科远火电厂管控体化解决方案

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1、科远火电厂管控一体化解决方案1科远火电厂管控一体化解决方案曹瑞峰摘要：本文分析了口前国内火电厂信息化建设的需求，介绍了科远公司的数化产品链，阐述了科远火电厂管控一体化解决方案的范围和特点。关键词：管控一体化；DCS： SIS； 仿真； MIS 1 概述随着我国电力体制改革的深化，电力企业集团的成立，厂网分开、竞价上网机制的到位，电力企业也同样面临着“同网、 同质、 同价”的市场竞争环境， 电 力市场作为电力行业供电侧的基石，将要面对的是：如何提高自己内部的管理水平，加强计划、经营、生产、财务等各个专业的管理，使之真正做到“精细”管 理，提高对市场运作所要求的响应速度和准确度，节能降耗，降低生产

2、成本和管理成本，为电厂赢得最大的“利润”，从而达到提高竞争力、提高自己生存能力的目的。发电厂是一种资产密集、技术密集、数据量大、产品即产即销的特殊企业。如何管理好这种特殊性质的企业，许多权威专家有以下共识：电厂要顺利的完成每年度制订的各项经营生产任务，要追求最大的利润LI 标，需要按照各项计划预算管理是龙头、 安全生产和设备管理是基础、财务资金管理是核心的思路来开展各项工作。口前发电厂的管理层要求进一步从生产过程自动化和管理现代化中获取投资效益，基建投资少，生产运行效率高，故障损失少，运行、检修等管理费用低，上网电量尽可能多，上网电价尽可能高等，这一切需要借助于大量及时准确的信息作为决策的依据

3、。但如何确定信息化建设的侧重点和业务覆盖面？已经成为人们为之思考的重要问题，也是科远火电厂信息化产品开发实施中必须分析清楚的关键问题。2 电厂的数据信息和科远的产品电厂要完成每年制订的计划利润，就要保证整个生产过程的正常运行，因此产生的数据也都是与整个运行过程密切相关的。电厂数据根据其采集手段的不同大体上可分为三大类：过程控制级数据，厂级监控层数据，管理信息层数据。过程控制级数据。这些数据是发电厂机组（车间）级的实时数据，采集方式取决于各厂所建立的控制系统，通常为自动采集，因此具有数据真实、采集量大、采样频高等特点。此类数据在国内打前还只是用来指导现场的生产，还没有进一步通过细致的分析用来为管

4、理者辅助决策作参考。厂级监控层数据。该数据是电厂级的实时数据，比过程控制级数据的范圉要大。采集方式也为自动采集，同样具有数据准确及时、数据M大、数据刷新频率高等特点。口前已经建立SIS系统的电厂大部分只是用于数据采集和历史数据的存储，在电厂的生产管理优化，和经营管理如发电成本分析、竞价上网的报价参考等方面还未予利用。管理信息层数据。这是电厂级的管理数据，采集手段还主要依赖于人工录入, 而基础数据的组织乂与电厂管理的深度和细度密切相关，因此其准确性、数据量 大小、更新频率在不同电厂之间存在着差异。山于种种原因，口前管理信息层数据与厂级监控层和过程控制级数据基本上是完全割裂开的, 这种情况对信息化

5、产品的应用效率影响很大。以上三层数据构成了一个数字化电厂的数据架构，每一层数据都有相应的管理工具和信息化产品来完成数据管理和挖掘。科远公司是一家具有深厚热工自动化技术背景的企业。从热工自动化仪表、热工成套、辅机程控到分散控制系统，科远是国内为数不多的能够提供热工自动化完整解决方案的公司。在长期的自动化产品设计、制造和调试过程中，科远公司积累了大量的第一手资料，深化了对电厂信息化的认识，并积极参与了电厂信息化的建设。通过多年的努力，科远公司形成了一套完整的管控产品链，包括 DCS、SIS、仿真系统和 MIS。3 科远信息化产品的管控一体化特性拥有覆盖了整个电厂三层数据（过程控制级、厂级监控制层、

6、管理信息层）的 信息化产品链，是科远管控一体化解决方案的基础，但远远不是全部。当然如果没有基础信息化产品的支撑，科远管控一体化完整解决方案也无从谈起。从 2000 年开始，在SIS、仿真和MIS产品开发完成之后，经过了长时间的工程实践， 科远的SIS、仿真和 MIS 产品才逐步走向了成熟。在工程实践中，我们体会到火电厂对于信息化产品的核心要求，是在于管理流程和生产过程的优化，而这样一些优化的要求，无论是SIS、仿真还是MIS都只是提供了一个并不完整的手段。要解决问题，需要将多种信息化产品结合起来，这是我们将科远信息化产品链整合成科远管控一体化解决方案的市场驱动力。科远管控一体化解决方案是从电厂

7、的生产和经营LI 标出发，为电厂的管理业务和运转流程提供信息化支撑的系统集合，它综合了电厂的过程控制、厂级监控、管理信息的数据，将人、财、物有机的组织成有序互动的整体，以计划、实现、检查和调整的广义闭环思想使整个组织具有自优化的能力，为实现组织LI 标的最 大化服务。3. 1 、科远管控一体化解决方案的数据和功能结构科远管控一体化解决方案管理全厂的过程控制级数据，厂级监控层数据和管理信息层数据。从数据的来源和特性上，我们可以很清晰地将三层数据分解成四个产品范畴，控制系统（ DCS ） 、厂级监控信息系统（ SIS） 、仿真系统、管理信息系统（ MIS） 。 DCS 完成的是生产流程的实时监控，

8、SIS 完成的是厂级实时管理和优化，仿真完成的是人员培训和故障分析，MIS 完成的是管理业务的信息流转和流程优化。从功能上来分析，对于完成电厂生产和经营目标而言，DCS、SIS、仿真和MIS都只是一个模块，而不是一个系统，因为在很多情况下这些模块只能为总体LI 标的达成提供部份方法和数据上的支持，而不能提供一个面向问题的解决方案。常规的管控一体化的定义就是管理与控制的一体化，将生产现场的各种实时数据与管理信息相融合，为企业全面实现信息化奠定数据基础。但是我们认为，仅仅有了数据基础，并不是完全意义上的管控一体化系统，管控一体化系统不仅要求实时数据与管理信息的融合，而且要求管理优化过程与控制优化过

9、程的融合。我们认为，三层数据结构及相关的信息化产品只是构成了管控一体化系统的横向架构，为了发挥更大的作用，在横向架构的基础上，我们还需要数据和功能融合的纵向架构。在纵向架构中，三层数据的互连是基础功能，而以完成生产和经营 U 标为核心的管理流程和生产控制的优化才是管控一体化系统纵向架构的主干。因此，针对基建投资少，生产运行效率高，故障损失少，运行、检修等管理费用低，上网电量尽可能多，上网电价尽可能高等U 标的管理流程和生产控制的优化解决方案，就成了科远火电厂管控一体化解决方案的区别于一般信息化产品的主要特征。至于DCS、SIS、仿真和MIS则是在解决这些问题过程中使用到的信息化模块，而计算机网

10、络、数据安全和隔离技术、模型仿真技术、实时数据库、工作流技术、管理业务开发平台等技术在管控一体化解决方案中则是这些信息化软件产品的技术支撑。真正影响到管控一体化解决方案的总体结构和布局的核心技术，是火电厂的生产管理和经营管理的业务知识和优化技术。按照这样的原则，我们将科远火电厂管控一体化系统从纵向上分解为四个方面。生产管理、资产管理、经营管理、行政管理。生产管理以生产运行效率高，故障损失少，运行、检修管理费用低为LI 标。 生产管理包括运行管理、运行优化、运行评价、安全管理、培训管理等功能，涵盖了SIS、仿真机、MIS的生产相关功能的范畴，将各个层面的数据和功能按生产管理的要求进行汇总和连接，

11、形成的一套综合的动态管理系统。资产管理是在资产密集型企业中，围绕资产从设汁采购、安装调试、运行管理到转让报废的全生命周期，运用现代信息技术（ IT） 提高资产的运行可靠性与使用价值，降低维护与维修成本，提升企业管理水平与人员素养，加强资产密集型企业核心竞争力的一套系统。资产管理包括MIS 中的设备管理、检修管理、物资管理的功能，并与SIS 中的设备相关实时数据相连接，在LI 前的装备技术条件下，能够大大提高火电厂设备的利用价值。经营管理以综合计划管理为主线、以全面预算和成本管理为核心，提高实时成本讣算速度，满足商业化运营管理需求。通过对实时生产成本的运算，使得报价更加准确和及时，以达到降低成本

12、，提高收益的LI 的。经营管理包括计划管理、燃料管理、 成本管理等，并与生产管理中的运行优化和资产管理中的物资管理密切相关。行政管理主要是办公自动化层面的概念，通过有效的资源共享和信息交流、发布，达到提高个人工作效率、降低劳动强度、减少重复劳动的U 的。它强调协同工作和知识共享，统一管理整个信息化过程的人机互动，为电厂经营管理U 标 提供支持。这四部分功能，也不是平行并列的关系。生产管理和资产管理是电厂的两个业务主干；经营管理是电厂所有工作的主线，生产管理和资产管理的从经营管理中取得 LI 标和要求，向经营管理提供业绩指标的参数：而行政管理为所有的信息化功能提供协同和知识平台，是所有人员与信息

13、化系统的交互接口。3. 2、科远管控一体化解决方案的技术整合特性按功能命名的科远管控一体化解决方案和功能子项，是以其在火电厂的实际生产经营活动中所起的作用而划分的，是面向问题的解决方案。为了解决问题，科远管控一体化解决方案可以综合运用DCS、SIS、仿真和MIS的各种数据和 方法，并将其有机的整合在一起。如运行考核功能，其基础数据是山实时数据库从DCS 获取的，在SIS 层面 进行数据的处理和综合，得出安全和经济指标；将这些指标与MIS 层面的运行管理相结合，可以得出对各班组运行人员的安全经济考核结果；将这些结果与MIS 层面的人事管理相结合，可以向绩效考核提供关键业绩指标（ KPI ）如事故

14、回放功能，其基础数据也是由实时数据库从DCS 获取的； 与仿真层面的虚拟 DCS 相结合，能够将真实机组上发生的故障在虚拟DCS 进行回放, 以便于事故分析。山此可见，科远管控一体化解决方案是技术整合的产物，在互通互连的全厂数据平台上，我们将各个层面的数据和功能进行重组，以满足生产经营管理的需要。相对于单纯的信息化产品，这是一个重要进步。在管控一体化的层面，起决定意义的不再是单纯的IT技术或者是单学科的优化技术，而是面向问题的解决方案，为了解决问题，我们能够综合运用各种数据和方法。因此技术整合是科远管控一体化解决方案的一个重要特性。3. 3、科远管控一体化解决方案的闭环特性开环和闭环是控制系统

15、的述语。对于 DCS 的联锁保护功能，执行器按照确定的条件进行动作，动作后对被控对象产生的影响不再引入控制回路，因此称为开环。对于调节系统而言，执行器按照设定值和测量值的偏差进行动作，动作后对被对象产生和影响通过测量元件反映到测量值中，因此称为闭环。其实从广义上来说，绝对的开环系统是不存在的。以控制系统的开环逻辑设计为例，设计中的一个重要过程，就是分析执行器动作对被控对象的影响，也就是常说的工艺系统分析，合理的设计必须保证执行器动作后，对被控对象产生确定的影响。如果将人为的分析过程考虑在内，控制系统的开环逻辑也是具有广义的闭环特性的。典型闭环回路广义闭环回路也有很多这样的例子。例如 SIS, 它的输入来自DCS, 在很多情况下输出仅是运行结果的显示，而这些结果准确不准确？对电厂的技术管理人员有没有用？他们看不看这些结果？就不得而知了。所以很多人认为SIS 是“开环”系统。而我们认为“开环”还是“闭环”并不是产品本身固有的特性 , 特别是从广义上来说，将人的因素考虑在内的话，所有的系统都可以设计成 闭 环”。而且从目前的实际情况来看，也必须要设计成“闭环”，因为设计一个可看 可不看的产品，无论其技术水准多么