厂级监控信息系统

总结资料总结资料厂级监控信息系统（56）在超临界火电机组的应用摘要：本文通过介绍厂级监控信息系统的系统配置和主要功能，结合国电荥阳煤电一体化XX的实际成功应用情况，比较系统的阐述了华电天仁公司的厂级监控信息系统在国电荥阳煤电一体化XX的应用情况和所存在的不足，对于今后的应用和推广该技术有一定的借鉴作用。关键字：厂级监控信息系统、600MW“川”火焰机组、应用引言火力发电厂厂级监控信息系统（SIS,SupervisoryInformationSystemforplant皎©1）,属于厂级生产过程自动化X畴，其主要目的是建设实现厂级管理信息系统（乂£）和机组实时控制系统即分散控制系统（DCS1网车间控制系统（PLC）、电器网络监控系统和电能计量系统等之间的桥梁，在整个电厂X围内信息共享，真正做到管控一体化，为全厂实时生产过程综合优化服务，提高电厂整体效益。目前，各火力发电厂SIS系统的设置还处于开发、应用、推广阶段，前一阶段5£的规模、功能和技术条件还不统一，因此尚需要不断尝试、总结和提高。概述国电荥阳煤电一体化XX一期工程使用的是2x600MW“川”火焰锅炉的超临界机组，厂级监控信息系统（SIS）采用的是华电天仁电力控制技术XX比较成熟的一套系统，提供采集所有控制系统的实时数据、建立长期存储实时历史数据库，并以此为基础，实现厂级生产过程监视和管理、厂级性能计算和分析等基本功能，以及主机和主要辅机故障诊断、报警、主要设备状态（泄漏、磨损等）检测和计算分析等可选功能，并向MIS提供过程数据和计算、分析结果，自动产生各类报表以满足电厂对于生产过程的管理要求，确保机组安全、高效运行。系统介绍与应用硬件配置网络配置主干为冗余千兆工业以太网，1000Mbps连接到各服务器，1000Mbps连接到各控制系统和乂£。网络结构参见图1交换机配置冗余的工业级核心交换机。核心交换机布置在集控楼中（13.7米层）。核心交换设备应支持VLAN、组播控制和PortPriority（端口优先级）、端口MAC绑定（只允许联接绑定的主机）、基于IEEE802.1p的流量优先级设置，以最大程度地限制网络上的广播和组播信息，提高网络的可靠性和工作效率。核心交换机备板上要留有适量备用插槽以便于系统扩展。核心交换机采用加拿大罗杰康品牌。配置4台罗杰康交换机作为SIS核心交换机，具体型号规格如下：RSG2200-R-RM-HI-HI-FG02-CG01-CG01-CG01-1CG01：2台。RSG2100-R-RM-HI-HI-TX01-TX01-TX01-TX01-CG01-1CG01-TX01-TX01-TX01-TX01：2台。国电多媒体广域网系统采集转发#1SIS接口机SIS系统图1：系统网络拓扑结构图DCS

系

统#1DCS接口机国电多媒体广域网系统采集转发#1SIS接口机SIS系统图1：系统网络拓扑结构图DCS

系

统#1DCS接口机SIS工作站#2SIS接口机接口设备⑴SIS与下层控制网络(DCS、辅助系统、脱硫等)的配有数据接口设备，这些接口设备对于下层控制网络数据的读取有严格的授权并不对下层控制网络进行修改、组态或对工艺过程进行直接控制，不应影响下层生产控制网络的控制功能。(2)所有的接口协议均为OPC丫2.0或以上版本。华电天仁负责接口的OPC及信息安全措施。所有的OPC硬件应是通用的，基于RS232/485/TCP/IP网卡的商品化接口硬件；接口软件不是临时专为本项目开发的产品，而是商品化的、有完善的文档与技术支持的最新版本的软件。(3”£与下层控制网络的接口均定义为单向的，任何情况下不会影响DCS/PLC等下层控制网络的安全性，且其可靠性在受控X围内。(4)重要接口应采用冗余方式，具体根据工程要求决定。(5)接口的控制系统如下：#1机组DCS#2机组DCS3)机组公用DCS辅助车间控制系统NCSTDM锅炉炉管泄露检测系统输煤程控系统等(6)配置12台接口机(2台冗余)布置在现场电子设备间机柜内。每台接口机均安装防病毒软件。接口机采用研华工控机，每台接口机至少能缓存所接控制系统的至少48小时的实时数据。接口机配置：采用磁盘阵列，内存1GBW±,CPU为Woodcrest2.06出以上，硬盘容量73GBx2以上(RAID1)，3块1000M网卡。服务器配置SIS服务器：SIS留与GPS的接口，56网上各服务器的时钟均以GPS时钟作为标准时钟。生产实时系统配置一台硬件级容错数据库服务器，一台应用服务器，一台镜像服务器，一台Web发布服务器。生产实时系统服务器采用机柜方式，一个机柜内公用一套液晶显示器及键盘鼠标，通过信号切换器切换。服务器选用NEC。数据库服务器配置一台NECExpress5800/320Fb-LR容错服务器作为实时数据库服务器，外置磁盘阵列或设置存储局域网系统。服务器：处理器2颗Xeon5120双核1.6GHz内存：2GBRAM标准内存，可扩展至8GB硬盘：2块146GB(10KRPM,RAID1)SCSI网卡：冗余千兆以太网卡应用服务器配置一台NECExpress5800/320Fb-LR容错服务器，作为应用服务器。服务器处理器：2颗Xeon5120双核1.6GHz内存：2GBRAM标准内存，可扩展至8GB硬盘：2块146GB(10KRPM,RAID1)SCSI网卡：冗余千兆以太网卡镜像服务器配置一台18乂3850服务器作为镜像服务器。增加一台田乂3650服务器作为川0匕发布服务器。机架式服务器：CPU：IntelXeonDP2.8G以上至少2颗、可扩展为4颗、高速缓存：512阳、内存：8GDDR333ECC、SCSI硬盘：73.4G10000转2块、网卡：千兆网卡2块、冗余电源、光驱。存储器存储器载体为磁盘阵列：选用光纤磁盘阵列IBMDS3400,配置4x300G的硬盘。功能站和客户机配置一台值长站和一台工程师站：值长站：乂57:CPU:Intel酷睿2双核E2180(2.0GHz)、内存：26DDR333、IDE硬盘1块：160G7200转、网卡1块：100M电口网卡、DVD光驱、显示器(与DCS一致)。工程师站：M57:21〃LCD、CPU:Intel酷睿2双核E2180(2.0GHz)、内存：2GDDR333、IDE硬盘1块：160G7200转、网卡1块：100乂网卡、DVD光驱、显示器(与DCS一致)。外围设备(1)打印机：打印设备是人3幅面的黑白激光打印机，打印机内存至少应为向，采用进口品牌产品。打印机数量设置：值长打印机2台(A3黑白激光打印机：匕］5200),网络打印机4台(A3黑白激光打印机：匕］5200口)。(2)LCD、键盘和鼠标电源SIS电源分配柜，放在集中控制机房内。系统提供两路交流220V±10%,50HZ±1HZ单相电源。SIS的核心设备(即除了终端计算机和分散在中心机房外的分交换机的所有设备)提供两路电源切换和UPS电源装置，以保证服务器的数据不因电源故障而造成丢失，两路电源切换时间应为毫秒级。具备双电源模块的设备，单个模块就应能保证设备的功率需求。对可接受双电源设备，一个电源接自UPS,另一个电源接切换后不经过UPS的电源。对只接受单电源的设备，接UPS电源。实际指标：外部电源消失后UPS供电时间＞8小时功率要有30％的余量输入电压：两回AC220V±10%抗干扰和环境适应能力(1)系统能在电子噪声、射频干扰及振动都很大的现场环境中连续运行,且不降低系统的性能。(2)系统设计采用各种抗噪声技术,包括光电隔离、高共模抑制比、合理的接地和屏蔽。(3)在距电子设备1.2团以外发出的工作频率达470MHz、功率输出达5川的电磁干扰和射频干扰,应不影响系统正常工作。(4)系统能在环境温度0~50℃,相对湿度10~95%(不结露)环境中连续运行。布置SIS网络接口设备放在就地电子设备间；服务器等放置在行政办公楼信息中心机房；用户终端分别放置于各相关生产部门、机柜。如下图：

图2：机柜及内部配置曳一加-••乩各・图3：人机界面3.2软件功能及应用3.2.1图2：机柜及内部配置曳一加-••乩各・图3：人机界面3.2软件功能及应用3.2.1系统人机界面中国国电性能计算利用高效有序的数值计算引擎——Vestore计算平台，对面项具体设备、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，从而达到性能检测的目的。包括以下系统的计算：

(1)全厂性能：全厂负荷、全厂负荷率、厂用电量、综合厂用电率、全厂补水率、锅炉效率、汽耗率、热耗率、全厂发电煤耗、全厂供电煤耗等；如下图:全厂性能指标趋势M缠,映帝Ian金mIIDD5daM缠,映帝Ian金mIIDD5da10ll-niIDIT1MIE>2]da机猊供电埃那ML组发电WU£n15MmlllbIDITO]WZS-H1—1JHLAI1—1JHLAI1用功*械*觇功4/号转—a。机祖市动助T样电乱ET：*3*1——木■「flfl_332ES—1tfKLhlHlnl限电1+汽设H-XfiCS—M号m制Hl电由电|n4堪H_3S£3fl一巾，幅电mmmse—1%明IH曲戈电h■那偃上界盼——2.HL4IH；祖鼠电疗部K£_MS37—办I胃中世地二3S6T瑞向厂用胆率机婕妹*E率ni^tx>ian-iDidi?aimiriD—1省明氏如川也瑞向厂用胆率机婕妹*E率ni^tx>ian-iDidi?aimiriD—1省明氏如川也也切汨一£M祖范Arju电1_3sina―4m咋airiimt_332B2期的效率m 三⑪I。*邛lhIDMHOin11□□ 10I?:1DIQ33SD一1卜扑闻幽IL1声毛一？。〃电幽4f_3SH-T.I招生卞J33G石排烟“概失—a|；m电%环共独十fss一■>.!^r，i**r_33272固件未完生胤爆出战先图4：全厂性能指标(2)机组性能：机组负荷率、厂用电率、补水率、机组发电煤耗、机组供电煤耗、热耗量、汽耗量、热耗率、汽耗率、机组热效率等；如下图：壬技8餐 V餐能育京i:用71口1穹羯一生产一轼目』一1具叨值・ *1+*ttl薜出可止融更麋BlfcrflrWSfiH:,过开k*节懵/ 相配工出13:1。'.［掂匕羯 *11Q生产事去 用1+吊岬闭叮士耻同型ilL展-性会计Hmm全「性能君主「性较KJ3W目至「性莹秆极田m口『取到土隼3ttBE3WiTS口镰肘辞5启£力赠科反能羽区坦弟篇雪苴利上龙门帖中予发巧决拓中承圾引鼻至JF技=1仃侬1却捕习性H言式上nwriiitH3MJBFS水利圉£三好才手芭口整妁:+，孤. EM..工援如 。|二4ww* 国团/况时*里＞计1机组一行号n丽汲二乐■»一♦日就计一1fifi・01.超14即也”我q.*dti谢静栩安3盟MEHLH5LV-HM1i/电|川电中、Mlm5韵松奉£1，面BUT*制愚第V国即理事«Ku»团阳?累呻W1MIX?1liRI]S.®1叫昌”.袁钥1维mm决1f.0?知02t)Y审W1T13Ms1MJ?11一情则/社1&BLW竹1E朋M1着1£1七UIBt那刖3£函H：1：再建・1^4571检罂菁1内IH力MNW.H1T.M用I.Huuih■1泯屋淞*11r超£空U电山地田力K0M?史XR鼾市海道t7E8.Kavi.-ai括京11；ff用冈8W】$2能图4：性能指标汇总(3)锅炉系统：反平衡锅炉热效率(GB)、GB各项损失、锅炉热负荷、主蒸汽流量、主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽压力、再热蒸汽温度、给水温度、送风温度、过量空气系数、排烟温度、锅炉氧量、锅炉排污率、过热器减温水温度、再热器减温水流量、再热压损等。如图5：帮助弹出存止浏点眄号男好所数据回放：设置开始用万悔羊IH讲Q 孽数削宜加1也":334-K771MW*121ttltI和就为系洸*1|?*1帧5〕〔#1曲眼JKflC*1芭”共，K「IWM文*曜|〔秘AflMlflE*1rn-：-.f.±f®，中忖* 生E国|nm手位故限工忸护工露九观触Ml134r.DI2nm手位故限工忸护工露九观触Ml134r.DI2mg」!SIfk口MFsi193加炉十怂八;HJULHM-M-4船;仍FiJM带九山.□MPs)3.05他始曲初石九用」求亡我炉淅麻ffiL也pKa.suT以曲厚咕：从小斌中.tnhes*ei6用料*M遍出而口LHh3.01口必皿血『支37.-AG1口■TI到利网值p13B.BQ11•HI+IU”家.Ge.s?12空用的俎呼奉河答如片曲空w之内・14WgiTlIKPa•BG-.&B10率凶H1.701B再搞歌不必e.ai钿中■■砒呼*]白Q等之1B川加热h收来院G.1410化竽加吃牛惴6 人X0.00Y0桃，**士炳梅热痴强a.D?21Q.4T22*0-42除土器引风机Jftik?4t?l./1■6.为k」汴t曾WAik-丹士酒: PT事11TI41卜工段财L*n吸_再胃7■口”一—策1网E"不胃二批切理耐人口5'=图5：锅炉指标(4)汽机系统：高压缸相对内效率、中压缸相对内效率、循环热效率、汽轮机主蒸汽流量、汽轮机主蒸汽压力、汽轮机主蒸汽温度、汽轮机再热蒸汽流量、汽轮机再热蒸汽压力、汽轮机再热蒸汽温度、汽轮机进汽流量等。如图6：奔教邑!!置2011-08-1016:46:27粘Hb弹出河止副点.列孟超的分析奔教邑!!置2011-08-1016:46:27#1|Ahi和4♦1地本事断4”嚼由承触l-343OBI?n3，工17SBWFn#T-lllSiCSSPJILI|37fIdMP0P仁MPJ5-N5s归口窑41.iO*i汽国性#1|Ahi和4♦1地本事断4”嚼由承触l-343OBI?n3，工17SBWFn#T-lllSiCSSPJILI|37fIdMP0P仁MPJ5-N5s归口窑41.iO*i汽国性JTfc #1坨M科生13.IEMPa 仪53V白飞褪皤瑞z-iif啕fcstiLnrrrfc◎」ft能WS7tn3.13MPfl33dg七3由5IV产& T：—高正打rietvr>g.331MPa37B7B七31.S5<kg，口甲J叶『上|(解「筌如土.上五娱:产CrT”电灯湿假尸父流踪1——tVML片I+n:»“什I”产1,y■■&•_c=曰■3图6：汽轮机指标(5)给水系统：(高压加热器及除氧器指标)加人气上端差、加热器下端差、加热器进气流量、除氧器进汽流量、除氧器进水流量、加热器温升。如图7：机俎门出功聿J423.5^1机俎门出功聿J423.5^1MWfill用描班伯票1况如不：，！n|||除羽潜urui/jMFa3.口91.53O.ftiB班汽泓.度打理於313.504ftS.5J23B6.25It汽浓£计1S391春152.450548培水压力MP321.0421m21.04Z«4淮11个水仁度T23-7.3020i.4B175.15130.641小|］0相用度£204.9523了事1202.43172.04睛水湛「I27.65必用227.3341.卬「榄HI的13491349瓯1Hi4a明日日Nm用水祖度七241.5320T.O3177.50—筑相罐St/n83由9"良卯228,25一上湍洋TD：-1.770.07■0.33—||曲晶卜播不飞6■溷4,552.35—蟆改06H2011-03-1016:51.23帮助弹比后止则点列表趋野妗析瓢据回族：设置开始S1?蟆改06H2011-03-1016:51.23*1HLSUnite 型热J笈斑 斯I;气机ft陛 打番枇君犍 为陵注力:第峨 扪良吃系理： *1E型注位 #1.1用电济斑#3田掘竹值 生J #ifc加热热上相露-1iWinfiii.3p_32042•—1号机组加热热上相露-1iWinfiii.3p_32042•—1号机组#2起加词帘_32H43—1号机制毒3高山|增整号工IO19:00IO23:00ma单代「值U5低加 陷陆til进代戒力MPa0.19£).07旭汽福啜t278.61205.34进汽流Rt'h2sLl131,71藕钻事地力MPs2.64264进口给木温里112429465出1」骷好UftC130^7一2M给水源升£18-05130^进米而量i/h074.2697426谛水温瘪V111.649244荒木浓吊林120.1151.82上哨空e1.42220加提出下附片c-0.701-2.21他和F端差艮］加热都卜.端热—1号HL4WM前如1时水抹近a«E_m2日m?一1号CLSl事工沟力口新水接近aUM：_3W333—13H闻wm育加时水抹近a«E_m血4图7：给水系统(6)凝结水系统：加热器上端差、加热器下端差、加热器进汽流量、加热器温升。如图8：拈助理出停止加1直列恚起黜阳1拄据目放：我置开帕普停退进使进B 参数配置胤川-加-忖他网/£蛭“川飞中「用"址也国*1势力赤发］叱机性能11*1纳小融t*i承培水京餐利氏空乐生||拌(阿超忝！丽厂用电系/［wai用性韶［kritti42B.13MW.nr=；.nr=；「nmnzrriiiinnrid?33tninrrm73nr-1号&血#5低U愤差3N34E--1年反沮*5仙,川喧，：mZ吕46j 二］-5.口 一..l.. ： j ： v—■ID□3-□D10O7EC IDIItJQ ID1SS1D IO1Q：DD ID23：DD—1号机组出低加琏水粒近沏度_32235—1号机组梯低5琏水低近沏收J32a3E图8：凝结水系统(7)真空系统：凝汽器端差、凝汽器水侧阻力、凝汽器真空、凝结水过冷却度、冷却水温升、冷却水流量。布置类似图8.(8)风烟系统：空预器漏风率、空气侧流动阻力、烟气侧流动阻力、一次风温升、二次风温升。如图9：希助睥出百止恻点列表理势分析数据回敢：设曾开始皆阡归进-夬进举数B6H2011-09-1016:58.-13・找以野小fz.MlfllA心㈤芝，F中it虫电.格坟E厂川电鼻洗"HUlHtffl:她出用1加利*t站木审册#1在空寻罐-^r-1.7flKPa13B.WX,I-l.flftKPhinS.ftiftT加黑力高皖IW1/虬性酯|I科机组仃M功率r-129.13MWID辨u7~[>EIft■-C[lb

EHr

1■czzDf

ctf?OC]也r4HL日法F4.M1西W号硼单■位畋就用0项目更斯IT4及U址位—1—工工到招再想巴辛1411155r地的岗b■而।山中Ifil日2□中闺器月入U刷丁看W%62密即世AHU1恻气401同文a.oi中利希的山匚1网,1詹寰E九修友11<1『^^BA口烟”「?粗1st凡口！13空!跑邛a工rcm际』Fn.jjK尸耳1.CS7中闺&I曰三‘4网漪励即UKFm10511i£MliMEP37.17/通曲向推nw施讪血上KFN-I..42fi史:T*K-EiH'r-CIMiJS^jNLJjKPa1.^11ZP，的17F1*1OC卜期溜1甩g|-g|-1 视图明叩44」，了一--1'，_!用1力可他咯曰汨14*_3,727IDO3:<l<j1<IOF:口。!□ll.OClIQIE:电。1019.CKl1Q£3:<lO1号fRn近14田jfflLJ3：3RNT—】/FHJU_mm4NW

1。口9出口1口<1丁:00 1011.<MIOlS:0d10~19.<Kl102^:0d图9：风烟系统指标(9)厂用电系统：包括引风机、一次风机、送风机、磨煤机、电动给水泵、炉水循环泵、凝结水泵的单耗、耗电率。此指标以报表的形式下发。耗差分析机组的耗差计算的目的在于降低机组运行可控损失，降低机组煤耗。耗差分析是再机组在线性能计算的基础上，利用高效有序数值计算引擎一一Vestore计算平台，通过对机组热耗、煤耗有直接关系的各项参数进行连续的监督、分析，将机组运行各个参数实际值与基准值进行比较，计算出因两者相差造成对热耗、煤耗的影响。主要工作：一是完成机组可控耗差参数和不可控耗差参数的基准值计算；二是采用等效焓降法和热偏差法分析这些参数偏离基准值进行对机组煤耗或者热耗的影响。运行人员则根据分析结果及时地对工况进行调整，使机组运行的煤耗接近于最佳值。包含功能如下：一是完成机组可控耗差参数和不可控耗差参数的基准值计算；二是采用等效焓降法和热偏差法分析这些参数偏离基准值运行对机组煤耗或热耗的影响。分析指标包括：负荷、主汽压力、主汽温度、在热蒸汽温度、再热器压损、高压缸效率、中压缸效率、低压加热器上下端差、高压加热器上下端差、凝汽器背压、凝结水过冷度、排烟温度、排烟氧量、给水温度、再热器减温水量、飞灰含碳量、补水率。以上指标表现方式分为机组总耗差分析、#1机组耗差分析、#2机组耗差分析。机组和总耗差布局相同。

全厂耗差指标汇总m口aIC皿kM6MM科飘IE琳'KEtW11LT2上空口更1Util,如1电；&说-DjU]4*k£B1tianE1例4jaJmi1品币111ZF.lfi£4]1ICE、与倒am-DIH4IH3■1S5Tr«.hasisr■1衣必az4JWATCtM1*抬5弱的-i«HiJ0J91-1031.73MF冈Tsa?BMEEDpn--2a-DLI212T5,M--I.M”B54U.滑fl%11-E-0.07?物蜴I5M加:HE2mWBJRd照5«W-1J1匚曾伊加M4*画中注4-K，函於0加g也信a煤dfl上戊aoa2l3t网9.11D£l白面g11M0Tl'04hlquu4MF由a.QO1.t&54-QJ?(jjiiDJXl♦1田Ie4LM-DL<1.n*-fiL??■D山flHi"*4A力制ae»OM金3,：?.cac?砌融融县用豆■tlKtLHIN-ti44胃站上至由地ITIh&1时ii5fl7不¥K77ti由1ft办的/引苑版-H*阻dll.--SfY-lJ%用17A5JI•即EE耳曜.iAuHMP%DO*.椅中0*11曲T烟!■h父乂鳖”-1W甥S3146iibMfr!%Ef.TS三乂i-9?11T1N11HTBiMMmH与的-*1HI制1V*岫a®3G1叩U4羽咋■■我Mc■0旬-LfiQ网UiWRfNIL解o,1|0Q*2QB中皿WgltLta054如f如il抬IM001#4J0-ClW,?MbUg岫ft-HMM4E-1*湛4.atilTim。於W1JW'...：>BK1I4I2142«■Dffi也以中国1onHI诉2»■a口41G11MihUr叫即]|心1:r-r1UHQBXrinfr-riU±ea-CiM-Ij]|皿muT「-lam5B&日7%口幽n-rii3£(HIEEJU3«a-IJ74由a■IHETim-Sai-7114n3■n占由・旧-JJly如in:(DHI9ED金ri-2*1-QJlXrq乃z营Liinr1K?-3W$<«>•31tau.£M71，*153.LI卜IE口的--4b«图11:全厂耗差分析生产报表在国电荥阳煤电一体化XX的实际应用中，报表主要分为：（1）机组报表：各个机组的生产运行月报表、日报表；锅炉运行日报表、月报表；汽机运行日报表、月报表；电气运行日报表、月报表。报表按照目前公司的四班三倒制度将一天的总运行情况分为三个时间段分别形成三个报表，以便月底年终发电运行部各个值进行考核。日报表每日交接班之后以excel表格形式提供下载，月报表则次月月初提供下载。并根据需要上传至分公司。（2）综合报表：#1、#2机组发变组月报表、ESS月报表。次月第一天提供下载。（3）考核报表:#1、#2机组电量单耗统计报表（月报）、