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【摘 要】 随着科学技术的发展，电厂中SIS系统的应用越来越广泛。其为机组运行人员和生产管理者提供控制及决策的依据和指导，并向厂级管理信息系统提供其所需的过程数据和分析结果，为提高整个电厂的运行、管理水平奠定基础。基于此，文章对电厂SIS系统的体系结构及应用进行综合的分析，以期能够提供一个借鉴。
【关键词】 电厂SIS系统；体系结构；应用
1. SIS系统实施的重要意义
厂级监控信息系统是一种能够实现优化控制，生产过程管理以及实时监控的厂级自动化信息管理系统。在我国的大部分电厂中，超临界机组需要厂级监控信息系统才能够得到较好的使用。在超临界机组的厂级监控信息系统中，一般是由厂级监控网络以及厂级监控信息系统磁盘阵列和服务器，厂级监控信息系统应用功能站，电源柜，接口机柜，网络机柜，厂级监控信息系统接口机这些硬件组成的。通过我国目前所使用的厂级监控信息系统网络拓扑图，就能够使用这些硬条件组成符合超临界机组日常使用条件的厂级监控信息系统。在组装完成后，需要导入相应的数据库才能够进行使用，我国一般采用的是美国osi公司的PI实时数据库系统。
2.厂级监控信息系统（SIS）配置及功能分析
电厂SIS结构如图1所示。机组DCS以及辅机控制系统的生产数据经接口机、交换机、物理隔离器以及防火墙等设备汇聚到SIS的核心交换机。煤矿坑口电厂的生产数据一方面被存入实时/历史数据库服务器，另一方面用于SIS监控画面显示，供电厂内部和煤矿集团客户端浏览。
图1 SIS系统网络结构图
2.1实时数据库平台选择
实时数据库平台是建立SIS的核心，在选择时考虑以下几个方面：
（1）数据存储效率和最大采集标签点数。实时数据库在存储数据过程中采用不同的压缩方式会导致不同的存储效率。数据库的存储效率和存储容量直接影响数据的存储精度和标签点数。数据压缩方式包括无损压缩和有损压缩。无损压缩的数据精度高，但所占存储空间较大；有损压缩能够在保证某些重要数据精度的前提下，大大减小数据所占存储空间。对于实时数据库的采集标签点数，一般要求至少大于全厂所有控制系统点数的总和。
（2）实时数据库平台访问结构。实时数据库平台应采用开放的客户端/服务器模式或浏览器/服务器模式，并且宜采用分布式结构，即接口机分布式采集生产数据，而各控制系统与实时数据库平台连接，实现实时数据库平台对全厂生产数据的集中管理。
（3）接口技术。由于全厂多个生产过程控制系统的生产数据都汇聚到实时数据库平台，所以实时数据库平台应具备与DCS及辅机控制系统等进行通信的成熟的接口技术。
根据电厂控制系统现状和生产数据管理要求，同时参照其他电厂在建立SIS过程中选择实时数据库平台的经验，本文选择InSQL实时数据库平台。InSQL实时数据库平台是目前世界上最通用的面向工厂的高性能实时关系型数据库平台之一。它将关系型数据库的灵活性、功能性与实时数据库的高速性、压缩性集于一体，适用于工业生产数据管理。InSQL实时数据库平台还具有以下显著优点：
（1）InSQL实时数据库平台提供了3种数据存储策略供用户选择：定周期存储方式、变化存储方式（根据电厂数据点的多少进行适当压缩）、“旋转门”存储方式。前2种策略提供无损压缩的数据存储方式，有效保证了存储数据的精度；后一种策略提供有损压缩的数据存储方式，大大节约了存储空间。
（2）InSQL实时数据库平台内嵌微软关系型数据库，支持标准的SQL语言，具有数据分析、报表和通知等功能。
（3）InSQL实时数据库平台拥有众多客户端软件，为其提供了强大的数据管理、分析能力。所有具有与MSSQLServer和ODBC（开放数据库互联）接口的应用软件均可访问InSQL实时数据库。
2.2 SIS系统可靠性技术
数据的可靠性和完整性对系统分析、优化控制非常重要，因此，SIS不仅要保证实时数据准确、可靠，同时也要保证历史数据连续、完整。SIS数据服务器可以采用双机方式，利用自动切换程序，当主服务器发生故障时，自动切换至备用服务器，也可以采用群集技术，主备服务器与磁盘阵列相连。
SIS网与DCS或PLC网、SIS网与MIS网的数据传送通过接口机实现，一定要充分利用接口机的数据缓存功能对故障时的数据进行保存。当数据服务器或网络出现故障时，接口机可以继续工作，把从DCS系统采集的数据先保存到本地硬盘上。同时，接口机不断地测试数据库服务器或网络，一旦恢复正常，接口软件能把前段时间的数据发送到数据库服务器中，确保数据在时间坐标上的完整性。
3. SIS系统的应用分析
某电厂从2001年开始引入美国OSI公司的PI系统，2004年和2010年随着公司二期和三期工程建设，PI系统基本实现与生产工程项目同步投运，为公司二期和三期工程按期投产发挥了汗马功劳。目前公司一、二、三期工程六台机组的生产实时信息全部集成在一起，与各个DCS系统及辅助控制系统实现数据接口，并应用于机组性能优化和运行管理。
SIS系统把分散控制的单元数据汇聚到一起，实现了厂级集中管理，以便于对全厂数据综合分析、计算，主要应用如下：
3.1 SIS数据的采集
目前公司一、二、三期六台机组生产实时信息系统共采集生产实时数据约6万点，制作PI画面约1000幅。
按照二次防护要求，在分散控制系统与SIS系统之间安装了单向隔离装置，保证了数据的单向传输，增加了安全性。
3.2 SIS数据应用于生产基本指标的统计与计算
如每日自动计机组综合指标，并将机组启停等重要信息实时发送到相关管理人员手机上。
3.3 SIS数据应用于机组性能优化
公司一二期性能优化系统于2006年上线，三期性能优化系统于2014年9月份上线。
3.4生产异常报警
（1）生产异常报警阀值根据业务规则制定，系统接收到实时数据后，与设定的阀值对比，超过阀值正常区域时进行报警。（2）阀值的设定可以是绝对值、趋势值、比例值、开关值等。（3）报警方式可以通过画面闪烁、手机短信和邮件等方式发送给相关人员。（4）部分重要的报警信息，还应直接发至集团公司的相关专业管理人员。
3.5生产指标考核
根据电厂的实际运行情况制定考核标准，充分利用生产的实时及历史数据，对机组运行的各项考核指标按班值进行排名或超限时间等方式进行计算和统计，并自动生成考核结果，使企业的生产管理人员从繁琐的统计事务中解脱出来，在强化运行管理和绩效考核的同时，提高统计数据和考核指标的真实性、准确性和客观性，真正对运行人员起到激励作用。
3.6运行知识库
电厂的生产运行人员在长期的生产过程中积累了大量的运行经验，这些知识对于提高运行人员的操作水平、防止同类事故的发生具有实际的指导意义。对运行知识库部分功能的要求如下：（1）可以将源于生产的运行经验进行分类建模，存入知识库系统中，方便对运行知识的查询和修改。（2）具有良好的开放性和扩展性，可以通过知识确认流程后对知识库进行不断充实完善。（3）具有良好的操作界面，方便学习已有的运行知识。
4.结束语
随着信息化建设的深入，电厂的大数据时代已经来临。SIS系统以其先进监控方式、科学的分析、诊断方法、良好的记录存储功能、满足了电力企业效益为中心管理理念。在今后的工作中，应当加强科学技术的运用，从而促进电厂的效益的提升。
参考文献：
[1]张东民.DCS与SIS系统异构解析[J].可编程控制器与工厂自动化，2014，06：52-55.
[2]梁卓威，李本贤.火力发电厂厂级监控信息系统（SIS）数据接口设计与应用[J].工业控制计算机，2014，08：103-105.
[3]李巍巍.基于SIS系统的过程数据挖掘应用研究[J].计算机光盘软件与应用，2014，13：100+102.
【关键词】 电厂SIS系统；体系结构；应用
1. SIS系统实施的重要意义
厂级监控信息系统是一种能够实现优化控制，生产过程管理以及实时监控的厂级自动化信息管理系统。在我国的大部分电厂中，超临界机组需要厂级监控信息系统才能够得到较好的使用。在超临界机组的厂级监控信息系统中，一般是由厂级监控网络以及厂级监控信息系统磁盘阵列和服务器，厂级监控信息系统应用功能站，电源柜，接口机柜，网络机柜，厂级监控信息系统接口机这些硬件组成的。通过我国目前所使用的厂级监控信息系统网络拓扑图，就能够使用这些硬条件组成符合超临界机组日常使用条件的厂级监控信息系统。在组装完成后，需要导入相应的数据库才能够进行使用，我国一般采用的是美国osi公司的PI实时数据库系统。
2.厂级监控信息系统（SIS）配置及功能分析
电厂SIS结构如图1所示。机组DCS以及辅机控制系统的生产数据经接口机、交换机、物理隔离器以及防火墙等设备汇聚到SIS的核心交换机。煤矿坑口电厂的生产数据一方面被存入实时/历史数据库服务器，另一方面用于SIS监控画面显示，供电厂内部和煤矿集团客户端浏览。
图1 SIS系统网络结构图
2.1实时数据库平台选择
实时数据库平台是建立SIS的核心，在选择时考虑以下几个方面：
（1）数据存储效率和最大采集标签点数。实时数据库在存储数据过程中采用不同的压缩方式会导致不同的存储效率。数据库的存储效率和存储容量直接影响数据的存储精度和标签点数。数据压缩方式包括无损压缩和有损压缩。无损压缩的数据精度高，但所占存储空间较大；有损压缩能够在保证某些重要数据精度的前提下，大大减小数据所占存储空间。对于实时数据库的采集标签点数，一般要求至少大于全厂所有控制系统点数的总和。
（2）实时数据库平台访问结构。实时数据库平台应采用开放的客户端/服务器模式或浏览器/服务器模式，并且宜采用分布式结构，即接口机分布式采集生产数据，而各控制系统与实时数据库平台连接，实现实时数据库平台对全厂生产数据的集中管理。
（3）接口技术。由于全厂多个生产过程控制系统的生产数据都汇聚到实时数据库平台，所以实时数据库平台应具备与DCS及辅机控制系统等进行通信的成熟的接口技术。
根据电厂控制系统现状和生产数据管理要求，同时参照其他电厂在建立SIS过程中选择实时数据库平台的经验，本文选择InSQL实时数据库平台。InSQL实时数据库平台是目前世界上最通用的面向工厂的高性能实时关系型数据库平台之一。它将关系型数据库的灵活性、功能性与实时数据库的高速性、压缩性集于一体，适用于工业生产数据管理。InSQL实时数据库平台还具有以下显著优点：
（1）InSQL实时数据库平台提供了3种数据存储策略供用户选择：定周期存储方式、变化存储方式（根据电厂数据点的多少进行适当压缩）、“旋转门”存储方式。前2种策略提供无损压缩的数据存储方式，有效保证了存储数据的精度；后一种策略提供有损压缩的数据存储方式，大大节约了存储空间。
（2）InSQL实时数据库平台内嵌微软关系型数据库，支持标准的SQL语言，具有数据分析、报表和通知等功能。
（3）InSQL实时数据库平台拥有众多客户端软件，为其提供了强大的数据管理、分析能力。所有具有与MSSQLServer和ODBC（开放数据库互联）接口的应用软件均可访问InSQL实时数据库。
2.2 SIS系统可靠性技术
数据的可靠性和完整性对系统分析、优化控制非常重要，因此，SIS不仅要保证实时数据准确、可靠，同时也要保证历史数据连续、完整。SIS数据服务器可以采用双机方式，利用自动切换程序，当主服务器发生故障时，自动切换至备用服务器，也可以采用群集技术，主备服务器与磁盘阵列相连。
SIS网与DCS或PLC网、SIS网与MIS网的数据传送通过接口机实现，一定要充分利用接口机的数据缓存功能对故障时的数据进行保存。当数据服务器或网络出现故障时，接口机可以继续工作，把从DCS系统采集的数据先保存到本地硬盘上。同时，接口机不断地测试数据库服务器或网络，一旦恢复正常，接口软件能把前段时间的数据发送到数据库服务器中，确保数据在时间坐标上的完整性。
3. SIS系统的应用分析
某电厂从2001年开始引入美国OSI公司的PI系统，2004年和2010年随着公司二期和三期工程建设，PI系统基本实现与生产工程项目同步投运，为公司二期和三期工程按期投产发挥了汗马功劳。目前公司一、二、三期工程六台机组的生产实时信息全部集成在一起，与各个DCS系统及辅助控制系统实现数据接口，并应用于机组性能优化和运行管理。
SIS系统把分散控制的单元数据汇聚到一起，实现了厂级集中管理，以便于对全厂数据综合分析、计算，主要应用如下：
3.1 SIS数据的采集
目前公司一、二、三期六台机组生产实时信息系统共采集生产实时数据约6万点，制作PI画面约1000幅。
按照二次防护要求，在分散控制系统与SIS系统之间安装了单向隔离装置，保证了数据的单向传输，增加了安全性。
3.2 SIS数据应用于生产基本指标的统计与计算
如每日自动计机组综合指标，并将机组启停等重要信息实时发送到相关管理人员手机上。
3.3 SIS数据应用于机组性能优化
公司一二期性能优化系统于2006年上线，三期性能优化系统于2014年9月份上线。
3.4生产异常报警
（1）生产异常报警阀值根据业务规则制定，系统接收到实时数据后，与设定的阀值对比，超过阀值正常区域时进行报警。（2）阀值的设定可以是绝对值、趋势值、比例值、开关值等。（3）报警方式可以通过画面闪烁、手机短信和邮件等方式发送给相关人员。（4）部分重要的报警信息，还应直接发至集团公司的相关专业管理人员。
3.5生产指标考核
根据电厂的实际运行情况制定考核标准，充分利用生产的实时及历史数据，对机组运行的各项考核指标按班值进行排名或超限时间等方式进行计算和统计，并自动生成考核结果，使企业的生产管理人员从繁琐的统计事务中解脱出来，在强化运行管理和绩效考核的同时，提高统计数据和考核指标的真实性、准确性和客观性，真正对运行人员起到激励作用。
3.6运行知识库
电厂的生产运行人员在长期的生产过程中积累了大量的运行经验，这些知识对于提高运行人员的操作水平、防止同类事故的发生具有实际的指导意义。对运行知识库部分功能的要求如下：（1）可以将源于生产的运行经验进行分类建模，存入知识库系统中，方便对运行知识的查询和修改。（2）具有良好的开放性和扩展性，可以通过知识确认流程后对知识库进行不断充实完善。（3）具有良好的操作界面，方便学习已有的运行知识。
4.结束语
随着信息化建设的深入，电厂的大数据时代已经来临。SIS系统以其先进监控方式、科学的分析、诊断方法、良好的记录存储功能、满足了电力企业效益为中心管理理念。在今后的工作中，应当加强科学技术的运用，从而促进电厂的效益的提升。
参考文献：
[1]张东民.DCS与SIS系统异构解析[J].可编程控制器与工厂自动化，2014，06：52-55.
[2]梁卓威，李本贤.火力发电厂厂级监控信息系统（SIS）数据接口设计与应用[J].工业控制计算机，2014，08：103-105.
[3]李巍巍.基于SIS系统的过程数据挖掘应用研究[J].计算机光盘软件与应用，2014，13：100+102.