GEFanuc在发电厂生产数据监控系统中的解决方

1、GE Fanuc 产品在发电厂生产数据监控系统中的解决技术方案随着电厂工业自动化以及信息化水平的提高，现代电厂也对生产现场的数据有了更高的 要求，电厂企业经管决策层需要了解真实而重要的现场实时数据，了解生产现场的各台机组 以及设备的运行状况；专业技术人员希望可以在厂内办公室计算机查看系统的实时画面，分 析真实可靠的历史数据，为机组跳机事故分析及其它事故分析提供真实可靠的历史数据；同 时又能高效、准确地保存电厂生产的大量珍贵的历史数据；更好地实现了电厂安全、经济运 行，提升电厂的整体效益和竞争优势。为了实现上述目标，目前在电厂应用中主要使用了两类方法，一类就是采用如 Oracle 等传统的关系型

2、数据库保存来自生产现场接口计算机的 实时数据，在客户端的开发上采用JAVAApplet，ASP 服务器端脚本等和关系型数据库连接来实现应用的要求。这种技术方案由于没有考虑到电厂生产底层数据和办公等商业业务应用环 境之间的区别，最明显的区别在于生产操作是实时进行的，要求极快的数据采集速度，很高 的数据读写性能，而商业上使用的关系型数据库所擅长的是处理各种信息的关系。因此数据 库服务器中就必须通过创建计划，存储过程，触发器和视图等来优化，同时糟糕的压缩算法 使得对数据库和服务器的磁盘空间维护必须投入大量的精力。基于这些考虑，另外一类的解 决技术方案采用了专用的生产实时历史数据库的解决技术方案， 如

3、 OSISoft 公司的 PI 实时数据库系统，GE Fanuc 公司的 Proficy Historian ,Wonderware公司的 IndustriaISQL, ABB公司 PlantConnect 以及国内的中科院软件所Agilor，清华同方 DCOSE-PH 南京明维RealTerm，上海新华 XRTDB 上海麦杰 OpenPlant 等产品。由于这些产品本身就是面向生产 过程的数据采集，因此较好地解决了海量数据的采集，数据的压缩存储等问题。它们同时提 供了良好的应用开发平台和接口，节省了长期维护和开发的成本，因而在电厂生产数据系统 中得到了广泛的应用。下面就以GEFanuc 公司

4、的产品举例说明在发电厂生产数据监控系统中的应用。功能较为齐全的生产数据监控系统解决技术方案，我们可使用GEFa nuc 公司的Proficy HMI/SCADA - iFIX （人机界面/数据采集与监控），Proficy Historian（厂级数据仓库，原名 iHistorian）, Proficy Real-Time InformationPortal （企业实时信息门户，原名：infoAgent ）这三个产品来组建。系统架构可以简单地表示如下：图 1:生产数据监控系统架构示意图Proficy HMI/SCADA - iFIX 它是 GE Fanuc 公司的人机界面/数据采集与监控软件，

5、在工业控制 SCADA软件中获得了广泛的应用，它丰富的数据采集驱动接口可以采集分散在电 厂各个不同的 DCS 系统或辅控可编程控制器PLC 系统上的实时数据，实时数据库的配置和经管采用类似于 Excel 表格方式的经管，同时它还提供一套人机界面的开发工具iFIX Workspace,其中包括许多生产现场的图符，只要通过鼠标的拖放等简单的动作就可以达到与现场DCS 系统人机界面一致的流程图效果，将现场采集的实时数据直观地显示在用户面前，从而实现远程工艺流程监控，系统的开发和维护非常简单。其开放的实时数据编程接口EDA(Easy DataAccess)，历史数据编程接口 HDA(Historica

6、l Data Access) 以及 SM2(模拟驱动)应用非常灵 活，通过自己编写接口程序就可将数据直接写入iFIX 的实时数据库中，该产品在厂级生产数据监控系统中主要实现生产实时数据的采集以及生产流程图画面的显示。图2 中的一部分就是我们在 iFIX 中模仿西门子公司 DCS 系统 Teleperm XP 的 OM650 操作员界面的生产流程图画 面，效果是比较逼真的。Proficy Historian它是 GE Fanuc 公司的厂级数据仓库软件，其前身就是 iHistorian,目前的最新版本是 3.0。Proficy Historian 提供了如：iFIX 实时数据收集器，CSV/XM

7、L 文件收集器，OPC 攵集器等种类丰富的历史数据收集工具，iHistorian具备百毫秒级的数据采集速度，毫秒级的过程数据时间分辨率，高达20000 个数据/秒的数据存储速度和每秒 20000 个数据/秒的数据回取速度以及单机10 万个过程数据点的采集能力，是目前世界上最快的实时数据库，可以通过定义采集器的过程数据采集死区来优化采集数据 量、通过定义过程数据的变化率可以优化数据存储，还可以通过内置的经管配置程序或者浏 览器在任何地方经管任何一台iHistoria n服务器：可以进行组态数据点、配置采集时间、数据文件经管。和关系型数据库相比较，在数据库经管和应用时无需编制任何程序，简化了系 统

8、的维护工作量。此外它还提供了开放的SDK 编程接口，极大地提高了产品的应用灵活性。该产品在厂级生产数据监控系统中主要用于生产历史数据的高速采集和高效存储。图 2 :部分用户界面和功能Proficy Real-Time In formation Portal它是 GE Fanuc 公司的企业实时信息门户软件，是基于 WEB 的解决技术方案。目前的版本为 2.0。它采用本地或者远程的API 来连接上面的实时和历史数据库，并通过JDBCW动来连接关系型数据库。由于它提供了丰富的图形对象库，如：饼图，棒型图，图表，表格，曲线等组件，因此可以方便地进行WEB 画面开发和配置，发布数据源中的数据。它还可直

9、接将iFIX 上的实时生产流程画面以 WEB 勺方式发布，甚至可以将它理解为是在浏览器（如：In ternet Explorer） 上运行的 iFIX 软件。而这些只是它所能够提供的功能的一部分。该产品在厂级生产数据监控系统中主要是作为基于WEB 解决技术方案的工厂范围的高级数据分析工具。采用上述解决技术方案可以满足电厂对生产数据监控系统的要求，而且整个系统的配置和维护都非常方便，目前国内的广东核电大亚湾、 岭澳核电站工业计算机数据采集CKD 系统，曲靖电厂的厂级监控系统，益阳电厂均使用了该解决技术方案。图 2 就是我们在实验平台上，利用上述产品开发的一些用户界面和功能。上述系统在软件的投资上

10、较为庞大，我们提出了一种简化的解决技术方案，该技术方案只采用 GEFanuc 公司的iFIX 软件以及 iWebServer 软件，由于 iFIX 自带的实时和历史数据功能，可 以利用 iFIX 的实时数据存取接口EDA 和历史数据存取接口 HDA 进行开发。该解决技术方案利 用成熟稳定的 SCADA 软件，并在其基础上进行二次应用开发，使得任何人员都可以在办公室 的计算机上通过浏览器了解生产现场的情况，进行数据分析。该解决技术方案投资少，却能 满足目前大部分电厂的应用要求，同时系统具有良好的可扩展性。华能国际电力股份有限公司实时监管系统中遍布全国35 家电厂的厂站侧系统就采用了该解决技术方案

11、。在这个技术方案中我们可以在 WEB 服务器上利用 iFIX 软件提供的编程接口编写一个服务器端运行的ASP 组件，该组件负责读取 iFIX 的实时和历史数据（如图 3 所示）；再开发一个 iFIX 历史数据曲线显示的 ActiveX 控件，嵌入在 IE 浏览器中，利用服务器端的ASP 组件与 ActiveX 控件交互的方式读取 iFIX 历史数据并以曲线的方式显示出来（如图 4 所示）。而实时流程画面以 及实时曲线的功能则由 iWebServer 来实现。、北诃 IPOflC.G*DO 讨HMT扶:cI LL.吩13?. d阳RE；枣乍蒔沖了顾 mg厕+；：1MB1SJ.J7.一 MM.I

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15、的中心，可提供全厂生产过程的实时监视、经管和优化，以及负荷调度、发电 机组性能计算和分析、主机和主要辅机故障诊断、设备寿命计算和分析、设备状态监测和计 算分析等功能。目前国内厂级生产经管及监视信息系统（SIS）正处于应用探索阶段，原来在 SIS系统投标时所要求的一些先进优化控制、设备维护、寿命经管等功能模块还无法得到完全的 开发和应用，系统往往采集存储了大量的数据，但是却无法对其进行进一步的数据挖掘处理， 采购的昂贵的硬件设备由于没有软件功能而成为一种摆设，其效益至今未能如设想的那样发挥出来。因此发电厂组建一个较为成功的生产数据经管系统，必须主要解决以下三个技术环节：一、应根据自己的实际需求来搭建生产数据监