SIS系统简略介绍

1 什么是什么是 SIS SIS 是英文 Supervisory Information System in Plant Level 的简称 其中文名称是 厂级监控 信息系统 SIS 不是一个外来名词 它诞生于中国 最早于 1997 年由时任中国电力规划设计总院专家 委员会委员的侯子良教授提出 按照侯子良的定义 SIS 系统 主要为全厂实时生产过程综合优化服 务的生产过程实时管理和监控的信息系统 是介于底层控制系统 DCS 和管理信息系统 MIS 之间的 中间件 2 SIS 的定位的定位 电厂一般有机 炉 电 控 辅机几个生产环节 每个专业承担不同的生产分工 采用不同的 生产过程 每个过程都有一些相关控制系统 一般称之为底层系统 对底层数据进行统一管理 并 通过分析工具和数学模型 对这些数据进行二次利用 可帮助电厂改进生产管理 提高生产效率 同时 二次分析数据又可以为管理信息系统 MIS 所用 从而帮助企业管理层进行未来决策 正 是上述需求催生了 SIS SIS 的作用是 采集下层所有机组级 车间级控制系统的生产实时数据 实现厂级的状态监测 性能计算 优化运行 操作指导 故障诊断 寿命管理以及负荷分配等功能 将机组状态信息和性能信息发送 给上层的 MIS 系统 SIS 处于具有高精度 高速度 高可靠性要求的 DCS 系统与实时性要求不高 的 MIS 系统之间 是电厂自动化 信息化架构中的过渡层面 起到隔离作用 SIS 与 DCS 之间的区别 DCSSIS 系统目标安全性经济性 使用对象操作员值长 运行和生计部分 总工 生 产厂长 控制参数运行数据设备指标 控制对象设备系统 控制方式实时监控历史分析 运行指导 SIS 与 MIS 之间的区别 SISMIS 系统目标解决生产过程中的控制优化与生产管理 方面的问题 信息处理 任务流转和工作协同 系统重点生产数据的收集 存贮 利用信息流程的整体性 使用对象与生产有关的人员生产经营和行政管理人员 3 SIS 在数字化电厂中的作用在数字化电厂中的作用 全厂生产过程信息的采集器 存贮器 处理器 与生产过程有关信息的提供者 其它高级应用的数据平台 4 系统集成系统集成 SIS 是一个对全厂生产过程的信息进行处理的计算机应用系统 同其它计算机应用系统一样 S IS 需要硬件和网络系统的系统集成 SIS 与一般的系统集成项目一样 需要考虑如下内容 服务器选型 网络设备选型 网络规划 综合布线规划 电源规划 SIS 独有的内容 与其它系统 DCS MIS 的隔离规划 包括物理隔离 单向传输等 高于 MIS 系统的冗余配置和安全性规划 5 数据库构建数据库构建 SIS 系统不选用关系型数据库 而是选用实时数据库 原因是 1 SIS 需要保存大量的数据 如果这些数据不加以压缩而直接存贮 则数据会很快占满磁盘 空间 2 关系型数据库是基于事务处理的 在处理失效后 还要回滚作业 所以至少要存放两处 该机制使数据的存放速度较慢 而 SIS 面对的是数万点的实时数据以秒 级的间隔存放 3 关系型数据库为了保证数据完整性 所有的内容存放在一个文件内 这会对海量数据的 存放和维护带来困难 如果有一个 200G 的数据库 完全备份就可能要一天 备份文件中有一个错 误就可能导致 200G 的备份文件失效 所以不实用 实时数据库通过接口采集实时数据 使用高效的压缩算法 压缩性能和压缩时间 对海量的 实时数据进行存贮 并提供统一的数据访问接口 6 功能模块构建功能模块构建 从总体上看 SIS 分为四层 分别为 数据整合层 为系统提供生产信息来源 这一层是整个系统的基础 数据存储层 为数据采集层采集的数据提供数据存储方案 实时 历史数据库是系统的核心 信息平台层 全整个电厂 SIS 应用提供一个统一的访问平台 功能应用层 提供各种功能模块 确保数据得到有效利用 建立在数据库基础上的功能软件 是系统成功推广应用的关键 电厂认可的基本功能 包括 6 1 生产过程信息监测和统计 通过系统图 趋势曲线 棒图 表格等形式实时显示全厂各机组 车间 系统 设备的运行状 态参数 为生产管理人员提供直观的实时生产过程信息 并对历史数据进行有效的统计整理 形成 全厂各类生产统计报表 该功能是 SIS 的基本功能 也是目前应用得最成功 最广泛的功能 其实际就是将各现场 的实时数据采集到 SIS 中后 通过 SIS 的图形组态界面将之在 SIS 工作站 WEB 上发布 6 2 性能监测和优化 依据国标和行标等电厂性能计算标准 利用采集到的实时数据 对面向具体设备 系统 机组 搭建的性能数学模型模块进行在线计算 量化其各项性能参数 从而达到性能监测的目的 并且提 供相应手段对机组进行性能优化 该子系统实现性能优化的具体形式是 实时计算主机及其主要辅机的各项性能参数 如功 率 效率 热耗 出力 汽蚀度 端差 温升 传热系数 清洁度等 并将当前性能参数与基于数 学仿真模型计算所得理想 期望 性能指标进行比较 给出每项偏差造成的损失 并指导应采取的 运行或维护措施 以达到期望的性能状态 另外 该子系统不但能够使运行人员实时监测当前运行 工况 而且 在机组变工况运行前 可提供离线试运行方式并预测变工况的各项性能参数 为运行 人员提供特定工况运行的预学习手段 从而达到优化运行的目的 6 3 优化运行和指导 目的在于降低机组运行可控损失 改进机组热耗 其主要方法是将主要可控参数的实时状态参 数与其目标值进行计算 比较 分析 这些可控参数由用户根据生产过程的需要进行选择 并能人 为加以控制调节 而目标值的计算则主要基于设计数据 性能试验 运行历史数据等信息 利用数 学仿真模型计算而来 这些信息可以由用户配置并且在权限许可下进行修改 可控参数对热耗率的影响由实际值与目标值的偏差计算而来 常称作耗差分析 对耗差超 出允许范围的损失 系统可根据历史信息 专家系统工具等诊断出造成大偏差的原因 并给出可供 选择的操作指导意见 6 4 设备寿命监测和管理 通过实时监测机组主要设备状态参数 像温度 压力 流量和负荷等 在机组启停过程和甩负 荷等负荷激烈变化过程中 根据数学模型计算其机械应力和热应力 并根据交变应力转化为当前运 行工况下的寿命损耗率 从而量化和评估锅炉 汽机等主要设备的寿命损耗 以达到维持机组运行 可靠性 减少设备检修 更换费用 延长设备使用寿命 提高发电产出的目的 6 5 设备状态监测和故障诊断 监测电厂设备的运行状态 判断其是否正常 预测 诊断 消除故障 指导设备的管理和维修 它由状态监测和故障诊断两部分组成 状态监测是掌握设备运行状态的第一手信息 针对各种运行状态参数 结合其历史信息 考虑环境因素 采用专业的分析和判断方法 评估其是否处于正常 异常和故障三种状态 并进行 显示和记录 对异常状态作出报警 对故障状态为故障诊断提供信息 故障诊断是根据状态监测获得的信息 结合结构参