趙 銀

（山西大唐臨汾熱電有限責(zé)任公司，山西 臨汾 041000）

山西大唐國(guó)際臨汾熱電有限責(zé)任公司2×300MW燃煤發(fā)電機(jī)組＃1、＃2機(jī)分別于2010年12月15日和2011年01月04日通過(guò)168h試運(yùn)正式投入運(yùn)行。主要系統(tǒng)設(shè)計(jì)由山西省電力設(shè)計(jì)院承擔(dān)，主控采用DCS控制系統(tǒng)北京日立H5000M型，輔控采用PLC控制系統(tǒng)AB Controllogix控制器，全廠輔控系統(tǒng)采用集中控制，輔控網(wǎng)系統(tǒng)由河北華之杰公司提供，統(tǒng)一采用IFix監(jiān)控軟件?，F(xiàn)廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS系統(tǒng)）采用的是上海麥杰科技公司生產(chǎn)的基于openPlant實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的全廠SIS系統(tǒng)。

1 廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）功能介紹

廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)是集過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、優(yōu)化控制及生產(chǎn)過(guò)程管理為一體的廠級(jí)自動(dòng)化信息系統(tǒng)[4]，是處于火電廠集散控制系統(tǒng)以及相關(guān)輔助程控系統(tǒng)與全廠管理信息系統(tǒng)之間的一套實(shí)時(shí)廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)[1]。SIS系統(tǒng)以機(jī)組的性能計(jì)算、廠級(jí)經(jīng)濟(jì)性分析、廠級(jí)負(fù)荷分配以及機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行為主要目的。SIS系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性體現(xiàn)在SIS系統(tǒng)實(shí)時(shí)分析機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)，通過(guò)系統(tǒng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)處理與優(yōu)化的功能，對(duì)機(jī)組乃至全廠的運(yùn)行狀況進(jìn)行準(zhǔn)確地分析、診斷與優(yōu)化的系統(tǒng)。

圖1 廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）配置Fig.1 Plant-level monitoring information system (SIS) configuration

2 廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）配置

山西大唐國(guó)際臨汾熱電有限責(zé)任公司配置的廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）采用的是上海麥杰科技公司生產(chǎn)的基于openPlant實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的全廠SIS系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了全廠對(duì)兩臺(tái)機(jī)組主、輔控制系統(tǒng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)視，承擔(dān)著兩臺(tái)機(jī)組主控及輔控全部生產(chǎn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)，以及過(guò)程監(jiān)視、過(guò)程曲線、數(shù)據(jù)一覽、歷史回放、性能計(jì)算、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、超限統(tǒng)計(jì)與可靠性管理等應(yīng)用功能軟件，為電廠運(yùn)行分析和設(shè)備檢修提供了生產(chǎn)管理層面的統(tǒng)計(jì)和分析數(shù)據(jù)，同時(shí)也承擔(dān)著廠內(nèi)為績(jī)效系統(tǒng)、計(jì)劃統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)、可靠性系統(tǒng)等和廠外為省調(diào)度處、自動(dòng)化處、環(huán)保廳、大唐國(guó)際及大唐集團(tuán)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸提供數(shù)據(jù)源和平臺(tái)支持的功能。廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）配置如圖1所示。

3 廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）運(yùn)行性能分析

山西大唐國(guó)際臨汾熱電有限責(zé)任公司配置的廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS），自機(jī)組投產(chǎn)以來(lái)隨著機(jī)組改造，SIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)量逐年增加，加上廠內(nèi)績(jī)效系統(tǒng)、可靠性系統(tǒng)、計(jì)劃統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)以及電網(wǎng)、環(huán)保、大唐國(guó)際及集團(tuán)公司等相關(guān)系統(tǒng)的上線，均需要從SIS系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)源，造成SIS系統(tǒng)鏡像服務(wù)器頻繁出現(xiàn)運(yùn)行負(fù)荷率較高、運(yùn)行緩慢及死機(jī)等故障問(wèn)題，影響上層各級(jí)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)。該系統(tǒng)作為底層數(shù)據(jù)源，其運(yùn)行的正常與否，直接影響著上層各系統(tǒng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。由于長(zhǎng)期運(yùn)行，目前設(shè)備老化、性能下降、故障率較高，已無(wú)法適應(yīng)信息量巨大的現(xiàn)狀，需要進(jìn)行廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）運(yùn)行性能整體優(yōu)化。

具體問(wèn)題如下：

1）鏡像服務(wù)器長(zhǎng)期運(yùn)行，造成硬件老化、性能下降，加上數(shù)據(jù)量及功能要求逐年增加，運(yùn)行負(fù)荷率較高，頻繁出現(xiàn)運(yùn)行緩慢及死機(jī)等故障問(wèn)題。

2）鏡像服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為單服務(wù)器的形式，一旦服務(wù)器故障，所有與其關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)均會(huì)異常，影響機(jī)組及廠級(jí)相關(guān)生產(chǎn)指標(biāo)計(jì)算。

3）鏡像服務(wù)器既承擔(dān)著數(shù)據(jù)庫(kù)功能[3]，又承擔(dān)著相關(guān)分析處理功能（過(guò)程監(jiān)視、過(guò)程曲線、數(shù)據(jù)一覽、歷史回放、性能計(jì)算、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、超限統(tǒng)計(jì)以及可靠性管理等應(yīng)用功能軟件），負(fù)荷率過(guò)高。

4 廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）運(yùn)行性能優(yōu)化

4.1 優(yōu)化范圍

1）鏡像服務(wù)器冗余改造。 SIS系統(tǒng)需要具有24h不間斷運(yùn)行的能力，而實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器是整個(gè)系統(tǒng)的核心。因此，鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器應(yīng)具有較大的存儲(chǔ)容量和先進(jìn)的數(shù)據(jù)壓縮方式，用于存儲(chǔ)所有生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和本系統(tǒng)對(duì)這些數(shù)據(jù)的計(jì)算、分析結(jié)果，使全廠的運(yùn)行管理和經(jīng)營(yíng)管理建立在統(tǒng)一的生產(chǎn)實(shí)時(shí)過(guò)程數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上[2]。

鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器采用兩臺(tái)高性能IBM System X3850服務(wù)器與一臺(tái)IBM DS3512存儲(chǔ)磁盤(pán)陣列構(gòu)成核心數(shù)據(jù)庫(kù)集群系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)鏡像服務(wù)器的“冗余”和“熱備”。

2）數(shù)據(jù)庫(kù)與應(yīng)用程序分離改造。鏡像服務(wù)器僅保留數(shù)據(jù)庫(kù)功能，其他相關(guān)分析處理功能全部移植到應(yīng)用服務(wù)器（原鏡像服務(wù)器利舊），實(shí)現(xiàn)所有現(xiàn)有應(yīng)用功能的全部正常使用。

3）結(jié)合近年來(lái)的改造情況，對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)及系統(tǒng)進(jìn)行一次徹底完善。

4）對(duì)現(xiàn)有SIS系統(tǒng)軟、硬件系統(tǒng)進(jìn)行全面保養(yǎng)、維護(hù)。

5）對(duì)全廠信息系統(tǒng)包括SIS和MIS統(tǒng)一規(guī)劃實(shí)施，使用廠方要求的專用系統(tǒng)設(shè)備編碼、數(shù)據(jù)源定義、應(yīng)用軟件功能、信息處理流程等規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)化，避免交叉重復(fù)，減少資源浪費(fèi)；合理劃分網(wǎng)絡(luò)層次、結(jié)構(gòu)和信息流向，各子系統(tǒng)及子系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)庫(kù)共享，盡可能減少數(shù)據(jù)的冗余浪費(fèi)[2]；考慮實(shí)時(shí)信息的特殊要求，充分考慮系統(tǒng)接口和容量，滿足機(jī)組擴(kuò)建以及擴(kuò)展其他應(yīng)用的需求。

4.2 優(yōu)化方案

1）在充分滿足SIS系統(tǒng)各項(xiàng)功能、指標(biāo)的前提下，選用當(dāng)前較為先進(jìn)、性價(jià)比較高的IBM X3850系列數(shù)據(jù)中心型服務(wù)器，對(duì)原SIS核心服務(wù)器進(jìn)行更替。該服務(wù)器已有滿足30萬(wàn)點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理能力的應(yīng)用實(shí)例，且經(jīng)測(cè)算10萬(wàn)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)CPU占用率20%～25%，可滿足本廠的實(shí)際需要。

圖2 優(yōu)化后SIS系統(tǒng)配置圖Fig.2 Optimized SIS system configuration chart

2）使用兩臺(tái)IBM X 3850服務(wù)器，利用“心跳線”連接技術(shù)，完成服務(wù)器間控制指令和備份數(shù)據(jù)的高速交互，從而實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)核心服務(wù)器間“熱備”運(yùn)行的冗余方式。同時(shí)，為了提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)速率，以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全性，在采用服務(wù)器集群管理的模式下，增加一臺(tái)IBM DS3512磁盤(pán)陣列，由兩臺(tái)核心服務(wù)器共同來(lái)管理。這樣，當(dāng)某一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障后，另一臺(tái)服務(wù)器可以自動(dòng)“無(wú)縫”接管數(shù)據(jù)資源，從而保證數(shù)據(jù)的唯一性和連續(xù)性。

3）把SIS服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)功能和其他應(yīng)用處理功能分開(kāi)，SIS鏡像服務(wù)器僅保留實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)功能，把替換下來(lái)的原IBM X3650服務(wù)器作為應(yīng)用服務(wù)器，其他相關(guān)分析處理功能（過(guò)程監(jiān)視、過(guò)程曲線、數(shù)據(jù)一覽、歷史回放、性能計(jì)算、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、超限統(tǒng)計(jì)以及可靠性管理等應(yīng)用功能軟件）均移植到該服務(wù)器，兩個(gè)服務(wù)器之間相互聯(lián)系又獨(dú)立，應(yīng)用服務(wù)器故障不影響數(shù)據(jù)服務(wù)器及其他上層系統(tǒng)的正常運(yùn)行和數(shù)據(jù)交換。

4.3 成果展示

經(jīng)過(guò)廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）運(yùn)行性能整體優(yōu)化工作，極大提高了SIS服務(wù)器的設(shè)備性能及運(yùn)行的安全穩(wěn)定性，利用鏡像雙機(jī)冗余配置有效保證與其關(guān)聯(lián)上層各個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)連續(xù)性和有效性，同時(shí)通過(guò)SIS鏡像服務(wù)器應(yīng)用功能分離，有效減小了SIS鏡像各服務(wù)器的負(fù)載任務(wù)，有效確保了各服務(wù)器穩(wěn)定、高效率、低負(fù)載運(yùn)行。優(yōu)化后SIS系統(tǒng)配置圖如圖2所示。

5 總結(jié)

通過(guò)廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）運(yùn)行性能整體優(yōu)化，有效提高了SIS系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，為廠內(nèi)機(jī)組的性能計(jì)算、廠級(jí)經(jīng)濟(jì)性分析、廠級(jí)負(fù)荷分配以及機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了可靠的運(yùn)行數(shù)據(jù)，同時(shí)為廠內(nèi)績(jī)效系統(tǒng)、可靠性系統(tǒng)、計(jì)劃統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)以及電網(wǎng)、環(huán)保、大唐國(guó)際及集團(tuán)公司等相關(guān)系統(tǒng)提供了可靠的、連續(xù)的機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)。在以后的工作中仍需要進(jìn)一步分析優(yōu)化后廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）運(yùn)行性能，針對(duì)不足之處進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化提升，不斷推進(jìn)廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）運(yùn)行性能優(yōu)化工作。