山西神头第一发电厂#3-#8机组及电气监测实时信息系统实施案例

2004-11-12　发布方：和利时　网友评论 0 条　点击进入论坛

需求分析

山西神头第一热电厂（以下简称神头电厂）由于企业发展的需要，“管控一体化”的信息系统建设已提到日程上来，而实时信息系统在“管控一体化”建设中起着非常重要的作用。它可以连接电厂所有的控制系统，采集控制系统中的实时数据，使管理者在办公室里就可以监测到生产现场生产情况及报警信息；并可以对取得的实时数据进行优化、分析，从而为保证生产设备正常运转、降低生产成本提供重要依据；同时，它还可以向企业的管理系统（ERP）提供数据接口，成为企业现代化管理的重要组成部分。

神头电厂3#—8#机组的信息点量大，现场信息分散，已完成改造的3#、4#、5#机组要上传的信息点近8000点，正在改造的6#、7#、8#机组估计有近10000点需要上传的数据，这些数据如果不加以整合利用，则会造成信息浪费。现在企业生产管理人员已明显感到信息不易保存、透明度不足、易失误；数据资料汇集费力耗时，影响决策，信息共享差等困难。

系统目标

● 实现全部DCS联网，联网后可在管理网中实时监测各个机组生产运行情况；

● 可以采集实时数据，分析历史趋势，定制灵活报表

● 对全厂控制数据进行综合监测及分析，即可在同一个画面下监测不同机组的某些相关指标，并可对历史趋势、报表等进行综合分析

● 提供开放的数据格式及接口，使实时数据上传到企业的管理系统（ERP）中，建设全厂的管控一体化系统，从而使企业的管理效益达到最大。

● 采用用户密码登陆等手段，严格控制各个管理人员的访问权限

● 可以通过WEB方式用浏览器访问全厂总貌、机组总貌、公用系统等10幅左右的实时画面

方案

原理介绍

山西神头第一发电厂实时信息系统的最终目的是实现全厂控制系统的联网，从而实现全厂资源的充分共享。为实现上述目标，本方案利用管理网上的实时数据服务器采集所有控制系统的数据，并将数据进行汇总、计算、存储，厂长、调度及各科室相关管理人员可以通过管理网访问实时数据服务器，从而实现对实时数据的观测、查询、分析。具体原理如图所示：

方案实现

在企业的管理网中加一台实时数据服务器，此服务器的功能是采集控制系统的数据，在对其进行计算、分析后存入数据库，向管理网的其他用户提供历史数据及实时数据的查询功能。各控制系统向实时数据服务器发送数据的方式如下：

在每套控制系统网络中加一台网关机,此网关机有两块网卡，第一块网卡连接到控制系统网，第二块网卡为以太网卡，连接到管理网上。网关机通过第一块网卡取得控制系统的数据后，通过第二块网卡把数据以UDP数据包的方式发送到管理网中的实时数据服务器，厂里的管理人员就可以通过访问

在每套控制系统网络中加一台网关机,此网关机有两块网卡，第一块网卡连接到控制系统网，第二块网卡为以太网卡，连接到管理网上。网关机通过第一块网卡取得控制系统的数据后，通过第二块网卡把数据以UDP数据包的方式发送到管理网中的实时数据服务器，厂里的管理人员就可以通过访问实时数据服务器来监测控制系统的数据了。由于网关机有两块网卡，除向管理系统传送数据外，还可以屏蔽管理系统与控制系统的数据往来，防止病毒以及管理网络的误操作对控制系统的影响。

网络拓扑及方案组成解析

方案的网络拓扑如上图，所有的控制系统通过网关机连通到管理网，数据送达管理网上的实时数据服务器。

● DCS控制系统为甲方自有系统。

● 厂内的MIS网络硬件系统以及终端为甲方自有系统,其中的实时系统软件由乙方负责安装、调试、投用。

● 系统采取总体规划、分步实施的策略，首先实施3#、4#、5#机组的实时信息系统，在条件成熟后再实施6#、7#、8#机组的实时信息系统。

系统软件组成及其功能

系统软件实时数据服务器端运行于Windows NT平台，客户端运行于Windows 95/98/2000/NT/XP，所用数据库为大型关系型数据库MS SQL Server。

系统共由五部分软件构成。第一部分为实时信息分析，管理者可通过此软件访问、分析控制系统数据；第二部分为模拟图及报表组态，系统维护人员可通过此软件来定制厂里需要的系统实时模拟图、报表等，并可通过此软件来定义角色信息，设置角色权限等；第三部分为数据接收软件，此软件主要功能是接收控制系统数据，把数据处理、优化后存入数据库，并向管理网的其他站点提供实时及历史数据的查询；第四部分软件为DCS网关，此软件安装在网关机中，功能是取出连接的控制系统数据并传入到管理系统网络中的实时数据服务器；第五部分为数据库端安装软件，用于构筑数据库表结构平台

实时信息分析软件

实时信息分析即控制系统实时信息数据领导查询系统，是面向最终用户的实时信息分析系统，包括实时模拟图监测、历史数据分析、报表查询三部分功能。

1．1实时模拟图监测

实时模拟图监测功能以系统模拟图的方式显示生产现场系统运行实际情况，实时观测生产现场的各项指标。数据的显示方式包括模拟量的实时数字显示，开关量的实时图形显示、实时棒图显示等，实时数据的列表式显示等；当数据超过规定的限值时，系统可自动产生报警信息；可自定义图形化按钮在各模拟图之间切换。在此功能中可以通过按钮切换监测各车间的实时生产情况，并可在同一画面综合监测几个车间的相关指标；实时画面的每一个模拟量点的小数位数可由用户定义。

1．2历史数据分析

历史数据分析包括历史数据曲线和指标超限额运行时间统计两部分内容。

1．2．1历史数据曲线

历史数据曲线功能可以观察某项指标某一天的点值变化曲线及其报警线的显示，并可同时显示多条指标曲线，用来进行对比显示，可以放大曲线的任意区域，查看曲线在各取点时间精确的点值信息，可以查看图中各项指标曲线的报警限值，统计每项指标在给定时间段内的最大值、最小值及其各自的取值时间，浏览超过报警限额运行的时间点及其点值并进行汇总统计；历史曲线可以在本地自由组合，且可以查询任意24小时内的曲线以及月曲线。

1．2．2超限额运行时间统计

超限额运行时间统计功能可以查看任意区间内某项指标超过报警限值运行的时间累计情况，包括查询区间内各小时超过报警值上限、下限的时间以及时间的累计。

1．3报表查询

报表查询功能实现企业的生产报表查询功能，包括日报查询和班报查询功能，报表的种类和样式由报表组态软件灵活设置。

模拟图组态和报表组态

此软件实现实时系统模拟图及报表的组态定制功能。

1．1实时模拟图组态

画面组态功能主要完成对DCS实时数据模拟图上需显示的DCS信息点及其显示位置、显示形式的定义，包括定义模拟量的实时数字显示、开关量的实时图形显示，实时数据的棒图显示、列表式显示以及计算点的显示等；并可定义各信息点的报警限值，实现报警显示。

1．3权限设置

此功能设置厂内管理人员的角色以及各个角色的实时数据访问权限。

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