生产管理考核系统在热电厂的应用

电力18讯：    【摘要】亚电鑫宝热电有限公司原有的生产监测系统存在着许多弊端，如汽机、锅炉、电气监测系统缺少事故追忆及数据库管理等功能，为了更好地方便各用户及时、准确地浏览现场的实时参数并根据各自的需要对数据进行进一步处理，开发一套完善的生产信息管理及考核系统是十分必要的。为此根据公司内部的实际情况，对原系统进行了升级改造，其中包括数据采集方面及计算机在线监测方面的新思路，由于新系统采用了浏览器/服务器的工作方式，方便了广大用户的使用，这样既适应了时代发展的需要，也将为我厂在节能降耗、安全经济运行做出巨大的贡献。
0   概况

      在电网瞬息万变的情况下，负责全厂生产运行的值长，需要实时地监控各台机组的实时信息，根据调度下达的计划曲线实时地调度厂内的各台机组，保证电厂安全、优质、经济地运行。这样就需要将厂内的各种计算机系统进行有效的互联，使生产信息实现就地采集、上网传送和全厂共享。为此公司根据现场的实际情况，对厂内计算机监测系统重新进行总体设计，使互联的计算机系统接口的硬件标准和软件平台均符合规范化的要求，从而有效地减少数据采集装置的重复配置和电缆的重复敷设，降低了计算机硬件及软件开发上的重复投资。

1    现有计算机在线监测计量系统存在的问题
      
      我厂原有的机、炉、电热控参数实时监测系统为一台主机连续运行，实时地完成大量的数据采集与处理工作，同时这台微机还要与其它微机进行通信，使实时主机系统与通信网络结合在一起，这样一旦该主机出现故障，将使整个系统处于瘫痪状态，所以这种配置对整个系统的安全运行构成了极大的威胁。从软件功能的角度来看，机、炉、电监测系统缺少事故追忆功能、数据库管理功能以及在生产管理经营方面对某些数据的处理功能，如：机炉效率、小指标、电量分时计量等。这里值得一提的是事故追忆在电厂计算机监控系统中具有重要的作用，它能为运行人员、生产管理人员、技术人员在事故发生后，对分析事故、处理事故提供准确可靠的数据，为电厂的安全、经济运行提供可靠的保证。改造后数据采集系统包括：锅炉、汽机、发电有功、发电量、厂用电量、关口电量、燃料老系统输煤量、燃料新系统输煤量及化学重要参数的采集。

2    我厂生产信息管理及考核系统网络总体设计思想
      1、系统的总体结构
      本系统的总体结构可分两大部分：893实时网络和Windows 2000管理实时混合网络。
由893数据采集前端、工业控制计算机及屏蔽双绞线组成的893实时网络，将现场分散的各种信号如机、炉、电信号就地采集，实时地传送到采集计算机中，并将数据按照规定的时间间隔送入网络考核系统服务器中。由值长室、热工车间微机室、各生产班组、主任室、各生产科室和网络服务器组成的Windows 2000管理实时混合网络，经过同现场实时网络的连接，即可以实时地显示现场的实际运行情况，又可以运行管理软件，使厂长、总工及各生产科室的管理人员不出办公室即可对现场的实际运行情况了如指掌，及时对现场发生的突发事件进行分析和处理。
      2、系统的硬件环境
      （1）计算机部分
      考虑到所处环境灰尘大、电磁波干扰严重，同时又要求计算机不间断地连续运行，普通的微机难以胜任，因此，考核系统服务器（主站）采用DELL PowerEdge2800服务器，其主要硬件配置为CPU：PⅢ933MHz、内存：1G、硬盘：146GB、显示卡：SVGA16位色以上显示模式。893实时网络中的计算机采集站（工作站）均采用工业控制计算机，这样就增加了整个系统实时数据的处理能力以及网络数据的传输速度。
      （2）数据采集部分
      我公司现有的机、炉、电监测计量系统中，数据采集部分采用的是南京工程兵工程学院微机测控技术研究所开发研制的893-IDCN分布式智能数据采集网络,由于该网络运行高效稳定，所以本次,系统扩充、改造，仍选用该网络系列产品。
893实时网络采用总线型拓扑结构，它是一种高性能、高精度的数据采集网络，可用于现场环境恶劣、测点繁杂而又分散的模拟量信号（温度、压力、电阻、电流）和数字量信号（如开关状态检测事件捕获、测频计数等）的连续高精度测量。网络上可挂接多达31台主机、50台智能前端，基本的传输距离可达1500m，前端与主机之间的通讯采用半双工异步通讯方式，通讯速率可达187.5Kbps,在1秒内可完成1000多个测点的数据采集任务，前端的测量精度可达0.1级，事件捕获精度可达1ms。为了保证被监测对象和整个网络的安全可靠，提高整个数据检测网络的抗干扰能力,各测量前端、通讯电缆和主机之间均采用了新颖而独特的电气隔离技术，即整个893-网络处于一种“全浮空”状态，这是“893-网络”最主要的特点之一。
      本系统将采用的893系列产品有：
      IDCB―OC      通讯卡，3块；
      IDCB---1B     直流模拟量前端，7台；
      IDCB---2B     数字量输入/输出前端，12台；
      IDCB---4C     电阻量测量前，5台。
      3、系统的软件组成
      （1）系统工作站的操作平台选用中文Windows 98SE。
      （2）高级语言选用Microsoft Visual C++ 6.0。
      （3）网络环境中网络服务器选用Windows 2000 Server操作系统。
      （4）数据库选用SQL Server 2000中文版。
      （5）脚本语言选用Microsoft Visual Studio.NET 2003。
3    系统功能、技术规范及要求

      1、生产考核系统功能
      （1）生产信息管理及考核系统应是一套性能可靠、成熟、完善并相对独立的硬件系统和专用的软件包，能完成生产部门提出的所有功能。
      （2）此系统包括三套数据采集分站系统和一套既包括数据管理（SQL）又包括用户管理的主站（Windows 2000 Server）系统。系统应保证数据的可靠性、准确性和一致性，数据不会轻易丢失，且在主站、采集分站和其他用户工作站之间无任何偏差。
      （3）系统应具有很好的可编程性。根据用户的授权范围，能够定义和查询时段、数据范围、处理方式和打印输出。
      （4）系统能设置各种传输模块并按预先设置的时间周期运行。
      （5）系统应统一时钟。
      （6）系统应能与我公司的办公自动化系统（MIS网）进行通信，把数据统计结果传送到相关职能部门的计算机中。系统应支持其它用户通过网络（主页浏览、查询等方式）访问主站的数据库。
      （7）系统应具有较高的安全性，系统的数据及计算结果均应完整的保留。对系统的参数、数据的录入和任何改动都应限制权限和设置口令，并应有完整的操作记录，将每次操作的操作人员（口令使用者）、操作步骤、操作时间、操作结果均记录在案，并存入历史数据库中。
      （8）系统应具有良好的扩展能力，并支持用户开发应用程序。
      （9）系统应能实现综合分析、处理，并具有汉字操作环境。
      2、生产考核系统主站服务器功能
      （1）主站服务器能处理各采集分站传来的数据，并能处理多个数据源的数据。
      （2）主站计算机系统根据用户的要求和权限提供服务。一般用户只能查询原始数据，但不能修改；授权用户可通过用户工作站修改、操作数据。授权用户也可以修改和调整数学模型,时间段的划分和用户报告的属性等。
      （3）主站应根据用户的要求，以定时和随时应答方式从采集分站上获取数据。当主站与分站之间通信故障恢复后，采集分站能自动恢复与主站的数据通信，并将通信故障期间保存在采集分站的数据补充到主站数据库中去，以保证数据库中历史数据的完整。
      （4）主站采用国际上通用的数据库进行数据的存取。数据库中的数据应包括各参数的原始值、中间值和计算结果，并且都能按时间划分、带时间存储13个月，也可根据需要转存到其他介质中。
      （5）主站具有完善的数据库管理系统，能够方便地对数据进行存取、统计、计算。根据用户设置的计算对象，计算出各种数据结果，生成不同的日报、月报、季报和年报，并能以表格的形式打印。主站采用浏览器/服务器的工作方式，便于网络内的用户实时地浏览现场参数。
      （6）主站具有面向用户的数据库管理和图形软件包，便于用户对数据库、显示画面、和打印报表进行定义、生成和修改。
      （7）主站具有良好的人机接口，当用户完成各种操作和参数设置时，应对异常事件给出提示。主站还具有如下功能：报警功能（语音+屏幕提示）、显示功能包括各种曲线和报表等、定时打印功能，打印输出应为汉字。
      （8）主站具有远方测试和诊断的功能。当系统故障和通信中断时，主站能给出报警并打印。
      （9）采集分站具有从主站读取标准时钟的功能，并具有同步于主站时钟的功能。
      （10）主站显示各种曲线、实时参数等数据应能自动刷新
      3、软件规范
      （1）用户能在线定义、生成、修改报表格式和图形而不需重新编译。
      （2）在系统最大组成范围内，当用户要增加采集分站、采集前端等设备时，只需定义设备而不需要修改原代码。
      （3）合作方提供的应用软件的开发和操作应基于关系型数据库(SQL)和网络支持。
      （4）应用软件应是在符合目前国际标准和工业标准的软件平台上开发的。
      （5）系统应有安全功能，特别是数据访问，应该定义用户访问的权限以防止非法用户的操作。
      （6）采用开发工具应是我们所熟悉的语言，以利于今后的日常维护。
      4、系统软件功能
      为了满足厂用考核细则及实时监测的要求，本系统软件应完成如下几个方面的功能：
      （1）日生产指标及考核
      日生产计划（各考核参数）的录入；日生产计划（各考核参数）的修改；日生产完成情况的统计、考核（奖罚）计算；显示（报表、图形）；打印；计划数据、修改数据的传输。
      （2）月生产指标及考核
月生产计划（各考核参数）的录入；月生产计划（各考核参数）的修改；月生产完成情况的统计、考核（奖罚）计算；显示（报表、图形）；打印；计划数据、修改数据的传输。
     （3）季度、年度生产指标及统计报表
     各考核参数的季度、年度生产指标完成情况统计计算、报表；显示（报表、图形）；打印。
     （4）实时监测
     保证各参数（数值及曲线）所在的各采集分站及用户工作站（如值长站）上的实时性，以便于指挥生产及事故分析。
     （5）采集前端的维护
     在各采集分站上能随时查看对应的各采集前端的工作状态，前端的各通道信号是否正常，以便于前端维护人员发现现场缺陷并及时处理。
     （6）数据共享
     通过网络服务器，使厂长、总工和生产管理部门能在办公室内了解现场的生产运行情况，便于指挥生产。

4  系统的特点

     1、实现了真正的实时监视。系统中所有工作均能实时而又真实地反映现场的实际运行情况，为发生事故后做出精确地判断以及生产的安全经济运行奠定了基础。
     2、系统扩充简单方便。无论是系统软件功能的完善，还是采集测点的增加，都比较简单方便。这是因为考核系统软件由Visual C++6.0编写，该语言是面向对象的语言，采用模块化结构，所以软件功能的完善扩充只要在原软件的基础上适当地增加模块即可，而不需要重新编写软件。另外，893网络可挂接多达50台的前端，所以扩充也比较简单。原有的采集网络不需要很大的改动，只要将新增加的信号就近接入新安装的前端内，并用一根屏蔽双绞线同原来的采集网络联接起来即可。因此，随着我厂数据采集系统的进一步完善，采集的信号会不断增加，功能也会越来越强，但系统的投资没有重复性和盲目性。
     3、系统的硬件布局，软件结构合理。整个系统由两个既相互独立，又相互联系的网络构成，使整个系统的数据采集、信息处理、数据传输、数据显示等各项任务分散开来，避免了系统的瓶颈，提高了整个系统的可靠性。
     4、系统采集站的操作平台选用中文Windows98SE，使得系统中的用户利用鼠标即可完成所要完成的所有操作，并可利用其多任务的特点，同时运行多个应用程序。
     5、系统维护管理方便。作为系统维护的热工人员，可以以超级用户的身份在主机上登录，并能方便地控制其它普通用户的操作权限，这就有效地避免了由于普通用户的误操作而导致整个系统的瘫痪。

5   结束语

     我厂的计算机及应用技术已由简单的统计、报表、文字编辑向生产监测、管理方面渗透，为全厂范围内管理信息系统的建立，迈出了坚实的一步。同时随着整个系统的逐步完善，也将为我厂在节能降耗、安全经济运行及文明生产方面做出巨大的贡献。

参考文献：
[1]《893―IDCN分布式智能数据采集网络使用说明书》总参南京工程兵工程学院微机测控技术研究所
[2]《IDCB―1B、4B分布式智能数据采集网络IDCB-1A、4B、4A、4B模拟量测量前端使用书》总参南京工程学院微机测控技术研究所