电力企业信息化 张世翔c4

1、u发电企业信息化概述发电企业信息化概述 u发电企业分散控制系统发电企业分散控制系统u发电企业厂级监控信息系统发电企业厂级监控信息系统u发电企业管理信息系统发电企业管理信息系统 u发电企业资源规划系统发电企业资源规划系统 u火力发电厂火力发电厂 u水力发电厂水力发电厂u核能发电厂核能发电厂u企业信息化的概念企业信息化的概念u利用信息技术改造企业业务活动使之更加有利用信息技术改造企业业务活动使之更加有效的过程效的过程 u发电企业信息化的含义发电企业信息化的含义u综合利用计算机技术、网络技术、软件技术综合利用计算机技术、网络技术、软件技术等现代信息技术，融入先进的管理思想和技术等现代信息技术，融入先

2、进的管理思想和技术策略，提高企业现代化管理水平，提高企业经策略，提高企业现代化管理水平，提高企业经济效益，提高企业市场竞争能力的目标济效益，提高企业市场竞争能力的目标u管控一体化，即发电企业管理信息化与生产管控一体化，即发电企业管理信息化与生产过程控制自动化的有机结合过程控制自动化的有机结合u数字化电厂的概念数字化电厂的概念u定义定义u将所有信号数字化，然后利用网络技术，实现将所有信号数字化，然后利用网络技术，实现可靠而准确的数字化信息交换、跨平台的资源可靠而准确的数字化信息交换、跨平台的资源实时共享，进而利用智能专家系统提供各种优实时共享，进而利用智能专家系统提供各种优化决策建设，为机组的操

3、作提供科学指导化决策建设，为机组的操作提供科学指导 u作用作用u降低发电成本、提高上网电量、减少设备故障，降低发电成本、提高上网电量、减少设备故障，最终实现电厂的安全、经济运行和节能增效最终实现电厂的安全、经济运行和节能增效 u特点特点u应用系统一体化趋势明显应用系统一体化趋势明显u信息集成平台建设稳步推进信息集成平台建设稳步推进u发电企业各有侧重地建设信息化发电企业各有侧重地建设信息化u日益重视日益重视IT管理管理u发电企业信息化驱动因素发电企业信息化驱动因素u政策方面政策方面u业务方面业务方面u管控方面管控方面u发展环境方面发展环境方面u行业改革方面行业改革方面u存在问题存在问题u规划缺失

4、导致信息化缺乏系统性规划缺失导致信息化缺乏系统性u电力行业信息化缺乏统一的标准体系电力行业信息化缺乏统一的标准体系u发电企业的管理模式阻碍了信息化的快速发展发电企业的管理模式阻碍了信息化的快速发展 u信息化组织建设滞后不利于信息化的推进信息化组织建设滞后不利于信息化的推进u“重硬轻软重硬轻软” u企业信息系统孤立存在不能发挥整合效益企业信息系统孤立存在不能发挥整合效益 图图 发电企业信息化理想模型发电企业信息化理想模型u分散控制系统分散控制系统 u厂级监控信息系统厂级监控信息系统u管理信息系统管理信息系统u企业资源计划系统企业资源计划系统 u分布式控制系统（分布式控制系统（Distribute

5、d Control System， DCS ）u分散控制，集中管理与显示分散控制，集中管理与显示u以微处理器及微型计算机为基础，融计算以微处理器及微型计算机为基础，融计算机技术、数据通信技术、机技术、数据通信技术、CRT屏幕显示技术屏幕显示技术和自动控制技术为一体的计算机控制系统，和自动控制技术为一体的计算机控制系统，它对生产过程进行集中操作管理和分散控它对生产过程进行集中操作管理和分散控制制u发电企业信息化概述发电企业信息化概述 u发电企业分散控制系统发电企业分散控制系统u发电企业厂级监控信息系统发电企业厂级监控信息系统u发电企业管理信息系统发电企业管理信息系统 u发电企业资源规划系统发电企

6、业资源规划系统 u分级系统分级系统u过程级过程级u监控级监控级u管理级管理级uDCS与与PLCuDSC与与FCSu现场总线控制系统现场总线控制系统 (FCS, Fieldbus Control System) u优点优点u开放性和可互操作性开放性和可互操作性 u采用全数字式的信号传输方式采用全数字式的信号传输方式 u彻底的功能分散性彻底的功能分散性 u数据采集系统数据采集系统(Data Acquisition System, DAS) u对设备的运行参数、状态进行检测，对检测结对设备的运行参数、状态进行检测，对检测结果进行处理、记录、显示和报警，对机组的运果进行处理、记录、显示和报警，对机组的

7、运行情况进行运算分析，并提供给运行指导的监行情况进行运算分析，并提供给运行指导的监视系统视系统u协调控制系统协调控制系统 (Coordination Control System,CCS)u将锅炉将锅炉汽轮发电机组作为一个整体进行控制，汽轮发电机组作为一个整体进行控制，通过控制回路协调锅炉汽轮机在自动状态下运通过控制回路协调锅炉汽轮机在自动状态下运行，给锅炉、汽轮机的自动控制系统发出指令，行，给锅炉、汽轮机的自动控制系统发出指令，以适应负荷变化的需要，尽最大可能发挥机组以适应负荷变化的需要，尽最大可能发挥机组的调频、调峰能力的调频、调峰能力 u模拟量控制系统模拟量控制系统 (Modul Con

8、trol System,MCS)u通过控制变量自动完成被控制变量调节的回路通过控制变量自动完成被控制变量调节的回路 u顺序控制系统顺序控制系统(Sequence Control System,SCS )u对火电机组的辅机及辅助系统，按照运行规律对火电机组的辅机及辅助系统，按照运行规律规定的顺序（输入信号条件顺序、动作顺序或规定的顺序（输入信号条件顺序、动作顺序或时间顺序）实现启动或停止过程的自动控制系时间顺序）实现启动或停止过程的自动控制系统统 u炉膛安全监控系统炉膛安全监控系统(Furnace Fire Safety Suppression System，FSSS )u对锅炉点火和油枪进行程

9、序自动控制，防止锅炉炉膛由对锅炉点火和油枪进行程序自动控制，防止锅炉炉膛由于燃烧熄火、过压等原因引起爆炸（内爆或外爆）而采于燃烧熄火、过压等原因引起爆炸（内爆或外爆）而采取的监视和控制措施的自动系统取的监视和控制措施的自动系统 u电气设备监控系统电气设备监控系统(Electric Control System，ECS )u用于监控发电厂电气设备的安全运行，包括发电机系统、用于监控发电厂电气设备的安全运行，包括发电机系统、主变压器系统、低压工作变压器系统、照明系统、除尘主变压器系统、低压工作变压器系统、照明系统、除尘系统、检修中心等各电器子系统的各项参数指标，完成系统、检修中心等各电器子系统的各

10、项参数指标，完成发电厂运行状态的集中监视和控制，包括采集传感器的发电厂运行状态的集中监视和控制，包括采集传感器的数据和数据入库等工作数据和数据入库等工作 u高可靠性高可靠性 u分散、任务单一分散、任务单一u开放性开放性u采用开放式、标准化、模块化和系列化设计采用开放式、标准化、模块化和系列化设计u灵活性灵活性u组态软件组态软件u易于维护易于维护u功能单一的专用计算机功能单一的专用计算机u协调性协调性u系统信息共享、协调工作系统信息共享、协调工作u控制功能齐全控制功能齐全u控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和批处控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体理控制于一体u网络通信子系统网络

11、通信子系统u对应着分散控制系统的纵向分层结构，网络通信子系统分别由四对应着分散控制系统的纵向分层结构，网络通信子系统分别由四层计算机网络即现场网络层计算机网络即现场网络(Field Network,Fnet)(Field Network,Fnet)、控制网络、控制网络(Control Network,Cnet)(Control Network,Cnet)、监控网络、监控网络(Supervision Network,Snet)(Supervision Network,Snet)和管理网络和管理网络(Management Network,Mnet)(Management Network,Mnet)

12、把相应的设备连在一起。把相应的设备连在一起。 u过程控制子系统过程控制子系统u过程控制子系统是过程控制子系统是DCSDCS系统中负责现场过程数据采集和过程控制的系统中负责现场过程数据采集和过程控制的系统系统, ,由现场设备与过程控制站组成。由现场设备与过程控制站组成。u人机接口子系统人机接口子系统u监控级监控级监控级的主要设备有操作员站、工程师站、历史记录站和计算站。监控级的主要设备有操作员站、工程师站、历史记录站和计算站。u管理级管理级管理级包含的比较广泛，一般来说，它可能是一个发电厂级管理计算机，管理级包含的比较广泛，一般来说，它可能是一个发电厂级管理计算机，也可能是若干个机组的管理计算机

13、。也可能是若干个机组的管理计算机。u发电企业信息化概述发电企业信息化概述 u发电企业分散控制系统发电企业分散控制系统u发电企业厂级监控信息系统发电企业厂级监控信息系统u发电企业管理信息系统发电企业管理信息系统 u发电企业资源规划系统发电企业资源规划系统 u厂级监控信息系统（厂级监控信息系统（Supervisory Information System,SIS）u火电厂厂级监控信息系统是主要为火电厂全厂实时生产火电厂厂级监控信息系统是主要为火电厂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统 u以分散控制系统为基础，实现企业级生产

14、数据的自动采以分散控制系统为基础，实现企业级生产数据的自动采集、存储、监视和查询，集中各单元机组的参数及设备集、存储、监视和查询，集中各单元机组的参数及设备状态信息状态信息u完成复杂的数据二次处理和优化分析完成复杂的数据二次处理和优化分析u实现企业级生产过程的实时信息监控、调度，达到提高实现企业级生产过程的实时信息监控、调度，达到提高机组运行可靠性和经济性的目的。机组运行可靠性和经济性的目的。u以市场运营为目标，突出信息的完整性、以市场运营为目标，突出信息的完整性、准确性和及时性，实现广泛的信息共享，准确性和及时性，实现广泛的信息共享，形成以形成以SIS和和DCS互为依托的全厂互为依托的全厂“

15、自动化自动化”生产过程生产过程u核心是一套强大的实时数据库核心是一套强大的实时数据库uSIS与与DCS的关系的关系 uSIS与与MIS的关系的关系u网络系统网络系统 u必须有一套完整的数据网络系统，同时与必须有一套完整的数据网络系统，同时与DCS、PLC、MIS及其他相连的网络有数据传输接口。为了保证及其他相连的网络有数据传输接口。为了保证DCS与与PLC系统运行的安全性与独立性，以及系统运行的安全性与独立性，以及SIS与与MIS网络网络之间的独立性，一般之间的独立性，一般DCS与与SIS和和MIS之间都采用了单向之间都采用了单向传输的网络结构传输的网络结构 u实时数据库实时数据库 u为为SI

16、S网络提供了稳定的数据网络提供了稳定的数据u应用功能软件应用功能软件 uSIS系统的核心，是实现系统的核心，是实现SIS对电厂运行安全性、经济性对电厂运行安全性、经济性的主要手段的主要手段 图图 SIS系统主要功能结构图系统主要功能结构图u实时数据处理与管理实时数据处理与管理 u信息集中在数据库中。传送信息给有关人员；信息集中在数据库中。传送信息给有关人员；支持性能计算、电厂负荷优化调度等一系列更支持性能计算、电厂负荷优化调度等一系列更高级的基础软件模块高级的基础软件模块u全厂生产过程实时监控全厂生产过程实时监控u采集电厂各生产过程控制系统根据采集电厂各生产过程控制系统根据SIS的网络需的网络

17、需要，并按照企业信息系统标准发送有关实施生要，并按照企业信息系统标准发送有关实施生产数据，同时将数据存入企业级数据库中产数据，同时将数据存入企业级数据库中u厂级性能计算和分析厂级性能计算和分析 u机组性能计算、设备性能计算机组性能计算、设备性能计算u设备状态监视设备状态监视u根据采集到的参数变化情况，借助状态监测软根据采集到的参数变化情况，借助状态监测软件，自动对一些设备进行计算分析，将得出的件，自动对一些设备进行计算分析，将得出的信息反映到值长站和单元机组操作员站相应的信息反映到值长站和单元机组操作员站相应的流程图或画面中流程图或画面中 u 图图 SIS网络拓朴图网络拓朴图uSIS网络网络u

18、SIS的主干网宜采用千兆以太网的主干网宜采用千兆以太网u实时实时/历史数据服务器历史数据服务器 u系统的核心，它的存储容量和存储效率直接关系到下层系统的核心，它的存储容量和存储效率直接关系到下层数据采集的数采范围和采集精度数据采集的数采范围和采集精度u过程管理功能站过程管理功能站u完成完成SIS所定义的各种功能，如处理实时数据，完成生所定义的各种功能，如处理实时数据，完成生产过程的监控和管理，故障诊断和分析，性能计算、分产过程的监控和管理，故障诊断和分析，性能计算、分析和经济负荷调度等析和经济负荷调度等u客户机客户机uSIS的终端设备的终端设备u发电企业信息化概述发电企业信息化概述 u发电企业

19、分散控制系统发电企业分散控制系统u发电企业厂级监控信息系统发电企业厂级监控信息系统u发电企业管理信息系统发电企业管理信息系统 u发电企业资源规划系统发电企业资源规划系统 u管理信息系统管理信息系统(Management Information Systems，MIS)u对组织进行系统化管理的人机结合系统，它综对组织进行系统化管理的人机结合系统，它综合运用计算机及其网络技术、管理和决策方法，合运用计算机及其网络技术、管理和决策方法，融合现代化的管理思想和手段，帮助管理人员融合现代化的管理思想和手段，帮助管理人员进行信息管理和辅助决策进行信息管理和辅助决策 u由人员、规程、数据库、计算机硬件和计算

20、机由人员、规程、数据库、计算机硬件和计算机软件五部分组成软件五部分组成 u硬件是管理信息系统的保障，软件是管理信息硬件是管理信息系统的保障，软件是管理信息系统的灵魂系统的灵魂图图 发电厂发电厂MIS应用软件系统功能应用软件系统功能u设备管理子系统设备管理子系统 u以设备的编码为主线，将设备的基础信息串联以设备的编码为主线，将设备的基础信息串联起来起来u检修管理子系统检修管理子系统 u以企业资产为中心，对资产的全生命周期进行以企业资产为中心，对资产的全生命周期进行管理管理 u物质管理子系统物质管理子系统 u要包括基础信息管理、需求计划管理、物质采要包括基础信息管理、需求计划管理、物质采购管理、物

21、资库存管理、物质资金及财务稽核购管理、物资库存管理、物质资金及财务稽核管理和物质定额管理等功能模块管理和物质定额管理等功能模块 u运行管理子系统运行管理子系统 u监控运行设备的实时信息，动态掌握、分析运监控运行设备的实时信息，动态掌握、分析运行设备的健康状况，执行行设备的健康状况，执行“两票三制两票三制”规定，规定，监测设备状态，发现设备缺陷监测设备状态，发现设备缺陷 u生产技术管理子系统生产技术管理子系统 u包括技术监督管理和技术创新管理包括技术监督管理和技术创新管理u安全监察管理子系统安全监察管理子系统u包括安全计划管理、安全生产管理、安全技术包括安全计划管理、安全生产管理、安全技术管理、

22、安全教育管理和事故管理等功能模块。管理、安全教育管理和事故管理等功能模块。 u实时信息管理子系统实时信息管理子系统 u范围覆盖了全厂生产过程，它通过网关与范围覆盖了全厂生产过程，它通过网关与SIS相相连，实现对全厂生产过程的经济指标监视及管连，实现对全厂生产过程的经济指标监视及管理理 u燃料管理子系统燃料管理子系统 u实现电厂的燃料进、耗、存信息传递的计算机实现电厂的燃料进、耗、存信息传递的计算机网络化，进行燃煤核算，为动态成本管理提供网络化，进行燃煤核算，为动态成本管理提供该方面的数据支持该方面的数据支持u预算管理子系统预算管理子系统u收入预算、燃料预算、物质预算、项目预算、收入预算、燃料预

23、算、物质预算、项目预算、费用预算、利润预算等费用预算、利润预算等 u成本管理子系统成本管理子系统 u制定有竞争力的报价方案，获取更多的上网电制定有竞争力的报价方案，获取更多的上网电量；辅助制定经济运行方案与成本控制方案，量；辅助制定经济运行方案与成本控制方案，降低运行成本，从而提高企业的经济效益降低运行成本，从而提高企业的经济效益 u协同办公管理子系统协同办公管理子系统 u包括公文管理、会议管理、车辆管理和电子邮包括公文管理、会议管理、车辆管理和电子邮件管理等功能模块件管理等功能模块 u人力资源管理子系统人力资源管理子系统 u党群管理子系统党群管理子系统 u综合查询子系统综合查询子系统 u系统

24、维护子系统系统维护子系统 u对整个电厂管理信息系统的权限、资料字典、对整个电厂管理信息系统的权限、资料字典、代码、表格、系统日志等系统设定进行维护与代码、表格、系统日志等系统设定进行维护与管理管理 u实用性和先进性实用性和先进性u网络高速、可靠，提供不同类型的网络接口和网络高速、可靠，提供不同类型的网络接口和互联手段互联手段u标准性和开放性标准性和开放性 u硬件、软件、网络协议和数据库系统都采用与硬件、软件、网络协议和数据库系统都采用与国际标准兼容的开放协议国际标准兼容的开放协议u稳定性和安全性稳定性和安全性u采用双链路容错、核心交换机、数据库服务器采用双链路容错、核心交换机、数据库服务器和应

25、用服务器等重要设备和应用服务器等重要设备u经济性和可扩展性经济性和可扩展性u网络平台具备对多协议的支持能力，同时具有网络平台具备对多协议的支持能力，同时具有良好的扩展性和灵活性良好的扩展性和灵活性u可维护和可管理性可维护和可管理性u采用集中管理软件等多种技术手段保证整个网采用集中管理软件等多种技术手段保证整个网络平台易于管理和可维护络平台易于管理和可维护uMIS系统硬件设备系统硬件设备 图图 某电厂某电厂MIS网络拓扑图网络拓扑图uMIS系统软件系统软件u关系数据库管理系统关系数据库管理系统u服务器网络操作系统服务器网络操作系统u客户端微机操作系统客户端微机操作系统u网管软件网管软件u网络备份

26、软件网络备份软件u企业级防病毒软件企业级防病毒软件u发电企业信息化概述发电企业信息化概述 u发电企业分散控制系统发电企业分散控制系统u发电企业厂级监控信息系统发电企业厂级监控信息系统u发电企业管理信息系统发电企业管理信息系统 u发电企业资源规划系统发电企业资源规划系统 uEnterprise Resource Planning u采用计算机和网络通信技术的最新成就，采用计算机和网络通信技术的最新成就，是旨在对企业的多种资源进行计划和实现是旨在对企业的多种资源进行计划和实现物流、资金流、信息流（物流、资金流、信息流（“三流三流”）统一）统一的操作平台和管理信息系统的操作平台和管理信息系统u发电企业应用发电企业应用ERP的可行性的可行性 uERP主要应用于传统的制造业，从广义来讲，主要应用于传统的制造业，从广义来讲，发电企业也是一个生产企业发电企业也是一个生产企业u成功应用成功应用ERP的发电企业的发电企业 u如上海外高桥发电公司