供，統(tǒng)一采用IFix監(jiān)控軟件?，F(xiàn)廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS系統(tǒng)）采用的是上海麥杰科技公司生產(chǎn)的基于openPlant實時數(shù)據(jù)庫的全廠SIS系統(tǒng)。

1 廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）功能介紹

廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)是集過程實時監(jiān)測、優(yōu)化控制及生產(chǎn)過程管理為一體的廠級自動化信息系統(tǒng)[4]，是處于火電廠集散控制系統(tǒng)以及相關(guān)輔助程控系統(tǒng)與全廠管理信息系統(tǒng)之間的一套實時廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)[1]。SIS系統(tǒng)以機組的性能計算、廠級經(jīng)濟性分析、廠級負荷分配以及機組的經(jīng)濟運行為主要目的。SIS系統(tǒng)的實時性體現(xiàn)在SIS系統(tǒng)實時分析機組的運行參數(shù)，通過系統(tǒng)強大的數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)處理與優(yōu)化的功能，對機組乃至全廠的運行狀況進行準確地分析、診斷與優(yōu)化的系統(tǒng)。

圖1 廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）配置Fig.1 Plant-level monitoring information system (SIS) configuration

2 廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）配置

山西大唐國際臨汾熱電有限責(zé)任公司配置的廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）采用的是上海麥杰科技公司生產(chǎn)的基于openPlant實時數(shù)據(jù)庫的全廠SIS系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅實現(xiàn)了全廠對兩臺機組主、輔控制系統(tǒng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時監(jiān)視，承擔(dān)著兩臺機組主控及輔控全部生產(chǎn)數(shù)據(jù)的存儲和轉(zhuǎn)發(fā)，以及過程監(jiān)視、過程曲線、數(shù)據(jù)一覽、歷史回放、性能計算、報表統(tǒng)計、超限統(tǒng)計與可靠性管理等應(yīng)用功能軟件，為電廠運行分析和設(shè)備檢修提供了生產(chǎn)管理層面的統(tǒng)計和分析數(shù)據(jù)，同時也承擔(dān)著廠內(nèi)為績效系統(tǒng)、計劃統(tǒng)計系統(tǒng)、可靠性系統(tǒng)等和廠外為省調(diào)度處、自動化處、環(huán)保廳、大唐國際及大唐集團的實時數(shù)據(jù)傳輸提供數(shù)據(jù)源和平臺支持的功能。廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）配置如圖1所示。

3 廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）運行性能分析

山西大唐國際臨汾熱電有限責(zé)任公司配置的廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS），自機組投產(chǎn)以來隨著機組改造，SIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)量逐年增加，加上廠內(nèi)績效系統(tǒng)、可靠性系統(tǒng)、計劃統(tǒng)計系統(tǒng)以及電網(wǎng)、環(huán)保、大唐國際及集團公司等相關(guān)系統(tǒng)的上線，均需要從SIS系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)源，造成SIS系統(tǒng)鏡像服務(wù)器頻繁出現(xiàn)運行負荷率較高、運行緩慢及死機等故障問題，影響上層各級系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計。該系統(tǒng)作為底層數(shù)據(jù)源，其運行的正常與否，直接影響著上層各系統(tǒng)數(shù)據(jù)的準確性。由于長期運行，目前設(shè)備老化、性能下降、故障率較高，已無法適應(yīng)信息量巨大的現(xiàn)狀，需要進行廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）運行性能整體優(yōu)化。

具體問題如下：

1）鏡像服務(wù)器長期運行，造成硬件老化、性能下降，加上數(shù)據(jù)量及功能要求逐年增加，運行負荷率較高，頻繁出現(xiàn)運行緩慢及死機等故障問題。

2）鏡像服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為單服務(wù)器的形式，一旦服務(wù)器故障，所有與其關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)均會異常，影響機組及廠級相關(guān)生產(chǎn)指標計算。

3）鏡像服務(wù)器既承擔(dān)著數(shù)據(jù)庫功能[3]，又承擔(dān)著相關(guān)分析處理功能（過程監(jiān)視、過程曲線、數(shù)據(jù)一覽、歷史回放、性能計算、報表統(tǒng)計、超限統(tǒng)計以及可靠性管理等應(yīng)用功能軟件），負荷率過高。

4 廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）運行性能優(yōu)化

4.1 優(yōu)化范圍

1）鏡像服務(wù)器冗余改造。 SIS系統(tǒng)需要具有24h不間斷運行的能力，而實時數(shù)據(jù)庫服務(wù)器是整個系統(tǒng)的核心。因此，鏡像數(shù)據(jù)庫服務(wù)器應(yīng)具有較大的存儲容量和先進的數(shù)據(jù)壓縮方式，用于存儲所有生產(chǎn)過程的實時數(shù)據(jù)和本系統(tǒng)對這些數(shù)據(jù)的計算、分析結(jié)果，使全廠的運行管理和經(jīng)營管理建立在統(tǒng)一的生產(chǎn)實時過程數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上[2]。

鏡像數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用兩臺高性能IBM System X3850服務(wù)器與一臺IBM DS3512存儲磁盤陣列構(gòu)成核心數(shù)據(jù)庫集群系統(tǒng)，實現(xiàn)兩臺鏡像服務(wù)器的“冗余”和“熱備”。

2）數(shù)據(jù)庫與應(yīng)用程序分離改造。鏡像服務(wù)器僅保留數(shù)據(jù)庫功能，其他相關(guān)分析處理功能全部移植到應(yīng)用服務(wù)器（原鏡像服務(wù)器利舊），實現(xiàn)所有現(xiàn)有應(yīng)用功能的全部正常使用。

3）結(jié)合近年來的改造情況，對現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫及系統(tǒng)進行一次徹底完善。

4）對現(xiàn)有SIS系統(tǒng)軟、硬件系統(tǒng)進行全面保養(yǎng)、維護。

5）對全廠信息系統(tǒng)包括SIS和MIS統(tǒng)一規(guī)劃實施，使用廠方要求的專用系統(tǒng)設(shè)備編碼、數(shù)據(jù)源定義、應(yīng)用軟件功能、信息處理流程等規(guī)約標準化，避免交叉重復(fù)，減少資源浪費；合理劃分網(wǎng)絡(luò)層次、結(jié)構(gòu)和信息流向，各子系統(tǒng)及子系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)庫共享，盡可能減少數(shù)據(jù)的冗余浪費[2]；考慮實時信息的特殊要求，充分考慮系統(tǒng)接口和容量，滿足機組擴建以及擴展其他應(yīng)用的需求。

4.2 優(yōu)化方案

1）在充分滿足SIS系統(tǒng)各項功能、指標的前提下，選用當前較為先進、性價比較高的IBM X3850系列數(shù)據(jù)中心型服務(wù)器，對原SIS核心服務(wù)器進行更替。該服務(wù)器已有滿足30萬點實時數(shù)據(jù)處理能力的應(yīng)用實例，且經(jīng)測算10萬點數(shù)據(jù)庫CPU占用率20%～25%，可滿足本廠的實際需要。

圖2 優(yōu)化后SIS系統(tǒng)配置圖Fig.2 Optimized SIS system configuration chart

2）使用兩臺IBM X 3850服務(wù)器，利用“心跳線”連接技術(shù)，完成服務(wù)器間控制指令和備份數(shù)據(jù)的高速交互，從而實現(xiàn)兩臺核心服務(wù)器間“熱備”運行的冗余方式。同時，為了提高數(shù)據(jù)存儲速率，以及數(shù)據(jù)存儲的安全性，在采用服務(wù)器集群管理的模式下，增加一臺IBM DS3512磁盤陣列，由兩臺核心服務(wù)器共同來管理。這樣，當某一臺服務(wù)器出現(xiàn)故障后，另一臺服務(wù)器可以自動“無縫”接管數(shù)據(jù)資源，從而保證數(shù)據(jù)的唯一性和連續(xù)性。

3）把SIS服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫功能和其他應(yīng)用處理功能分開，SIS鏡像服務(wù)器僅保留實時和歷史數(shù)據(jù)的存儲和轉(zhuǎn)發(fā)功能，把替換下來的原IBM X3650服務(wù)器作為應(yīng)用服務(wù)器，其他相關(guān)分析處理功能（過程監(jiān)視、過程曲線、數(shù)據(jù)一覽、歷史回放、性能計算、報表統(tǒng)計、超限統(tǒng)計以及可靠性管理等應(yīng)用功能軟件）均移植到該服務(wù)器，兩個服務(wù)器之間相互聯(lián)系又獨立，應(yīng)用服務(wù)器故障不影響數(shù)據(jù)服務(wù)器及其他上層系統(tǒng)的正常運行和數(shù)據(jù)交換。

4.3 成果展示

經(jīng)過廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）運行性能整體優(yōu)化工作，極大提高了SIS服務(wù)器的設(shè)備性能及運行的安全穩(wěn)定性，利用鏡像雙機冗余配置有效保證與其關(guān)聯(lián)上層各個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)連續(xù)性和有效性，同時通過SIS鏡像服務(wù)器應(yīng)用功能分離，有效減小了SIS鏡像各服務(wù)器的負載任務(wù)，有效確保了各服務(wù)器穩(wěn)定、高效率、低負載運行。優(yōu)化后SIS系統(tǒng)配置圖如圖2所示。

5 總結(jié)

通過廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）運行性能整體優(yōu)化，有效提高了SIS系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，為廠內(nèi)機組的性能計算、廠級經(jīng)濟性分析、廠級負荷分配以及機組的經(jīng)濟運行提供了可靠的運行數(shù)據(jù)，同時為廠內(nèi)績效系統(tǒng)、可靠性系統(tǒng)、計劃統(tǒng)計系統(tǒng)以及電網(wǎng)、環(huán)保、大唐國際及集團公司等相關(guān)系統(tǒng)提供了可靠的、連續(xù)的機組運行數(shù)據(jù)。在以后的工作中仍需要進一步分析優(yōu)化后廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）運行性能，針對不足之處進行進一步優(yōu)化提升，不斷推進廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）運行性能優(yōu)化工作。