试论电厂管理控制一体化集成系统

摘要：当今新建电厂均将设立全厂的信息管理系统（Management Informat ion System 简称MIS）。自动控制系统与MIS 在功能上如何划分， 又如何连接构成一个全厂统一的监视控制管理信息系统， 以及在此基础上实现信息管理与自动控制一体化， 正逐步受到电力行业各级部门及相关人士的重视。首先， 自动控制是MIS 的基础， 自动控制系统中大量的实时生产信息是MIS 主要的信息来源之一，它是MIS 强有力的支撑；其次， 信息管理是自动控制的统筹， MIS 通过数据计算和处理， 反过来指导生产， 是自动控制坚强的后盾。电厂自动控制水平的日益提高推动了电厂信息管理的发展， 电厂信息管理的发展， 又必将进一步提高自动控制的智能化， 形成一个相互促进的良性循环。因此可以预见， 电厂实时控制与信息管理的一体化必将为未来的现代化电厂的高效运营和管理带来广阔的前景。

关键词：管理；控制；一体化模式

1 国内外一体化模式技术现状

随着计算机网络通讯技术的发展， 90 年代后期， 国内电厂的自动化控制水平已经接近或达到了国际先进水平。近来一些控制厂家已将其分散控制系统（Dist ributed Control System 简称DCS） 由原来的机组级发展为全厂级， 即在DCS 上扩展建立厂级通讯网络， 这为提高全厂的自动化水平， 满足高层次的生产管理需要创造了条件。但是由于在基建阶段没有统一规划， 大部分电厂的MIS 基本上没有生产过程的实时数据， 功能水平低下。尽管目前有的电厂在自行开发的MIS 与先进的DCS 之间设立了一些接口联系， 但这些接口完成的信息功能还远远不能满足要求， DCS 和MIS 之间仍然存在着一条不可逾越的鸿沟。如MIS 对DCS 干预太多， 则会影响自动控制的实时性和控制品质；反之DCS 中信息过多地进入MIS ， 同样会使MIS 主次不分， 给管理决策带来困难甚至误导， 使得生产管理者不能实时、全面、准确地掌握电厂各机组的运行状况。总之国内这种实时控制与信息管理不能有机融合的现状己使得电厂管理水平低下， 生产效益停滞不前， 严重阻碍了电厂信息化的进程。因此当今在实时控制系统与MIS 之间建立起连接桥梁，去实现电厂实时控制和信息管理的一体化， 已是历史发展的必然趋势。

2 一体化集成系统概述

从国内外一些现代化电厂的实验和运行经验来看， 当今在传统的DCS 与MIS 之间正在逐步形成一个重要的管理控制一体化层面。该层面为电厂生产运营和实施提供一个内部的坚实而先进的平台， 这一带有战略意义的平台， 必将传统分离的管理系统与自动控制系统巧妙的集成在一起。它起着承上启下的作用， 属于以实时监控为主， 同时兼有实时信息管理的作用。通过其计算机和通讯设施， 即实现了各个控制系统的互联， 汇集了生产过程中大量的实时数据和信息， 为各种优化和管理的需要提供了数据支撑， 又能在此基础上， 在充分合理利用现有资源的前提下， 开发适合自己的优化和管理系统。该层面类似于目前国内重点研究的热门课题―――电厂监控信息系统（SIS）。

3 一体化集成系统典型结构

该方案可以使中间的生产管理层的平台与过程控制层中的单元机组DCS 、公用DCS 和配电网络500 kV NCS （500 kV -network computer moni toringand cont rol system）实现双向通讯。在生产管理层的平台终端， 一方面用户可以获取DCS ，NCS 和公用DCS 系统的信息；另一方面上层的MIS 可以从该平台获取所有的机组的实时数据。另外中间层的平台还可以接受电网的预测负荷曲线， 经该平台优化后， 结合机组负荷响应性能， 去实现各机组的负荷最优分配， 以获取全厂最大的经济效益， 并可根据需要分别制定出实时优化、短期优化和中期优化。为保证实时系统的安全性， 电网调度系统来的负荷曲线指令、中间层的平台与上层的MIS 之间均采用单方向的数据通讯方式。同时，为了保障生产管理层中负荷经济分配系统实时安全性及其与NCS 通讯的可靠性， 其所需的来自MIS的数据， 以及与NCS 和DCS 通讯所需的重要过程参数均通过独立的I/O 接口实现。

这样在一个大的网络系统中， 每个子系统的原始及在线数据都可为大网络系统所用。因此也就可以最大程度的节省一次元件和使在线数据公用化，也是各子系统的运行数据称为大系统中各子系统动态数据， 做到最优化的、动态快速运行及管理。

4 实现一体化集成系统的方案

4.1 硬件配置应考虑的原则及软件包设置方案

硬件配置应考虑的原则：由于其中间的一体化平台是全厂实时监控和信息管理的中心， 其安全性应放在首位， 建在该平台中的实时数据库容量要足够大， 同时还应冗余配置。除了对安全有较高的要求外， 对其与其它系统的通讯接口也要有较高的要求。另外由于整个系统有大量的信息交换， 为解决接口问题， 对于新建项目， 其设备均由同一制造商的设备， 由一定制造商统筹设计并供货为宜。优化软件包总的设置原则：机组的实时优化控制软件一般安装在DCS 的服务器或控制器上， 每台机组一套；优化管理软件包包括能量管理、性能计算、优化分析、设备管理软件、应安装在实时监控和信息管理层；而人事、财务、采购和办公自动化等软件安装在经营管理层。实时监控和信息管理层、经营管理层的软件包全厂只设一套。

4.2 国内的开况

国内电厂目前由于受投资水平和管理水平的影响， 建议现阶段最好是在自行开发的MIS 与先进的DCS 之间引进国外先进的管理控制一体化产品，从而形成全厂自动网络。但由于国外的大部分模块是根据具体某电厂的实际需求开发出来的， 有的还在不断的改进与发展， 若要移到其它电厂的机组上， 就需要做大量的工作；且全部采用整套软件价格昂贵， 如贝利公司的DM2000 和MCM2000 价格分别为1 万美元和4 万美元左右。所以在引进时其合理的做法是在对其充分了解的基础上， 还要对需业主完成的工作进行充分的论证， 以避免不必要的浪费。此种方式的应用近几年在国内已有成功的经验。而从长远发展来看， 在技术成熟的前提下由国内自行开发管理信息系统是符合中国国情的一种行之有效的手段， 这样既可以降低工程造价， 又能满足电厂的实际需求。此种一体化方式近几年也有简单的成功实例， 尽管其自动管理水平与国外先进水平尚有不小的差距， 但毕竟为今后更好的实现管理控制一体化奠定了基础。

5 结束语

由上不难看出， 由国内自行开发信息管理系统并与实时控制系统进行接口的一体化方式具有广阔的应用前景， 除新建大型电厂可统一规划外， 已建电厂均可进一步开发管理信息系统， 充分利用实时控制系统的大量在线数据， 建立起适合本世纪信息化要求的一体化系统。

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