09 珠海电厂厂级监控信息系统的建设研讨

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2024年5月23日发(作者：)

全国火电大机组（600MW级）竞赛第9届年会论文集 DCS与SIS

珠海电厂厂级监控信息系统的建设研讨

万怡敏 金伟韧

（珠海电厂）

摘要：

珠海发电厂是粤电集团直属的大型火力发电厂。作为粤电集团厂级监控信息系统（SIS）项目的试点电厂，因

地制宜，谨思慎行，充分利用现有资源，自主创新，初步建成了自身适用的、具有较高性价比的SIS平台。

关键词：

SIS 合理构建 性价比 两步走

1 引言

火力发电厂厂级监控信息系统，简称为SIS（Supervisory Information System）。1997年初SIS概

念首次提出，并于同年10月正式列入电力规划设计总院上报国家电力公司“关于建设2000年新一代

示范(试点)电厂”的公文中。2000年11月3日国家经贸委颁发的《火力发电厂设计技术规程》

(DL5000-2000)明确规定，“当电厂规划容量为1200MW及以上，单机容量为300MW及以上时，可

设置厂级实时监控系统”。其后SIS项目建设加快，到了2004年，一批新建工程立项建设SIS，一批

已建火电厂也参照规程，根据自己需要，纷纷建设SIS。

珠海发电厂是粤电集团直属的大型火力发电厂，先后建立了MIS、EAM、OA等生产管理系统，

信息化建设取得了一定的成绩。2004年5月，SIS立项，并作为粤电集团的试点项目，项目主管领

导和具体项目负责人都非常重视，经过半年多的调研和考察，谨思慎行，最终于2004年十一月确立

了项目实施单位，用不到两个月的时间，初步建成了珠海电厂自身适用的、具有较高性价比的SIS

平台，实现了电力行业第一部SIS标准《火力发电厂厂级监控信息系统技术条件》所规定的SIS的

基本应用功能：数据库应用，生产过程信息采集、处理和监视，机组级性能计算和分析，厂级性能

计算和分析，机组经济指标分析，运行优化和设备操作指导等功能；并且于2005年4月顺利地通过

了项目厂级验收。

2 珠海电厂SIS的方案设计思路

珠海发电厂目前装机容量2×700MW，分别于1999年和2000年并网发电。主要设备如汽轮机

采用三菱重工生产的亚临界凝汽反动式汽轮机，额定功率700MW；锅炉采用日本三菱生产的强制循

环汽包炉，额定蒸发量2058.9吨/小时；发电机为美国西屋公司产品，型式为水氢氢冷型发电机，额

定出力746MW ；自动控制系统采用日本三菱公司DIASYS-UP分散控制系统。

SIS项目立项之后，面对市场上近百家号称能提供SIS的公司，我们并没有急于求成，而是用了

半年的时间做了以下的工作：

● 认真学习SIS的第一部行业标准《火力发电厂厂级监控信息系统技术条件》和《火力发电厂

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厂级监控信息系统实时/历史数据库系统基准测试规范》，了解了SIS的软、硬件规范，所应具备的

基本功能，以及SIS项目验收和测试时的要求。

● 参加了几次SIS研讨会，听取了行业专家和业内人士的各种意见和想法；邀请了多家已经在

国内电厂实施了SIS的公司到厂作项目介绍，到实施了SIS的电厂作实地考察和调研。

● 组织厂内有关技术人员参加研讨会和介绍会，基本了解SIS的定义和作用，通过和专家、项

目技术人员的讨论逐步清楚自己的需求。

事实证明这些工作是必要的、有效的。立项之初，主管领导和项目相关人员仅对SIS有个模糊

认识，而通过这半年的调研工作，大家不仅从理论上详细了解了SIS，也切身体会一些SIS的具体功

能；更重要的是，对如何建设珠海电厂厂级监控信息系统有了清晰的思路：珠海电厂已经花费大量

资金建设了企业局域网、以及生产管理、办公自动化等软件系统，并不需要重复建设，再用大量财

力建设一个单独的SIS网络，购买昂贵的服务器、数据库软件，去实现SIS所有的功能；而是应该

因地制宜，利用现有设施，添加适当的硬件设备和数据库软件，建设能真正方便生产管理人员使用，

实时、有效、准确地反映电厂生产情况、机组性能、运行状况的SIS；并且建设SIS不仅是信息中心

一个部门、一朝一夕能完成的事情，而是应该相关部门都参与，一起对SIS的功能进行研讨和完善；

建设过程分两步走：第一步先完成平台建设和基本应用功能建设,

使SIS能很快进入数据积累、挖掘

以及知识库的逐步丰富的进程中，第二步再利用SIS的数据和接口进行更深层次的开发，使SIS的

作用和效果愈来愈大，真正实现SIS的效益。

因此，综合考虑上述情况后，珠海电厂选择了上海麦杰公司做为SIS项目的开发单位，2004年

11月项目开始实施，在严格控制项目进度的同时，积极做好各方面的配合工作，最终用不到两个月

的时间基本完成了第一步的工作。

3 珠海SIS概况

珠海电厂SIS系统主要由SIS接口机、数据库服务器、应用服务器、及网络通信四部分组成，

由于从系统构建之初就准备使用B/S结构，所以全厂生产人员的工作终端都能够使用SIS系统，只

是功能与所见模块有所差异而已。

3.1 SIS系统软、硬件简介

SIS接口机有两台，都是装有NT平台的PC工控机，每台对应一个机组。由于当时MIS建设的

时候就考虑到实时数据采样的需求，所以由三菱公司提供了实时数据接口程序和，

以共享内存的方式提供数据，SIS系统不能直接访问该数据，只能在其基础上进行二次包装，这就

是接口程序。接口程序只循环向外发送UDP数据包，占用系统资源小、负荷稳定、数据

单向传输，同时采用软件防火墙等有效安全手段，使控制系统与外界隔离，抵抗病毒与非法入侵，

确保控制系统的安全可靠。

珠海DCS系统采用日本三菱的DIASYS，工作站为Unix操作系统，由富士通提供。数据量单

台机组有1万多点，总共2万1千多点。考虑冗余及未来扩展，采用了OpenPlant-40K实时数据库。

数据库服务器使用一台SUN Fire v240，操作系统为Solaris Sparc 9版本，四块硬盘，2x36G/73G,程

序文件和数据库文件分别放两块硬盘，再用另两块硬盘做raid1，确保SIS数据的安全；应用服务器

采用DELL PowerEdge 2850服务器，用于性能计算和生成生产报表，采用计算机任务自动备份；目

前网络通信是基于快速以太网。

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OpenPlant实时数据库采用了自主开发的实时数据压缩方案和数据存储格式，对大量的实时数据

进行原型压缩，然后按照系统定义的结构存储在数据表中。这样，既可以较完整地保存原型数据，

又能有效地减少数据存储容量，有效地解决由于实时数据的连续性所造成的数据庞大的问题。并且

可以对每一个数据点可以配置采样频率。两台机组每月数据文件大小为2G左右，保留两台机组一

年的数据大概需要25G左右的硬盘空间，73G的硬盘大约可以保留三年的历史数据。

OpenPlant实时数据库提供包括过程图形监视、实时/历史趋势、生产数据字典、生产过程回放、

操作指导、设备状态统计等一系列客户端应用，同时提供可编程接口OPAPI，使用户能基于OpenPlant

实时数据库系统开发各种应用软件，存取OpenPlant实时数据库系统的数据资源。

OpenPlant图形组态提供一个开放式的图形平台，通过OpenPlant GTrans图形转换工具，能够将

来自DCS中的流程图形转换为OpenPlant的图形格式。一方面减少了SIS图形组态的工作量，另一

方面用户在客户机浏览器上看到的过程图形与控制系统中的完全一致，真正实现了过程监控从控制

室到桌面的延伸。

3.2 SIS现有模块和功能

珠海电厂SIS已经建立了实时图形监视，实时及历史趋势图，生产数据字典，生产报表，运行

知识库，运行智能操作指导，性能计算，耗差分析，热力试验平台，指标考核系统，生产过程回放，

设备可靠性统计，机组运行参数超限统计，机组发电情况等16个功能模块。

其中实时图形监视功能可以让珠海电

厂网络上所有终端都可以看到和DCS同步

的实时画面和参数变化，可以让生产管理人

员不到生产现场，不依赖运行人员，即可以

了解机组运行情况，完成技术参数的收集分

析。同时，根据运行人员的习惯性需求，对

DCS画面作了一些人性化的修改。并且可以

利用实时数据库对机组的经济、效率等指标

作实时计算，显示在实时画面上，如全厂主

要参数，机组效率计算画面等。

在生产数据字典中，可以让使用人员多

角度查询IO点的点号或IO点的详细描述。

在生产报表中，系统可以自动统计辅机电量、入厂煤和入炉煤量、中调下达累积负荷指令和实

际发电量等。

运行知识库中加入了运行规程等一系列手册。

运行智能操作指导功能基本覆盖了机组主要设备，报警信号产生时，自动弹出相应系统画面和

造成报警产生的可能原因、现象以及相应的处理方法。

耗差分析做到了对机组运行中实时参数进行分析，计算出主要参数变化对发电煤耗影响的具体

值，并指导生产人员及时作出调整。并对机组的经济状态作出实时分析（包括运行和维修方面可能

的原因及对策。

热力试验平台可对历史及实时数据进行相关的热力性能试验，用以检查机组的性能状态。

指标考核功能对运行值际竞赛的22个指标参数进行了实时的统计和自动计算，针对每个考核指

标的特性，分别制作了后台计算公式，真正让指标考核做到客观、公平、公开，在生产上真正起到

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激励作用。

生产过程回放，可让DCS中所有画面及参数进行以1秒为采样周期的自选时间段的回放，历史

数据可以追溯到SIS实时数据库建立开始，不受有效时间限制。

设备可靠性统计对全厂320多台设备的启动、停运和维修时间做了自动统计，并可以查询详细

记录。

参数超限统计约700个参数的超限次数、超限最高值、最低值进行了自动统计。并且有超限报

警，可以很方便地查询到超限起始时间。

机组发电情况功能做到对机组实时的、历史的发电量、带负荷情况，是否满足中调指令，未满

足中调指令的原因等作出分析和统计。

4 珠海电厂SIS的第二步工作

4.1 无线采集模块

珠海电厂的一些生产辅助系统的信号并没有接入DCS，但是与生产密切相关，至关重要，例如

制氢站、生水等处，因此准备利用CDMA DTU无线采集技术，将这些系统的信号直接采集到信息

中心机房，写入SIS实时数据库，同时利用OpenPlant GTrans图形转换工具将其控制画面转换后再

组态，实现从桌面上监视这些系统现场状况的功能。

4.2 设备状态监测模块

珠海电厂现在使用美国MRO公司的EAM软件MAXIMO，准备将实时数据库数据引入该软件

的状态监测模块的设备测点，作为辅助报缺的手段，甚至直接触发工单。系统的补充测点为设备维

护系统扩充了缺陷监测范围，也为今后全面实现状态检修积累着必要的数据。虽然目前该系统还不

能实现真正的状态检修，但它是今后制定状态检修管理制度和流程，建立基础资料数据库，制作专

家诊断数学模型，编制检修计划生成方案，提炼方法模板等工作的基础。

4.3 其他模块和应用

在完成了SIS建设第一步工作之后，首先是保证SIS系统的安全运行、数据采集的有效性和可

靠性，以及数据的安全性，由于数据库已经提供了API接口，更多的应用和二次开发都可以顺利进

行。

5 结束语

以上是对如何合理构建较高性价比SIS系统的一些探讨。珠海电厂在完成了SIS建设的第一步

之后，已经积累了三个月的历史数据，并且没有再重复立项，而是将第二步作为SIS项目的延伸，

积极开展研发工作，力争早日实现SIS的经济效益，为提高整个电厂的运行、管理水平奠定基础。

参考文献

[1] 《火力发电厂厂级监控信息系统技术条件》

[2] 《火力发电厂厂级监控信息系统实时/历史数据库系统基准测试规范》

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全国火电大机组（600MW级）竞赛第9届年会论文集 DCS与SIS

[3] 《SIS发展到推广应用新时期面临的两大问题》 侯子良 2005-2-8

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