NEC容错服务器在电厂SIS系统中的三大优点
刘建光部长2 王军博士1黄后生2陈丽2
（1 艾默生过程控制有限公司北京 100020； 2 NEC信息系统（中国）有限公司北京 100083）
摘要：厂级监控信息系统(SIS)是未来电厂信息系统的重要发展方向。本文结合NEC容错服务器独有的单台主机实现所有部件冗余的特点，和SIS系统对硬件体系结构的要求提出建议，提供稳定的超信价比的方案。
三大优点：单台所有部件冗余不需另配软件—操作简单、数据时时备份切换便捷—安全、硬件实现冗余需要要附加软件—降低成本
目 录
1．电厂厂级信息系统概述 (2)
1.1电厂监控信息系统 (2)
1.2电厂监控系统的方案 (3)
2、NEC容错服务器产品特点介绍.....................................................................错误！未定义书签。
2.1NEC容错服务器介绍 (5)
2.2NEC容错与双机对比 (6)
3．附件：NEC容错服务器实际应用 (7)
3.1华润常熟电厂系统结构举例 (5)
1．电厂厂级信息系统概述
1.1 电厂监控信息系统
随着电厂体制改革的深入，市场化已经成为电厂运营的必然趋势。面对市场化改革，深化信息化建设、优化生产运行水平则成为电厂企业提升自身竞争力的有效举措之一。目前，多数电厂企业自动化水平已经有了长足的提高，但仍存在生产过程数据分散、无法有效利用等问题。厂级监控信息系统（SIS：Supervisory Information System）正是针对这些问题而提出的，旨在实现全厂过程数据集成，优化生产运营的目的。它面向生产过程，处理全厂的实时数据，是厂内单元机组DCS和公用辅助车间级自动化系统的上一级系统，同时也是整个企业信息系统的一个组成部分。SIS的数据库不仅要支持大量数据的共享，维护其数据的一致性和完整性，还需要高效的处理机制来支持大量历史数据存储与检索。传统的关系数据模型难于直接适应这种综合应用需求，所以SIS可采用一种混合存储模式，即：利用实时/历史数据库来存储生产过程数据，利用一个小规模的关系数据库存储SIS的其它配置信息（也可考虑利用MIS的关系数据库存储SIS配置信息，但从安全和性能角度考虑，推荐采用独立的关系数据库）。监控信息系统建设实时数据平台目的是在厂内信息网上实现生产实时数据的显示与查询，及时地了解现场工作情况，包括设备的状态、现场的参数及工艺过程等信息，实现重要参数的历史存储。并在此基础上，将生产实时数据用于其它管理和分析应用系统，如报表统计系统、性能分析系统等。具体说来，必须解决下列问题：
安全可靠的数据接口：过程数据来源于多个不同的控制系统，为此采集数据的同时必须确保生产系统的安全运行。
集中统一的数据：整体规划全厂的生产过程数据，包括数据的格式、流向和访问方式等。
应用系统规划：提供生产过程监视、数据趋势分析、设备状态浏览、参数自定义查询、远程浏览访问等功能；其余高级功能将在数据集成工作完毕后继续实施。
考虑到生产实时系统的重要性以及将来的发展，在设计方面应遵循以下原则：
安全性：实时数据平台连接着控制系统，设计时的首要任务是不能破坏控制系统的结构，不能影响控制系统的运行，确保在各种情况下控制系统的安全；
易用性：采用B/S的软件架构，用户通过网页的方式获取生产信息；
先进性：采用过程图形仿真技术，将控制室的信息在用户的计算机上显示，所有的内容都能够保留，包括静态和动态元素，实现了控制室到桌面的延伸。保护了用户
的现有投资，并有效地缩短系统建设的周期。
开放与标准化：实时数据平台向下提供多种接口，可以接入更多的数据源，向上提供标准的接口，为未来的应用提供数据；
易管理性：系统的维护和管理集中于服务器，通过可视化的界面实现管理功能。
1.2 电厂监控信息系统的方案
通常电厂信息系统的一般逻辑结构如下图所示，以SIS防火墙为界分为SIS和MIS 两个部分。MIS部分包括MIS网络、MIS数据库、各种应用服务器、Web服务器和所有的客户端，并且通过防火墙和路由器与Internet或者发电集团广域网相连，以支持远程数据访问。SIS部分包括SIS网络、存储生产过程数据的实时/历史数据库、存储配置信息的关系数据库、负责采集生产过程数据的接口站、承担应用计算和业务逻辑处理的SIS应用服务器、负责SIS维护管理的SIS管理站、值长站等。
电厂监控系统最核心的部分就是三个数据库系统：生产过程数据库、SIS配置信息数据库和MIS系统数据库。但传统情况下，此三个数据库系统由于历史的原因往往出现一些“信息孤岛”或者难于管理的现象。如下图所示，每套数据库均采用双击热备的方案，各自有自己的存储子系统。
这就给整个系统带来了许多问题：
双机热备机制本身带来的固有缺陷：
故障切换时间导致的停机时间；
故障切换导致当前任务重新开始，正在进行任务进度丢失；
系统维护非常复杂，一段时间的运行维护可能导致故障时不能自动切换；
软硬件系统的双倍投资。
存储系统也存在混乱局面：
各存储系统相对独立，不便于管理和造成投资浪费；
备份系统不统一，只能各系统自行备份，管理繁琐和投入浪费；
2、NEC容错服务器产品特点介绍
采用NEC容错服务器有效解决了电厂三个数据库系统的以上问题。容错服务器采用硬件冗余技术实现高可靠的系统，但是对用户使用来说就是一台单机，不仅提高了可靠性，而
且故障切换时不会丢失当前任务。
方案特点：
采用硬件容错技术，保障系统的安全性、易管理和性能要求，便于业务发展；
SSI（Single System Image）的容错服务器无单点故障，能够保证系统更高的可靠性（99.999%）；
应用系统和用户无需任何额外配置和操作，和单机一样处理，实施和管理方便。
2.1 NEC容错服务器介绍
Express5800/320Lb2-R 采用了Intel Xeon TM 处理器 3.06GHz。该产品采用了 ServerWorks ServerSet.III GC-LE 芯片组，MPGA 组装、512KB On-Die 高级传输缓存和 533MHz 前端总线。 该产品可提供最高 6GB SDRAM 内存，带ECC校验功能（每个 CPU 模块）。冗余热插拔硬盘驱动器子系统可支持最高 311.1GB 镜像存储容量。该产品可提供两个 PCI 插槽（每个 PCI 模块）用于实现可扩展性。
根据实现易于安装和管理的目标，NEC Express5800/320Lb2-R 标准配置有NEC EXPRESSBUILDER 系统安装软件（用以完善安装操作系统）， NEC ESMPRO 管理软件（保存于 NEC EXPRESSBUILDER CD）。集成式远程管理功能提供了通过局域网或调制解调器连接控制服务器资源的远程控制功能。
NEC Express5800/320Lb2-R 容错服务器旨在服务于其第一要求为服务器性能中的最高可实现正常运行时间的商业关键操作。该款基于 Intel的服务器比常规服务器能够保证提供明显的更高的正常运行时间，并且相对于高端/高可用性服务器和群集能够在单个机箱内提供较为廉价的备用方案。不同于涉及复杂系统设计、广泛规划范围、冗长安装过程及活动管理的群集，NEC Express5800/320Lb2-R 易于安装、使用和维护，因而能够提供简化可用性。
NEC Express5800/ft series Intel 架构服务器由旨在实现容错可用性的硬件配置组成。系统中的所有硬件模块（CPU 模块和 PCI 模块）都采用了冗余设计，并且配置有 ASIC 电路用以实现数据处理结果的持续同步交叉核查。也就是说，任何这些模块中的故障都会被自动检测到，而出现故障的模块将立即与系统隔离开。系统从而可在简单模式下使用其余功能模块继续正常运行。NEC Express5800/ft 系列因而即可实现容错级别可用性。该新型号功能和性能都得到了改善。
提供在空间紧张环境下运行高要求和商业关键应用程序的需求，NEC Express5800/320Lb2-R 是成长型企业可以信赖的经济型中等容错服务器。
2.2 NEC容错与双机对比
1、性能对比
从硬件配置和性能测试来看，容错服务器和单台同配置的服务器性能没有差别，并不会因为容错而导致任何的性能下降，因为容错服务器是完全依靠硬件保障可靠性的，并不需要系统资源完成故障切换和监控。
2、可靠性对比
双机热备系统可靠性达到99.9%，而容错系统的可靠性能够达到99.999%，也就是说全年的停机时间从8小时降到5分钟。双击热备虽然是两台硬件冗余，但是同时又引进了双机软件，使整个系统的可靠性并不能理解成为两套硬件对系统的可靠性保障。而且，由于双击热备系统维护过程中对使用者技术的要求，往往在系统故障时会因为使用过程中双机或者应
用系统的配置变化而导致无法故障切换，存在较大风险。而容错系统采用的是硬件检测和切换故障，不引进任何额外的软件，对于使用者来说是单一的系统，不会因为维护过程影响系统的可靠性保障。
3、可用性对比
容错系统对使用者来说完全是单一系统，对于操作系统以上的应用完全透明，应用不需要做任何更改，维护不需要额外的技术背景。
双击热备要求维护人员有较深的双机技术背景，安装实施复杂。双机系统对应用的支持需要额外的投入，比如对数据库系统和其他一些标准应用，用户需要购买相应的Agent才能支持对该应用的故障切换，对于非标准的应用（软件开发时没有事先考虑留好接口）双机软件不能支持故障切换。而且实现切换也需要做较复杂的配置和脚本调试。
4、故障切换对比
双击热备的故障切换是当主机出现故障时，在Standby机器上重新启动所有的应用，这样必然导致用户当前任务的丢失。也就是说客户端当前进行的操作将终止，所进行的业务需要从头开始。一方面造成客户应用的停止，另一方面将给后台系统造成一些不必要的麻烦比如垃圾数据。而且由于所有应用都需要重新启动，切换时间最少在1分钟以上。
容错系统当出现故障时，由于Cache、内存和硬盘的数据是完全同步的，而且两套系统是同时工作的，所以切换只需要把输出从故障部分转移到正常部分即可。当前的任务无需终止，完全无缝地切换过去，几乎不用切换时间（应用完全感觉不出来）。
5、成本对比
综合考虑系统（软硬件）成本，容错系统相对双机系统有较大的成本优势，而且双击系统还没有考虑系统后续的实施和维护成本。
3．附件：NEC容错服务器实际应用
下面我们可以了解一下华润常熟电厂SIS系统的架构，以及NEC容错服务器在该系统中的应用。
华润常熟电厂生产实时系统沿用主流的SIS系统架构，建立单独的生产实时数据网络，与现有MIS网络之间通过硬件防火墙隔离；所有的客户端(除值长站和管理维护站外)，均通过防火墙访问数据库服务器数据。具体结构如下图所示：
生产实时系统为每个控制系统提供独立的接口工作站。接口工作站配置双网卡，分别连接控制系统的以太网和实时数据网，负责控制系统的数据采集工作。同时，接口工作站具备
一定的数据缓存功能，能在生产数据网故障情况下暂时将控制系统数据存储到本地，待故障恢复后将数据转移到实时数据库服务器中。
生产实时数据网中配备数据库服务器、应用服务器、值长站和管理维护站等。生产实时数据网和MIS网之间使用硬件防火墙进行隔离，在防火墙的配置方面，应遵循最小最适用原则，仅打开必要的端口，封闭所有无关端口，以此提高实时数据网的安全性。
NEC容错服务器单台机器中所有部件的冗余，保证了数据的时时备份，单台机器也不需要用软件来实现数据的备份和与生产实时数据网的连接，这样电厂SIS系统管理人员在使用上更加简单，同时也减少了故障出现的几率。由于NEC容错服务器是在硬件上实现了部件的全冗余，Cache、内存和硬盘的数据是完全同步的，而且两套系统是同时工作，所以当出现故障时，切换只需要把输出从故障部分转移到正常部分即可。当前的任务无需终止，完全无缝地切换过去。购买单台机器也不需要另外采购相应的软件，也大大降低了投入成本。
综合来讲，华润常熟电厂生产实时系统实现全厂过程数据集成，优化生产运营的目的。它面向生产过程，处理全厂的实时数据，实现生产实时数据的显示与查询，及时地了解现场工作情况，包括设备的状态、现场的参数及工艺过程等信息，实现重要参数的历史存储。并在此基础上，使用NEC容错服务器降低了投入、降低了故障风险、简单易于操作、提高了系统的安全性。
一：SIS系统整体架构 整个SIS系统包括：SIS网络、存储生产过程数据的实时/历史数据库、存储配置信息的关系数据库、负责采集生产过程数据的接口机、承担计算机和业务逻辑处理的SIS应用服务器、负责SIS维护管理的SIS管理站、值长站。 1 SIS网络 SIS网络采用以太网。目前大部分SIS系统采用1000Mb/s的冗余以太网高速网络作为信息传递和数据传输介质，其他接点（接口机）的通信速率至少为100Mb/s。 SIS网络具有以下特点： (1)信息量大，要求数据通信能力强。 (2)对应的网络接口和系统种类多。向上与MIS系统接口，向下与 机组的DCS系统，水网、灰网、煤网等辅助车间程控系统等接 口。 在实际应用中，应该采用两台互为备用的核心交换机作为SIS系统网络的核心。（Cisco 4500系列即可） 2 实时数据库系统 一般采用两台高性能服务器和磁盘阵列构成，双机必须建立热备份机制。 3 功能站和客户机 完成SIS应用功能和管理功能的计算机或服务器，称为功能站，包括数据库服务器、应用软件功能计算机或服务器、系统备份服务器、防病毒服务器、维护管理计算机。系统内的其他计算机工作站称为客户机。 功能站通常包含：网络管理站、应用软件维护站、系统备份与防病毒服务器等。 (1)网络管理站：对SIS系统网络和数据库服务器进行管理、维 护、开发及故障诊断。 (2)应用软件维护站：对SIS系统的各种功能软件进行管理和二 次开发，以便实现电厂的实际需要。 (3)功能站：从数据库中取得生产过程信息、进行计算分析后，将 结果存入数据库，以供客户机或其他系统调用。（功能站采用
工业PC机） (4)值长站：连接生产与管理的纽带，为全厂运行人员专用。 (5)客户机：SIS系统的终端设备，设置在生产办公楼和单元控制 室。（客户机一般采用普通PC机） 4 接口机 接口机是SIS网络连接底层自动化系统的设备。提供SIS系统与下层控制网络(单元机组DCS、全厂水网络、全厂煤网络控制系统、全厂灰网络控制系统、远程RTU等)的数据接口。 接口机需要具有如下特点： (1)接口机只可对下层控制系统有读取功能，不可对控制系统进 行修改、组态或工艺过程进行直接控制。 (2)接口机应有数据缓存和自动回填功能。 当MIS/SIS分网时：MIS与SIS之间采用物理隔离装置隔离，SIS与控制系统采用防火墙隔离。 当MIS/SIS系统合网时：SIS/MIS网络与控制系统采用物理隔离装置隔离。 当SIS网络独立于MIS网络时(分网)，应在SIS网络与MIS网络之间安装硬件的网络单向传输装置(单向物理隔离装置)。该装置使SIS网络发送到MIS网络的数据在确保数据传输的正确性和要求的速率的前提下正常通过，而阻断从MIS网络发送到SIS网络的任何数据。 当SIS与MIS共用同一网络时(合网)，应在生产过程控制系统与SIS之间安装硬件的网络单向传输装置(单向物理隔离装置)。该装置使生产过程控制系统发送到SIS网络的数据在确保数据传输的正确性和要求的速率的前提下正常通过，而阻断从SIS网络传送到生产过程控制系统的任何数据。在SIS于MIS之间还应加装防火墙。 5 网络安全防护设备 SIS网络中的安全防护设备主要包含防火墙和物理隔离装置。 6 SIS系统机房 (1)应建有专门的SIS机房，存放SIS交换机、数据库服务器、工 作站、防火墙、物理隔离装置、接口计算机等SIS设备。SIS 机房也可与DCS工程师间共用，或设置在电子间内，但必须 统一考虑散热、空调、电源、防火等。
厂级监控信息系统（SIS)项目 技术规范书 一、项目概述 本技术规范对新特能源自备电厂厂级监控信息系统(以下简称SIS)改造项目提出了技术方面和有关方面的要求。本技术规范的内容，是按照全厂需要监视的信息和信息管理需要涉及的范围来编制的，SIS系统改造保留现有SIS系统的edna实时数据库和硬件,对所有软件平台进行改造，使SIS系统能够满足现场的需求并长期稳定运行。本次项目包括通讯接口调试、数据采集、数据库安装调试、软件安装调试、画面组态、日常报表统计分析、指标统计分析、经济指标分析、耗差分析等工作。参与投标的供应商需要最终提供一套功能完成、能长期稳定运行的SIS系统。 二、项目标准 1.下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 8117 电站汽轮机热力性能验收试验规程 GB/T 8566 计算机软件开发规范 GB/T 8567 计算机软件产品开发文件编制指南 GB/T 9385 计算机软件需求说明编制指南 GB/T 9386 计算机软件测试文件编制规范 GB/T 10184 电站锅炉性能试验规程
GB/T 12504 计算机软件质量保证计划规范 GB/T 12505 计算机软件配置管理计划规范 GB/T 14394 计算机软件可靠性和可维护性管理 GB/T 15853-1995 软件支持环境 GB/T 17544-1998 信息技术软件包质量要求和测试 GB/T 17859-1999 计算机信息系统安全防护等级划分准则 GB 4208-1993 外壳防护等级（IP代码） GB 50229-2006 火力发电厂与变电所设计防火规范 DL/T 467 磨煤机试验规程 IEEE802.X 局域网标准 TCP/IP 用于网络的一组通讯协议，包括传输控制协议和网际协议。中华人民共和国国家经济和贸易委员会第30号令：电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护规定。（按最新版执行） 2.本技术规范提出的是最低限度的要求，并未对所有技术细节作出规定，也未完全陈述与之有关的规范和标准。供应商应提供符合本技术规范和有关工业标准要求的优质SIS。对国家有关安全、环保等强制性标准必须满足其要求。 3.所有文件、图纸及通讯，均应使用中文。不论在合同谈判及签约后的工程建设期间，中文为主要的工作语言。 4.技术规范应作为SIS合同的一个附件，并与合同文件有相同的法律效力。
2004年第2卷第10期 ０ 引言 大唐盘山发电是大唐国际发电股份有限公司控股的一家新厂新制的崭新发电企业。２台国产６００ＭＷ火电机组先后于２００１年１２月和２００２年６月高水平投产。在基本建设和投产后，该公司开展了一系列工程管理和生产管理的成功尝试。机组投产后实现当年不亏损，连年赢利，截至２００４年８月底实现连续安全生产９５６天。大唐盘山发电确保安全生产局面以及实现优异的经营业绩的重要一点，是该公司以敢为人先的勇气，塑造了崭新的发电企业运行机制。公司定员仅１９９人，机构设置扁平化，在生产管理机制中积极探索，率先实施了点检定修制等一系列先进的企业管理制度。大唐盘山发电的信息化建设，在企业的基本建设期间开始进行总体规划，统一规划，统一领导，分步实施，在构筑的千兆位以太网企业网络平台上，企业ＥＲＰ（企业资源管理系统）已初具雏形，ＥＡＭ（企业资产管理系统）、ＦＭＩＳ（财务管理系统）、ＯＡ（办公自动化系统）以及燃料管理、生产统计、档案管理等应用系统的实施应用已经开始在实践中发挥着越来越重要的作用。ＳＩＳ系统的开发和实施从２００３年开始，于２００４年７月通过上级鉴定，成为该公司信息化电厂整体框架中重要组成部分，继而为该企业开展管控一 体化、知识管理与决策支持，塑造学习型企业创造了条件。 １ ＳＩＳ系统建设是实现信息化电厂 的重要组成部分 １．１ ＳＩＳ建设外部环境分析 ＳＩＳ的基本功能是对火电厂全厂生产过程进行实时管理和监控，并提供综合优化服务。经过几年的研究开发，已经取得了一定进展。目前各发 摘 要：从大唐盘山发电建设信息化电厂的实践出发，分析ＳＩＳ系统在建设信息化电厂整体框架过程中的收获以及方法。探索信息化工程是管理工程的观点，结合发电企业学习型企业建设，实现管控一体化、知识管理和决策支持分析进行浅析，同时对大唐盘山发电目前已经开展的ＳＩＳ系统建设进行了介绍。关键词：电厂信息化；ＳＩＳ； 系统建设；知识管理 信息化电厂体系中 ＳＩＳ系统建设 刘广平 （天津大唐盘山发电有限责任公司，天津 蓟县 ３０１９００）
电厂DCS\SIS与MIS的联系与区别 【摘要】广州中电荔新电力实业有限公司新建的2*330MW热电联产机组有分散控制系统DCS，厂级信息监控系统SIS和信息管理系统MIS。本文对这三种控制系统的定义和功能进行概述，并分析了三者之间的联系与区别。 【关键词】DCS、SIS、MIS、联系、区别 1 概述 我厂中电荔新电厂的自动化控制系统有分散控制系统DCS，信息管理系统MIS和厂级信息监控系统SIS。在企业面对激烈的市场竞争条件下，他们在保证生产过程的安全稳定，提高工艺系统的经济效益，实现全厂范围内的优化运行，并且在管理层的决策支持方面发挥着越来越重要的作用。在电厂运行中，SIS、MIS和DCS互相独立，又互相联系，下面我们就来研究一下他们的关系。 2 我厂DCS，SIS和MIS的概况及功能 2.1 DCS 我厂的分散控制系统DCS(Distributed Control system DCS)采用上海新华控制技术有限公司生产的XDC800系统。DCS是以微处理器为基础的集中分散型控制系统。自70年代中期第一套集散控制系统问世以来，集散控制系统已经在工业控制领域得到了广泛应用。 DCS的主要特性是它的集中管理和分散控制。而且，随着计算机技术的发展，网络技术已经使集散控制系统不仅主要用于分散控制，而且向着集成管理的方向发展。系统的开放不仅使不同制造厂商的集散控制系统产品可以互相连接，而且使得它们可以方便地进行数据的交换，系统的开放也使第三方的软件可以方便地在现有的集散控制系统上应用。在我国石化行业已运行着许多套不同型号的集散和控制系统，它们在过程控制中发挥着非常重要的作用。 2.2 SIS 我厂的厂级监控信息系统SIS(SupervisoryInformation System)采用上海麦杰科技有限公司生产的OPENPLANT实时数据库系统软件V2.O。SIS是集过程实时监测、优化控制及生产过程管理为一体的厂级自动化信息系统。该系统通过对火电厂生产过程的实时监测和分析，实现对全厂生产过程的优化控制和负荷经济分配，在整个电厂范围内充分发挥主辅机设备的潜力，达到整个电厂生产系统运行在最佳工况的目的；同时该系统提供全厂完整的生产过程历史／实时数据信息，可作为电力集团公司信息网络化的可靠生产信息资源，使集团公司管理人员能够实时掌握各发电企业生产信息及辅助决策信息，充分利用和共享信息资源，提高决策科学性。
电厂S I S系统联合解决方案 应用行业：电力 解决方案合作伙伴：北京同方电子科技有限公司 关键词：T E C-S I S,M I S,分层分布设计，正向安全隔离 目标客户 T E C-S I S系统，是I B M公司与其合作伙伴北京同方电子科技有限公司共同为电力行业提供的联合解决方案，它适用与该行业的发电企业类的客户，该类客户的特点是： 1.属于资产密集型企业,信息化以最大发挥资产效益、节能降耗为重点。 2.生产过程涉及多个专业，工艺过程较普通行业复杂，将复杂的工艺过程准确地反应 到信息系统中，并进行科学合理的调节控制，成为企业信息化中的难点。 3.底层D C S生产控制信息是实时信息，数据量大、采样间隔小，对数据采集、存储、 处理的实时要求较高。 4.计算机技术在底层控制和管理层面应用广泛，建设沟通“机组控制”和“厂级管理” 之间的S I S系统，实现厂内信息共享是电厂计算机技术应用的重要趋势。 5.T E C-S I S系统与底层生产控制系统进行数据交换，在进行数据交换时保障底层控制 系统的安全成为一个严峻的挑战。 功能模块 作为国内唯一提供发电企业仿真系统、S I S系统、M I S系统全套产品线的软件企业，北京同方电子科技有限公司汇集国内外众多专家、学者的科研成果，并以清华大学等国内著名院校和电力科研机构作为强大技术后盾，研制开发了具有自主知识产权的T E C-S I S系统。T E C-S I S系统是针对火电厂开发的具有自主知识产权的监控信息系统，是集实时/历史数据管理、过程监测、过程管理及优化控制为一体的厂级监控信息系统。该系统已通过“国家信息中心国家计委学术委员会软件评测研究中心”评测，计算机软件质量保证测试和计算机软件质量特性测试评价均为优。 根据D L/T924-2005《火力发电厂厂级监检信息系统技术条件》以及同方电子在众多项
MIS（Management Information System）管理信息系统，主要指的是进行日常事务操作的系统，它使管理人员及时了解公司现状和各种消息，它是电力企业管理现代化的重要标志。 一个典型的MIS是集计算机网络技术、自动化软件技术、热能动力发电技术与先进经营管理技术为一体，构建多层次动态集成化管理的体系。该系统将提高独立发电厂的运行、检修和管理水平，缩短与国际先进水平的差距，有效地实现发电厂经营管理的集成化和管控一体化。MIS的主题是以资源管理为中心，以成本控制为重点，以企业增值为目的。 MIS的主要功能包括以下几个方面： 1)通过与SIS、机组DCS及其他程控系统的连接，获取现场实时过程数据，使上层领导了解和掌握机组主辅设备的运行性能和状态； 2)在历史数据积累的基础之上，建立优化模型与故障诊断模型，对设备进行运行指导、调优和故障诊断； 3)建立统一的管理平台，整合各个系统，为生产管理人员调度资源、协调全厂运行提供有力支持； 4)提供对运营数据的多维分析与查询，实现对电厂运营的决策支持，同时支持与未来ERP系统的连接，保证信息系统的持续发展； 5)基于Web的MIS，要求提供广域网接口，与外部信息系统相连接。 SIS（Supervisory Information System）厂级监控信息系统，它主要为发电厂全厂实时生产过程提供综合优化服务。SIS的核心是实时数据库（RTDB），因此，作为底层控制系统和MIS之间数据桥梁的SIS来讲，它可以为管理提供多层次的实时数据支持。SIS实现了整个电厂范围内信息共享和全厂生产过程的实时信息监控。 SIS的主要功能包括以下几个方面： 1)全厂生产过程实时数据采集与处理； 2)厂级生产过程信息监视、统计和分析； 3)全厂调度和机组负荷优化分配； 4)厂级及机组级性能计算； 5)设备状态检测和维修指导。 综上所述，SIS与MIS的不同点也便显而易见了。第一，SIS属于实时生产过程监控
电厂SIS系统接口可靠性研究 电厂SIS系统接口可靠性研究 摘要：数据是电厂SIS系统的基础，数据采集接口以特定的通讯协议从底层控制系统进行数据采集并将数据通过物理网络转发到 数据库服务器进行存储。本文从数据传输及数据采集接口功能实现过程进行分析，讨论了影响接口可靠性的的多方面因素，并从接口设备、软件设计、通讯协议上提出了相应的提高接口运行可靠性的方法和途径。 关键词：SIS系统；通讯接口；OPC协议；实时数据库 0、引言 随着我国电厂信息化水平的不断提高，厂级监控信息系统（SIS）已经成为提高发电厂运行与管理水平、实现发电厂管控一体化的重要平台。作为厂级信息系统，实时数据是电厂SIS系统的重要信息基础，其数据不仅包括火电厂机、炉、电等核心设备过程数据，还涵盖了脱硫、水、煤、灰、等辅助检测控制系统。对于高参数、大容量的大型机组而言，电厂自动控制系统类型多样，且数据标签点数量、存储频率和通讯方式都有较大差别，电厂SIS建设常常需要针对每个控制系统进行接口开发，实现数据获取、转发、缓存等功能，还要考虑接口机与软件的冗余布置。随着SIS规模的不断扩大，对如何提高接口的性能和可靠性以更好满足对所有接口综合监视和管理提出了更高要求。 本文就电厂SIS系统实施过程中影响接口可靠性的因素进行简 要分析并从工程实际出发提出有效提高数据采集接口可靠性的方法 和途径。 1、影响接口可靠性因素分析 SIS系统是建立在全厂控制系统（DCS、PLC等）之上，跨越运行与管理的信息系统， SIS系统接口软件基本功能是从底层控制系统中以通讯方式采集现场实时数据以及将数据通过通讯网络写入数据 库服务器。数据采集软件安装在接口机上，接口机经过隔离设备同控
火电厂SIS系统简介2004年7月
目录 1TPRI-SIS简介 (5) 1.1概念 (5) 1.2定位 (5) 1.3组成 (6) 1.3.1网络设备 (6) 1.3.2控制网络接口设备（接口机） (6) 1.3.3实时／历史信息数据库服务器 (6) 1.3.4过程管理功能站 (7) 1.3.5值长监视站 (7) 1.4功能 (8) 1.5特点 (10) 2总体方案 (11) 2.1设计原则 (11) 2.2设计说明 (12) 2.3系统配置 (13) 2.4 2.4技术参数 (19) 3网络系统 (20) 3.1设计原则 (20) 3.2设计方案 (21) 3.3设备选型 (21) 3.3.1主交换机 (21) 3.3.2防火墙 (22) 3.4主要设备简介 (23) 3.4.1C ISCO 4500系列交换机 (23) 3.4.2C ISCO PIX515系列硬件防火墙 (23) 4主机系统 (24) 4.1设计原则 (24) 4.2设计方案 (25) 4.3设备选型 (25) 4.3.1实时数据库服务器集群 (25) 4.3.2计算分析站服务器 (29) 4.3.3寿命管理服务器 (30) 4.3.4工程师工作站服务器 (31) 4.3.5值长工作站 (32) 4.3.6接口机 (34) 4.3.7打印机 (36) 4.4主要设备简介 (37)
4.4.1DELL P OWER E DGE 2650服务器 (37) 4.4.2DELL自动磁带装载机 (37) 4.4.3DELL O PTI P LEX TM GX270台式机 (37) 4.4.4HP5500彩色打印机/HP5100黑白打印机 (37) 5第五章机柜及电源设计 (38) 5.1机柜设计 (38) 5.2电源设计 (39) 6系统软件 (40) 6.1实时/历史数据库 (40) 6.2网络管理软件 (42) 6.3防病毒软件 (43) 6.4系统备份和灾难恢复软件 (45) 7应用功能 (48) 7.1全厂生产过程监控 (48) 7.1.1生产流程监视 (48) 7.1.2生产数据存储 (50) 7.1.3生产数据查询 (50) 7.2负荷分配和调度 (50) 7.2.1机组负荷经济分配功能 (51) 7.2.2辅助单元功能 (52) 7.2.3实现方法 (53) 7.3实时处理全厂经济信息和发电成本核算 (54) 7.4厂级性能计算和能量审计 (54) 7.4.1机组性能计算 (55) 7.4.2厂级性能计算 (56) 7.4.3厂级能量审计 (57) 7.5机组经济指标分析、性能试验及优化运行指导 (58) 7.5.1机组性能试验 (58) 7.5.2机组经济性指标分析 (60) 7.5.3机组运行参数优化及调整操作指导 (62) 7.5.4经济指标分析及优化运行指导实现方法 (64) 7.6主机和主要辅机故障诊断 (64) 7.6.1锅炉运行 (66) 7.6.2汽机运行 (66) 7.6.3主要辅机诊断 (66) 7.7设备寿命计算和状态分析 (66) 7.7.1设备寿命计算和状态分析的主要部件 (67) 7.7.2主要功能 (67)
国电泰州电厂SIS实施方案 国电泰州发电厂二期工程2×1000MW机组厂级信息监控系统（SIS） 实施方案 北京华电天仁电力控制技术有限公司 2015 年 5月
1．现场情况 1.1 国电泰州发电厂一期SIS现场情况介绍 （1）实时/历史数据库：PI； （2）平台版本：2.0，基本功能包括画面、报表、系统管理； （3）数据接入SIS的控制系统包括： #1机组DCS(Ovation系统)、#2机组DCS(Ovation系统)、一期脱硫(科院)、辅网(科院)、TDM、热网、NCS、输煤(科院)、化水(科院)； （4）应用模块包括：性能计算、耗差分析、工况分析、数据归类统计、参数劣化分析。 1.2二期SIS扩建情况介绍 （1）实时/历史数据库：VESTORE数据库； （2）平台版本：3.0，基本功能包括画面、报表、数据回放、系统管理；（3）二期SIS需接入数据的控制系统包括：#3机组DCS系统（智深）、#4机组DCS系统（智深）、二期脱硫（智深）、除灰、化水系统、输煤系统、热网系统、电气网络系统； （4）应用模块包括：性能计算、耗差分析、工况分析、数据归类统计、参数劣化分析、运行故障诊断、短信息中心、运行统计与考核； 2．实施方案 2.1 整体的实施方案 整体的实施方案主要是在一期硬件及网络的基础上增加二期SIS的硬件及网络，对一期的系统进行升级，一期二期的应用进行整合，具体包括：（1）保留一期大部分硬件及网络，由于应用服务器上的应用模块迁移到二期的云平台上，所以一期的2台应用服务器不再使用；一期的数据采集接口迁移到接口服务器上，一期机房的8台接口机不再使用；一期的1台WEB服务器在一二期统一发布平台后不再使用，发布平台运行在二期云平台的虚拟机上；
1概述 卖方提供的厂级监控信息系统（SIＳ）(包括其硬件和各种应用软件)作为面向生产过程的信息系统，与买方提供的单元机组DCＳ以及其它控制系统联网，以实现全厂生产过程信息共享，为全厂生产过程的运行和管理提供决策依据。完成负荷分配调度（LDS)、厂级性能计算和分析(ＰCAS)、主机和主要辅机故障诊断、主要设备状态（泄漏、磨损等)检测和计算分析（ESAＤS）等功能,并按照买方要求的方式向厂级管理信息系统(MIＳ）提供其所需的过程数据和计算、分析结果。具备基建调试阶段调试数据的采集、存储、分析、统计功能。在调试期间能显示调试完成统计,单体调试前后的记录，测点状态（正常值，对超差点进行报警统计),保护联锁试验记录，分系统调试记录。机组启动数据记录（设备启动过程,参数，历史趋势），１６８开始后的数据记录(操作记录、参数,趋势，参数分析、自动投入率统计、保护投入率统计、仪表投入率统计、DCS报警记录、D ＣＳ首出记录）,性能计算、小指标计算、机组技术指标计算等功能全部投用。设备寿命计算和分析（ELES)作为主要备用选功能之一，在SIS系统投产后后续高级应用功能的开发中优先给予考虑。 2基本功能 2.1生产过程信息采集、处理和监视 (一)操作指导画面应能显示相关的实工况和直观、清晰的指导信息，对易引起安 全问题的操作指导信息应给出醒目的提示。 (二)性能试验画面应组织好各项性能试验项目的界面条件，并能给操作人员提供 必要的帮助信息。 (三)系统具有形成企业生产过程管理所需要的各类报表能力，按照企业规划生成 企业所需要的各类报表。 (四)系统应能支持在线图表软件，以便实现报表的拓展功能。 (五)系统应具有报表打印输出和显示画面硬拷贝功能。
SIS系统介绍 随着电力行业改革的推进，发电企业面临着日趋激烈的竞争，降低成本，提高生产效率是电力企业不断追求的目标。电厂厂级监控信息系统以实时数据库为基础，以经济运行和提高发电企业整体效益为目的，采用先进的计算机技术和合适的专业计算方法，实现整个电厂范围内的信息集成与共享。 “电厂厂级监控系统”的作用: ?建立统一的数据平台，可以保存机组大量的、长期的实时和历史生产数据； ?帮助发电企业进行挖掘、利用这些数据，可以得到很多极富价值的信息，对生产产 生巨大的指导意义； ?利用各种专用模块从不同的角度来优化电厂的生产过程，为企业降低成本，增加效 益。 主要功能模块 SIS 系统软件结构及功能模块示意图 [生产过程监视] 在实时数据库的基础上，完成现场数据采集，存储、维护、发布等功能，进而实现全厂生产过程的监视和管理； [性能计算] 完成在线计算整个电厂的各种效率，包括锅炉、汽机及辅助系统等等、以及各种损耗，包括煤、水、电、热耗等等，通过这些性能指标，就可以描述出机组的运行经济状况； [设备寿命管理] 对设备的在线信息和离线检验数据进行综合分析与评估，对其寿命状态进行状态监控和诊断，定期向电厂提供有关的设备状态评估、寿命消耗、近期检验计划、运行/维修/更换决策等建议，最终由电厂作出维修决策并实施维修。 [振动监测与故障诊断] 通过监测振动判断机组故障，提高机组运行可靠性。它集振动信号采集、时频域分析、故障诊断及网络技术于一身，采用多项新技术,具有较高的综合性能指标。
[全厂负荷分配] 建立负荷分配的数学模型，选取合适的数学优化方法，实现全厂范围内多台单元机组并列运行过程中的负荷优化分配。 [发电成本分析] 考虑固定成本、可变成本，进行发电成本的分摊，实时计算出电厂当前的发电成本，并结合电网的其他一些因素，为完成报价，实现竞价上网提供数据支持； [运行指导] 对汽轮机的运行状态，特别是热应力进行在线监视与控制，实现机组寿命的合理损耗，同时优化机组的启停速率，以提高汽轮机运行的安全性与经济性。 通过小指标计算与耗差分析，对机组运行的情况进行评估，发现运行中的问题，并给运行人员提供必要的操作指导，以优化机组的运行过程，达到成本最低化和效益最大化的目的。
电厂SIS系统简介..................................................................... .................................................... 我国电力体制改革－网厂分开，竞价上网对电厂管理也提出了更高的要求，在电厂企业信息化建设中，需要高度重视整合企业软硬件资源，综合考 虑管理信息系统和各生产控制系统的集成，实现全厂范围内的管控一体化，如 下图： 当前MIS系统和生产控制系统在可靠性、安全性等方面存在显著差异，因此直接将各控制系统与MIS系统耦合是不恰当的，这就需要在生产控制系统和 管理信息系统之间建立起沟通的桥梁，同时需要搭建能够对电厂性能进行实时 监控的高级应用软件，以此提高发电企业的整体市场竞争力。 通过将各机组控制系统及相关辅助系统和公用系统等联成一体的通讯网络，组成厂级管控一体化的实时监控信息系统（SIS），同时在SIS的基础上 建立以降低发电综合运营成本的企业经营管理系统，可有效地提高机组运行的 安全性、经济性和可靠性，延长设备使用寿命，减少重大事故的发生，以提高 发电企业整体效益为目的，为管理层应用提供可靠的实时运行数据，为电力市 场运作下的发电企业提供更科学准确的成本信息和报价信息，从管理角度帮助 企业控制成本，使企业领导层的经营决策依据充分更具科学性。 SIS部分 火电厂厂级监控信息系统（Supervisory Information System，简称SIS）是为火电厂全厂实时生产过程综合优化服务的厂级监控管理信息系统，SIS将 成为电厂MIS（属于厂级管理现代化范畴）和各种分散计算机控制系统的桥梁， 它既是厂内单元机组DCS和公用辅助车间级自动化系统的上一级系统，又向 MIS提供生产实时数据以支持MIS的需要，它集过程实时监测、性能优化及生 产过程管理为一体，从而在整个电厂范围内实现信息共享，真正做到管控一体 化，全面提升发电厂的整体效益和现代化管理水平。 该系统的重要特点的是，在实现厂级生产网络互连和生产过程数数据集中管理 的基础上，通过智能化的数据挖掘和信息融合，开发出多种高级应用软件，如 厂级综合性能计算和生产成本实时分析软件、设备故障诊断和寿命评估软件、 机组和厂级优化软件、以及厂级负荷优化分配软件等。
电厂SIS系统介绍 来源：中国电力 时间：2007-10-17 字体：[ 大中小 ] 投稿1. 概述 电厂的厂级实时监控信息系统（简称SIS系统- Supervisory Information System in Plant Level）属于厂级生产过程自动化范畴，实现电厂管理信息系统与各种分散控制系统之间数据交换的桥梁。 厂级实时监控信息系统以分散控制系统为基础，以经济运行和提高发电企业整体效益为目的，采用先进、适用、有效的专业计算方法，实现整个电厂范围内信息共享，厂级生产过程的实时信息监控和调度，同时又提高了机组运行的可靠性。它为电厂管理层的决策提供真实、可靠的实时运行数据，为市场运作下的企业提供科学、准确的经济性指标。因此，它是电厂生产的成本信息和报价信息的基础。从管理角度来看，它为控制企业成本、为提高生产力提供重要而真实的运行数据。同时，通过数据的分析和比较，能提出科学的、合理的决策方案，使企业管理层的经营决策更具科学性。 厂级实时监控信息系统实现了全厂范围内的管控一体化，为实现全厂整体效益的提高、信息技术的提升和稳定、经济运行的根本目的打下坚实基础。 2. 厂级实时监控信息系统的功能 厂级实时监控信息系统对于电厂的安全稳定运行具有十分重要的意义。主要集中各单元机组的参数及设备状态信息、从厂级管理的高度对各机组运行工况进行监视、分析和判断，并做出决策，指挥机组运行。厂级负荷自动分配系统经通讯接口站接收电网中调负荷指令，依据本厂各机组运行状态，自动对机组的负荷分配进行优化、管理，及动态负荷最优配置，并向各单元机组发出给定负荷指令，以求得到最佳的电力生产安全性及经济效益。 电厂SIS系统的主要功能： 2.1监视、指导机组的运行 当机组在一定的负荷下运行时，各种参数存在着与负荷及其他运行条件对应的理想值，通常称之为目标值。这些目标值是根据设计、运行、热力实验等技术参数确定的，机组在运行过程中，如果这些参数偏离了目标值，就会造成热经济损失。因此SIS系统应具有监视机组的运行参数，在其发生偏离时，及时警告并
电厂SIS系统简介 中国电力体制改革－网厂分开，竞价上网对电厂管理也提出了更高的要求，在电厂企业信息化建设中，需要高度重视整合企业软硬件资源，综合考虑管理信息系统和各生产控制系统的集成，实现全厂范围内的管控一体化，如下图：当前MIS系统和生产控制系统在可靠性、安全性等方面存在显著差异，因此直接将各控制系统与MIS系统耦合是不恰当的，这就需要在生产控制系统和管理信息系统之间建立起沟通的桥梁，同时需要搭建能够对电厂性能进行实时监控的高级应用软件，以此提高发电企业的整体市场竞争力。 通过将各机组控制系统及相关辅助系统和公用系统等联成一体的通讯网络，组成厂级管控一体化的实时监控信息系统（SIS），同时在SIS的基础上建立以降低发电综合运营成本的企业经营管理系统，可有效地提高机组运行的安全性、经济性和可靠性，延长设备使用寿命，减少重大事故的发生，以提高发电企业整体效益为目的，为管理层应用提供可靠的实时运行数据，为电力市场运作下的发电企业提供更科学准确的成本信息和报价信息，从管理角度帮助企业控制成本，使企业领导层的经营决策依据充分更具科学性。 SIS部分 火电厂厂级监控信息系统（Supervisory Information System，简称SIS）是为火电厂全厂实时生产过程综合优化服务的厂级监控管理信息系统，SIS将成为电厂MIS（属于厂级管理现代化范畴）和各种分散计算机控制系统的桥梁，它既是厂内单元机组DCS和公用辅助车间级自动化系统的上一级系统，又向MIS 提供生产实时数据以支持MIS的需要，它集过程实时监测、性能优化及生产过程管理为一体，从而在整个电厂范围内实现信息共享，真正做到管控一体化，全面提升发电厂的整体效益和现代化管理水平。 该系统的重要特点的是，在实现厂级生产网络互连和生产过程数数据集中管理的基础上，通过智能化的数据挖掘和信息融合，开发出多种高级应用软件，如厂级综合性能计算和生产成本实时分析软件、设备故障诊断和寿命评估软件、机组和厂级优化软件、以及厂级负荷优化分配软件等。 该系统的实施，一方面实现了全厂生产过程控制网络的互连，实现各类设备和过程信息的实时集中管理，有利于电厂运行总值长和厂长、总工及各类管理人员随时随地查看全厂生产过程和运行工况，及时调度和处理有关事故或设备缺陷，提高了企业经济效益和管理水平；另一方面，通过基于数据挖掘和信息融合技术，研究开发的高级应用软件，智能化生成电力生产过程的专家知识，进行实时成本分析，指导电厂机组的优化运行，对设备进行检修诊断及相应关键设备寿命进行监测管理，这对于减少电厂机组的事故率、保证机组的安全经济运行所产生的经济效益无疑是巨大的。 SIS软件的组成 实时数据库 实时/历史数据服务器是整个SIS系统的软件平台，实时/历史数据库存放的是工业现场产生的采集频度为秒一级的采集密度高达数万点的带时间标签的实时及历史数据，这些数据来自于各类自动化系统，数据之间关联性不大但却反映着工业现场设备的特性和生产运行状况，因此一方面要求该数据库具有高速处理
火力发电厂厂级监控信息系统 SIS 北京华电天仁电力控制技术有限公司
目录 1 SIS的基本概念 (1) 1.1 SIS的产生背景 (1) 1.2 SIS定义 (2) 1.3 SIS能为发电企业带来什么 (3) 1.4 SIS应用概况 (4) 2 SIS在火电厂自动化信息化系统中的位置 (5) 3 SIS主要功能 (8) 3.1 生产过程信息采集、处理和监视 (9) 3.2 经济指标、性能计算分析和操作指导 (10) 3.2.1 机组级性能计算和分析 (10) 3.2.2 厂级性能计算和分析 (10) 3.2.3 机组经济性指标分析 (11) 3.2.4 运行优化曲线和设备操作指导 (11) 3.3 运行调度 (11) 3.3.1 机组级运行调度 (11) 3.3.2 厂级运行调度 (11) 3.3.3 系统监控方式 (12) 3.4 优化运行控制 (12) 3.5 设备状态监测和故障诊断 (13) 3.5.1 设备状态监测 (13) 3.5.2 机组运行故障诊断 (13) 3.5.3 机组寿命管理 (13) 3.5.4 汽轮发电机组振动监测数据管理 (13) 3.5.5 金属状态检测监督 (13) 3.6 机组在线性能试验 (14) 3.7 其它功能 (14) 3.7.1 发电厂远程技术服务网络的连接 (14) 3.7.2 机组仿真系统的连接 (14) 3.8 应用功能集成原则 (14)
1 SIS的基本概念 1.1 SIS的产生背景 为了迎接新技术革命的挑战，20世纪80年代以来，人们把推进企业的信息化和管理的现代化作为推进企业升级、增强其核心竞争力的重要手段。当前，我国电力工业正处于新的跨跃式发展时期，同时，也面临着前所未有的挑战，主要表现在： ①电力体制改革使电力企业逐步走向市场化、国际化，电力企业必须面对市场化的竞争。 ②对电力生产供应的质量与安全性提出了更高的要求。特别是在电力供应相对短缺的形势下，如何进一步降低设备故障率，减少非计划停运，保证电能供应质量，对国计民生有着重要的意义。 ③我国作为一个资源相对匮乏的国家，实施可持续发展战略是我国的必然选择。与发达国家供电煤耗率相比（200MW以上机组320g/kW.h），我国供电煤耗有着很大差距（相差40g/kW.h以上）。因此，降低我国发电煤耗、减少污染排放、节源水资源，具有重要的意义。 ④长期以来电力企业形成的计划经济经营管理模式需要经历不断的改革与创新，包括引入先进的管理理念、管理模式和管理技术，并建立起与之相适应的管理队伍。 1996年，原电力工业部颁发的《电力工业信息化九五计划与2010年建设纲要》指出，电力工业信息化的指导思想是：⑴加速实现电力工业信息化，推动电力工业经济增长由粗放型向集约形方向转变。⑵以经济效益为中心，运用现代化手段为电力工业从规划、建设、生产、交换到消费等全过程的经营活动提供优质服务，为电力工业的科学决策提供服务。⑶以市场需求为导向，适应电力工业体制改革的需要，逐步为完善和发展中国电力市场经济体制提供必要的技术基础。《纲要》为我国电力工业的信息化进程指明了方向。 从20世纪80年代开始，DCS的普及和MIS的广泛应用，使发电企业的信息化水平大幅度提高，缩小了与世界先进国家之间在电力企业生产管理和运行水平