電廠廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)的實現(xiàn)方案與應用研究
摘要:簡述電廠廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)(SIS)發(fā)展的基本現(xiàn)狀,提出了電廠SIS總體設計方案,對SIS的系統(tǒng)功能、硬件構成、軟件開發(fā)、功能實現(xiàn)以及系統(tǒng)安全等方面作了探討。并對SIS在工程應用中的網(wǎng)絡架構方案、實時數(shù)據(jù)
3 SIS關鍵技術
3.1 網(wǎng)絡架構方案
由于將來SIS網(wǎng)絡中的實時設備生產(chǎn)設備信息將呈飛速增長態(tài)勢,因此將SIS網(wǎng)建成一個能夠以較經(jīng)濟的方式實現(xiàn)相對無瓶頸的網(wǎng)絡以滿足現(xiàn)在及未來發(fā)展的網(wǎng)絡結構就顯得非常重要。在FDDI、ATM和快速以太網(wǎng)/千兆以太網(wǎng)之間綜合比較,F(xiàn)DDI技術雖有可靠性高、延遲性好等優(yōu)點,但存在著技術較復雜、維護困難、價格較高、升級困難等缺點,尤其是FDDI網(wǎng)與其它網(wǎng)之間必須使用昂貴的路由器,會造成費用劇增;ATM技術雖有技術先進、用途廣、服務質(zhì)量高、發(fā)展前景好等優(yōu)點,但技術最復雜、價格最高、維護最困難、規(guī)范不統(tǒng)一等缺點,不適用于SIS網(wǎng)絡;基于交換式快速/千兆以太網(wǎng)技術具有組網(wǎng)方式靈活簡易、維護方便、支持最廣、價格容易接受等優(yōu)點,且在千兆以太網(wǎng)上已經(jīng)真正實現(xiàn)了較高的服務質(zhì)量,因此在電廠的網(wǎng)絡架構的選擇上推薦使用以千兆以太網(wǎng)第三層路由交換機為網(wǎng)絡核心的網(wǎng)絡方案,網(wǎng)絡協(xié)議以TCP/IP協(xié)議為主,該網(wǎng)絡架構能夠為現(xiàn)在和將來SIS的可靠使用和發(fā)展提供硬件保障。?
3.2 實時數(shù)據(jù)庫軟件
目前,市場上有多種工程類實時數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品,如國外的Macro View、Infoplus2.1、PI、Uniformance、iHistorian、Industrial SQL Sever,國內(nèi)的NSIS、ConRTDB、Superlnfo、SLRS等。如同DCS一樣,每種實時數(shù)據(jù)庫都各有其特點,一般都能滿足不同電廠的實時信息系統(tǒng)或監(jiān)控信息系統(tǒng)的要求。用戶應根據(jù)自身需求,切合實際,選擇一套最佳性價比的實時數(shù)據(jù)庫。一般在工程實施過程中,實時數(shù)據(jù)服務器在選型時應著重考慮如下一些因素:
(1)系統(tǒng)訪問結構
實時/歷史數(shù)據(jù)服務器應該基于開放的Client/Server結構或者B/S結構,并支持多服務器結構。B/S結構易于維護和部署,但是訪問效率和控制手段稍弱。目前常見的實時/歷史數(shù)據(jù)庫一般都基于C/S結構,但均支持二層B/S訪問方式。隨著IT技術的發(fā)展,未來的實時/歷史數(shù)據(jù)庫的訪問結構應該轉向標準的三層B/S訪問方式。
(2)接口技術
實時/歷史數(shù)據(jù)庫應該具有廣泛成熟的接口解決技術,并且能實現(xiàn)各接口的故障隔離。接口技術可以基于專用的API技術,也可以基于目前新興的OPC(OLE Process Control,OLE過程控制)技術。除此之外,實時/歷史數(shù)據(jù)庫還應該具有與全廠MIS數(shù)據(jù)庫或者其它關鍵應用的成熟接口技術,應具有和與其聯(lián)網(wǎng)的資料源(程控系統(tǒng))進行連通的能力,它們至少應包括幾個著名的DCS系統(tǒng)(T-XP、OVATION、SYMPHONY、MAX-DNA等系統(tǒng))和的我國電站常用PLC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。同時為了防止?jié)撛诘臄?shù)據(jù)丟失,實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應具有數(shù)據(jù)緩存能力,在網(wǎng)絡出現(xiàn)故障,采集的數(shù)據(jù)不能到達服務器時,接口軟件可以暫存數(shù)據(jù),一旦網(wǎng)絡恢復正常,數(shù)據(jù)會自動傳輸至數(shù)據(jù)庫服務器。接口軟件應能支持冗余接口。
(3)實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)客戶端
實時/歷史數(shù)據(jù)一般基于Windows NT或者UNIX操作平臺,可以根據(jù)用戶喜好選擇。但從用戶使用方便的角度來看,實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應全面支持微軟的體系結構,這是一個有一定爭議的話題,但文獻[4]認為實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的客戶端軟件應基于Windows開發(fā),與微軟的操作系統(tǒng)兼容。至于實時數(shù)據(jù)庫服務器端軟件最好能同時具有Windows和各種UNIX版本。
(4)編碼規(guī)則
由于全廠的所有信息資源(包括全廠的實時I/0測點、所有廠級設備信息、電網(wǎng)有關信息等)都要由數(shù)據(jù)庫來處理,因此對所有信息編碼進行統(tǒng)一處理,同時要考慮MIS和DCS的信息編碼的統(tǒng)一性和互換性,系統(tǒng)資料應自動同步。制定編碼規(guī)則時還應考慮適應選用的數(shù)據(jù)壓縮方式。
3.1 網(wǎng)絡架構方案
由于將來SIS網(wǎng)絡中的實時設備生產(chǎn)設備信息將呈飛速增長態(tài)勢,因此將SIS網(wǎng)建成一個能夠以較經(jīng)濟的方式實現(xiàn)相對無瓶頸的網(wǎng)絡以滿足現(xiàn)在及未來發(fā)展的網(wǎng)絡結構就顯得非常重要。在FDDI、ATM和快速以太網(wǎng)/千兆以太網(wǎng)之間綜合比較,F(xiàn)DDI技術雖有可靠性高、延遲性好等優(yōu)點,但存在著技術較復雜、維護困難、價格較高、升級困難等缺點,尤其是FDDI網(wǎng)與其它網(wǎng)之間必須使用昂貴的路由器,會造成費用劇增;ATM技術雖有技術先進、用途廣、服務質(zhì)量高、發(fā)展前景好等優(yōu)點,但技術最復雜、價格最高、維護最困難、規(guī)范不統(tǒng)一等缺點,不適用于SIS網(wǎng)絡;基于交換式快速/千兆以太網(wǎng)技術具有組網(wǎng)方式靈活簡易、維護方便、支持最廣、價格容易接受等優(yōu)點,且在千兆以太網(wǎng)上已經(jīng)真正實現(xiàn)了較高的服務質(zhì)量,因此在電廠的網(wǎng)絡架構的選擇上推薦使用以千兆以太網(wǎng)第三層路由交換機為網(wǎng)絡核心的網(wǎng)絡方案,網(wǎng)絡協(xié)議以TCP/IP協(xié)議為主,該網(wǎng)絡架構能夠為現(xiàn)在和將來SIS的可靠使用和發(fā)展提供硬件保障。?
3.2 實時數(shù)據(jù)庫軟件
目前,市場上有多種工程類實時數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品,如國外的Macro View、Infoplus2.1、PI、Uniformance、iHistorian、Industrial SQL Sever,國內(nèi)的NSIS、ConRTDB、Superlnfo、SLRS等。如同DCS一樣,每種實時數(shù)據(jù)庫都各有其特點,一般都能滿足不同電廠的實時信息系統(tǒng)或監(jiān)控信息系統(tǒng)的要求。用戶應根據(jù)自身需求,切合實際,選擇一套最佳性價比的實時數(shù)據(jù)庫。一般在工程實施過程中,實時數(shù)據(jù)服務器在選型時應著重考慮如下一些因素:
(1)系統(tǒng)訪問結構
實時/歷史數(shù)據(jù)服務器應該基于開放的Client/Server結構或者B/S結構,并支持多服務器結構。B/S結構易于維護和部署,但是訪問效率和控制手段稍弱。目前常見的實時/歷史數(shù)據(jù)庫一般都基于C/S結構,但均支持二層B/S訪問方式。隨著IT技術的發(fā)展,未來的實時/歷史數(shù)據(jù)庫的訪問結構應該轉向標準的三層B/S訪問方式。
(2)接口技術
實時/歷史數(shù)據(jù)庫應該具有廣泛成熟的接口解決技術,并且能實現(xiàn)各接口的故障隔離。接口技術可以基于專用的API技術,也可以基于目前新興的OPC(OLE Process Control,OLE過程控制)技術。除此之外,實時/歷史數(shù)據(jù)庫還應該具有與全廠MIS數(shù)據(jù)庫或者其它關鍵應用的成熟接口技術,應具有和與其聯(lián)網(wǎng)的資料源(程控系統(tǒng))進行連通的能力,它們至少應包括幾個著名的DCS系統(tǒng)(T-XP、OVATION、SYMPHONY、MAX-DNA等系統(tǒng))和的我國電站常用PLC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。同時為了防止?jié)撛诘臄?shù)據(jù)丟失,實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應具有數(shù)據(jù)緩存能力,在網(wǎng)絡出現(xiàn)故障,采集的數(shù)據(jù)不能到達服務器時,接口軟件可以暫存數(shù)據(jù),一旦網(wǎng)絡恢復正常,數(shù)據(jù)會自動傳輸至數(shù)據(jù)庫服務器。接口軟件應能支持冗余接口。
(3)實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)客戶端
實時/歷史數(shù)據(jù)一般基于Windows NT或者UNIX操作平臺,可以根據(jù)用戶喜好選擇。但從用戶使用方便的角度來看,實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應全面支持微軟的體系結構,這是一個有一定爭議的話題,但文獻[4]認為實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的客戶端軟件應基于Windows開發(fā),與微軟的操作系統(tǒng)兼容。至于實時數(shù)據(jù)庫服務器端軟件最好能同時具有Windows和各種UNIX版本。
(4)編碼規(guī)則
由于全廠的所有信息資源(包括全廠的實時I/0測點、所有廠級設備信息、電網(wǎng)有關信息等)都要由數(shù)據(jù)庫來處理,因此對所有信息編碼進行統(tǒng)一處理,同時要考慮MIS和DCS的信息編碼的統(tǒng)一性和互換性,系統(tǒng)資料應自動同步。制定編碼規(guī)則時還應考慮適應選用的數(shù)據(jù)壓縮方式。

責任編輯:和碩涵
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