石凌云 武漢大學(xué)國家多媒體軟件工程技術(shù)研究中心，武漢 430072

火電廠生產(chǎn)實(shí)時數(shù)據(jù)系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)

石凌云 武漢大學(xué)國家多媒體軟件工程技術(shù)研究中心，武漢 430072

詳細(xì)介紹了某火電廠生產(chǎn)實(shí)時數(shù)據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案設(shè)計(jì)和應(yīng)用軟件系統(tǒng)開發(fā)過程，具體論述了總體規(guī)劃思想和技術(shù)方案，系統(tǒng)建成后將對該電廠生產(chǎn)管理產(chǎn)生積極作用。

DCS；DAS; 實(shí)時數(shù)據(jù)系統(tǒng)；JAVA；API；WEB

DCS；DAS; real-time database sys；teJmAVA；API；WEB

火電廠生產(chǎn)實(shí)時數(shù)據(jù)系統(tǒng)就是把生產(chǎn)實(shí)時數(shù)據(jù)從DCS中及時采集、存儲、并快速有效顯示給各級生產(chǎn)人員,使之及時準(zhǔn)確了解生產(chǎn)機(jī)組狀況，利于管理，方便決策。下面將以筆者曾參與江西某火電廠生產(chǎn)實(shí)時系統(tǒng)為例介紹其規(guī)劃與設(shè)計(jì)方案。

江西某火電廠三期工程建設(shè)規(guī)模為2臺350MW進(jìn)口燃煤機(jī)組，熱工控制的DCS系統(tǒng)由日本日立公司提供。三期工程DCS系統(tǒng)采用日立公司HIAIX-5000分散控制系統(tǒng)，系統(tǒng)主要由MCS，DAS，SCS，TCS，BMS幾大部分組成。

圖1 實(shí)時數(shù)據(jù)系統(tǒng)總體示意圖

1.總體規(guī)劃

系統(tǒng)構(gòu)建在Intranet網(wǎng)絡(luò)平臺上，數(shù)據(jù)庫采用ORACLE 9i，數(shù)據(jù)采集通過數(shù)據(jù)采集機(jī)讀取數(shù)據(jù)；通過分類、排序、計(jì)算處理、建立相應(yīng)的實(shí)時數(shù)據(jù)庫，由WEB上的數(shù)據(jù)庫檢索引擎響應(yīng)瀏覽器發(fā)出的請求，實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)WEB頁面的動態(tài)刷新。

2.詳細(xì)技術(shù)解決方案

2.1 數(shù)據(jù)采集

我們采用一臺實(shí)時數(shù)據(jù)采集機(jī)把#1、#2機(jī)組DCS、輸煤、化水、電能計(jì)量系統(tǒng)的實(shí)時數(shù)據(jù)寫入MIS系統(tǒng)實(shí)時數(shù)據(jù)庫。通過企業(yè)MIS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)將這些實(shí)時信息(包括模擬量和數(shù)字量等)按一定的規(guī)律和方式予以排列顯示，供查詢使用。整個系統(tǒng)采用Web設(shè)計(jì)方法，在瀏覽器方式下運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)本地與遠(yuǎn)程的實(shí)時監(jiān)測。

從DCS系統(tǒng)現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)不可能最終符合在瀏覽器中的顯示要求，可以說是無序的，這些參數(shù)只有數(shù)值，沒有相應(yīng)的數(shù)據(jù)名稱和單位，顯然，必須經(jīng)過某種合理的處理、計(jì)算和排序。為了提高系統(tǒng)的效率，擬使用一個單一的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)來承擔(dān)這一部分工作。經(jīng)過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理后原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成實(shí)時數(shù)據(jù)庫中的實(shí)時數(shù)據(jù)表類、趨勢數(shù)據(jù)表類和歷史數(shù)據(jù)表類，供WEB服務(wù)器實(shí)時系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)器程序調(diào)用。

2.2 動態(tài)發(fā)布實(shí)時數(shù)據(jù)的過程

2.2.1 Web瀏覽器中鏈接一個Web服務(wù)器提供的專門收集用戶輸入信息的HTML頁面。在這個頁面上用戶可以輸入查詢信息，也可以選擇頁面提供的查詢條件，然后通過在這個HTML頁面插入Applets，VBScript或JavaScript之中任意一種，對這些用戶輸入的信息進(jìn)行加工處理。

我咕咚一下跪在了地上。這一下果然管用，聽見動靜的馬蘭停下了手，一臉疑惑地望著我。我高高地舉起右手說，我對天發(fā)誓小蘭，我絕對沒有動過李金枝，要不然天打五雷轟——

該電廠三期工程實(shí)時信息系統(tǒng)的瀏覽器端時主要采用Java語言來開發(fā)，并以Applet的形式嵌入HTML頁面中。在實(shí)時系統(tǒng)的查詢中，只要用戶選擇相應(yīng)的測點(diǎn)或任何一種自定義的分類要素，Applet就可以到服務(wù)器上取得相應(yīng)的信息，在本地實(shí)時顯示出來，從而實(shí)現(xiàn)電廠的性能、電氣、鍋爐、汽機(jī)等參數(shù)的實(shí)時顯示，以及實(shí)時流程、系統(tǒng)模擬圖的實(shí)時圖形顯示。此外，我們還可以利用Java實(shí)時繪出參數(shù)趨勢曲線圖來。

2.2.2 采用API及JAVA 語言，實(shí)現(xiàn)與Web 服務(wù)器接口。

2.2.3 Web服務(wù)器通過數(shù)據(jù)庫驅(qū)動程序ODBC向數(shù)據(jù)庫服務(wù)器發(fā)出SQL請求，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器接到的是標(biāo)準(zhǔn)的SQL查詢語句，數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)執(zhí)行SQL查詢并將查詢結(jié)果再通過ODBC傳回Web服務(wù)器。

2.2.4 Web服務(wù)器收到從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器返回的查詢結(jié)果后，把它們與API提供的模板合并形成完整的HTML文檔返回給客戶。用戶此時看到的網(wǎng)頁為動態(tài)網(wǎng)頁，它隨查詢結(jié)果的不同而不同。

2.3 擴(kuò)充和維護(hù)——工具化

維護(hù)的方便性與系統(tǒng)擴(kuò)充能力是否充分考慮，與系統(tǒng)應(yīng)用的好壞具有密不可分的關(guān)系。為了使本系統(tǒng)在開發(fā)完成后，廠方人員能自行進(jìn)行方便的維護(hù)，系統(tǒng)將在各個環(huán)節(jié)提供富有預(yù)見性和靈活性的維護(hù)工具軟件。

在實(shí)時數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的選取過程中，通過實(shí)時數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的系統(tǒng)維護(hù)模塊用戶可以在系統(tǒng)開發(fā)完畢之后自己增加、減少或者改變實(shí)時數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，提供一種方便的數(shù)據(jù)維護(hù)的人機(jī)界面。

為了在瀏覽器端有靈活方便的維護(hù)，系統(tǒng)將提供一個實(shí)時數(shù)據(jù)查詢的HTML生成維護(hù)工具，利用這個維護(hù)工具，可以重新調(diào)整在HTML文件中需要顯示的參數(shù)、系統(tǒng)流程圖上參數(shù)位置、需要重新分類的參數(shù)、負(fù)荷相加后顯示等等。這個維護(hù)工具與實(shí)時數(shù)據(jù)服務(wù)器完全無關(guān)，可以完全由用戶任意操縱。這樣，完成了從數(shù)據(jù)添加到最終瀏覽器上實(shí)時數(shù)據(jù)顯示的全過程。

此外，為了完成和維護(hù)各種實(shí)時數(shù)據(jù)查詢的HTML頁面，系統(tǒng)提供了相應(yīng)的各種生成工具。對已經(jīng)生成的頁面，如果要進(jìn)行修改，可以進(jìn)行重載，在原來的基礎(chǔ)上進(jìn)行，也可以重新生成。

3 電廠實(shí)時查詢系統(tǒng)的Intranet實(shí)現(xiàn)

依據(jù)電廠的實(shí)時信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源，即在數(shù)據(jù)來源上直接借助實(shí)時信息數(shù)據(jù)庫，通過ODBC方式直接連接到實(shí)時數(shù)據(jù)庫上。采用針對其實(shí)時數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行編程的方法，讀取實(shí)時數(shù)據(jù)，并按現(xiàn)有WWW方式傳送實(shí)時信息，把實(shí)時信息的查詢功能統(tǒng)一在瀏覽器方式下進(jìn)行，滿足網(wǎng)絡(luò)用戶的查詢需求，便于今后MIS系統(tǒng)統(tǒng)一對實(shí)時信息的管理。

圖2

3.1 實(shí)時數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集由實(shí)時數(shù)據(jù)采集機(jī)從DCS網(wǎng)、輸煤、化水、網(wǎng)控系統(tǒng)采集實(shí)時數(shù)據(jù)并實(shí)時寫入ORACLE實(shí)時數(shù)據(jù)庫，方便管理信息系統(tǒng)的各個模塊利用實(shí)時信息。這些數(shù)據(jù)包含有實(shí)時更新的實(shí)時信息數(shù)據(jù)表、為表示實(shí)時信息變化趨勢的趨勢數(shù)據(jù)表、為保存歷史信息的歷史數(shù)據(jù)表。

3.2 實(shí)時數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)儲

為了提供今后企業(yè)開發(fā)的各個應(yīng)用系統(tǒng)方便地使用實(shí)時信息，使本實(shí)時信息系統(tǒng)的開發(fā)不成為一個孤立的系統(tǒng)，實(shí)時信息數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲是必要的，即將這些數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)儲到實(shí)時數(shù)據(jù)庫（ORACLE服務(wù)器）中。這些轉(zhuǎn)儲后數(shù)據(jù)包含有不斷更新的實(shí)時信息數(shù)據(jù)表類、為表示實(shí)時信息變化趨勢的趨勢數(shù)據(jù)表類、為保存歷史信息的歷史數(shù)據(jù)表類。

3.3 機(jī)組運(yùn)行實(shí)時畫面監(jiān)測

以畫形方式顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行的實(shí)時參數(shù)。包括主要的系統(tǒng)：#1機(jī)組概貌、#1鍋爐、#1汽機(jī)、#1機(jī)組電氣接線圖、#2機(jī)組概貌、#2鍋爐、#2汽機(jī)、#2機(jī)組電氣接線圖、輸煤程控系統(tǒng)圖、輸煤電氣接線圖、補(bǔ)給水系統(tǒng)圖、高速混床系統(tǒng)、再生系統(tǒng)、電廠電氣主接線圖、光字牌、發(fā)變組負(fù)荷曲線等。實(shí)時系統(tǒng)圖示如圖2。

通過這些美觀明了的圖表，我們很輕松地通過點(diǎn)擊鼠標(biāo)，就可以在自己電腦的瀏覽器中顯示任一組測點(diǎn)的實(shí)時數(shù)據(jù)、顯示任一測點(diǎn)的當(dāng)天變化趨勢，或可以選定多個測點(diǎn)，顯示當(dāng)天任一時間的值，或顯示測點(diǎn)任一天的變化趨勢。析研究提供可靠的運(yùn)行數(shù)據(jù)，為合理制訂生產(chǎn)檢修計(jì)劃提供科學(xué)依據(jù)，同時可以更好地反映機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)和歷史情況，更好地服務(wù)于電廠安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行這個大目標(biāo)。

4 小結(jié)

生產(chǎn)實(shí)時數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)為該電廠三期工程機(jī)組的健康運(yùn)行提供有力的保證，它加強(qiáng)了電廠的運(yùn)行管理，使公司領(lǐng)導(dǎo)及時了解和掌握生產(chǎn)情況，提供綜合性的動態(tài)數(shù)據(jù)，為有關(guān)職能科室和技術(shù)管理部門分

[1]司風(fēng)琪,崔彥鋒,徐治皋. 火電廠實(shí)時數(shù)據(jù)平臺的開發(fā)與應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動化.006, (24)

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The planning and design of Thermal power plant real-time database system

Shi Lingyun National Engineering Research Center for Multimedia Software of Wuhan University, Wuhan 430072

The paper gives information in detail of a thermal power plant real-time database system software design and application development process, specifically discusses the overall planning ideas and technical solutions.the system will have a positive effect to the power plant production management.

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.11.058

石凌云，1976年出生，武漢大學(xué)國家多媒體軟件工程技術(shù)研究中心工程碩士，現(xiàn)就職于中廣核工程有限責(zé)任公司。