【正文】 精選資料智慧電廠設計方案信息系統(tǒng)部分2017年 6月 目錄1. 綜述 32. 建設思想與原則 3. 標準性原則 3. 先進性原則 3. 完整性原則 3. 實用性原則 3. 開放性原則 3. 安全性原則 3. 經(jīng)濟性原則 33. 信息系統(tǒng)設計方案 3. 信息系統(tǒng)總體功能結構 3. 信息系統(tǒng)硬件網(wǎng)絡拓撲結構 34. 信息系統(tǒng)功能方案 3. 生產(chǎn)管理部分 3. 運行工況監(jiān)視與查詢 3. 運行統(tǒng)計與考核 3. 性能計算 3. 耗差分析 3. 運行優(yōu)化 3. 負荷優(yōu)化分配 3. 控制系統(tǒng)優(yōu)化 3. 應力與壽命管理 3. 設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷 3. 數(shù)據(jù)歸類統(tǒng)計 3. 設備可靠性管理 3. 機組在線性能試驗 3. 參數(shù)劣化分析 3. 短消息中心 3. 機組運行故障診斷 3. 控制系統(tǒng)故障診斷 3. 金屬安全監(jiān)督 3. 系統(tǒng)管理 3. 氧化鋯氧量分析 3. 鍋爐承壓管泄漏在線檢測 3. 煙氣排放連續(xù)監(jiān)測 3. 汽機振輪動在線監(jiān)測與故障診斷 3. 飛灰含碳在線檢測 3. 磨煤機CO監(jiān)測系統(tǒng) 3. 火焰檢測系統(tǒng) 3. 運行管理系統(tǒng) 3. 安全監(jiān)察管理系統(tǒng) 3. 技術監(jiān)督管理系統(tǒng) 3. 班組管理系統(tǒng) 3. 資產(chǎn)管理部分 3. 設備管理系統(tǒng) 3. 維修管理系統(tǒng) 3. 工程項目管理系統(tǒng) 3. 物資管理系統(tǒng) 3. 經(jīng)營管理部分 3. 財務管理系統(tǒng) 3. 計劃統(tǒng)計管理 3. 預算管理系統(tǒng) 3. 燃料管理 3. 綜合查詢 3. 行政管理部分 3. 辦公自動化系統(tǒng) 3. 企業(yè)網(wǎng)站 3. 黨群管理系統(tǒng) 3. 人力資源管理 3. 檔案管理 3. 其他部分 3. 仿真研究系統(tǒng) 3. 全廠視頻監(jiān)控系統(tǒng) 3. 視頻會議 3. 門禁管理系統(tǒng) 3. 信息安全 35. 信息系統(tǒng)方案特點 3. 信息系統(tǒng)整體規(guī)劃 3. 功能全面融合、業(yè)務完全覆蓋 3. 減少投資成本、有效利用資金 3. 增強電廠管理創(chuàng)新、提升管控水平 3可修改編輯1. 綜述智慧電廠是通過采用先進的信息技術，實現(xiàn)生產(chǎn)信息與管理信息的智慧，實現(xiàn)人、技術、經(jīng)營目標和管理方法的集成，是企業(yè)管理思想的一個新突破。智慧電廠信息系統(tǒng)管理是將信息技術貫穿于電廠的整體管理流程，可為管理者及時提供過去和現(xiàn)在的數(shù)據(jù)，并能夠預測未來和引導企業(yè)人員的工作，使信息技術與電力工業(yè)技術、現(xiàn)代管理技術有機融合，全面提升電廠的生產(chǎn)技術和經(jīng)營管理水平，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，增強電廠的核心競爭能力。電廠信息化系統(tǒng)可以定義為：綜合利用計算機技術、網(wǎng)絡技術、軟件技術等現(xiàn)代信息技術，融入先進的管理思想和技術策略，建立貫通發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理各環(huán)節(jié)的信息網(wǎng)絡，對企業(yè)各環(huán)節(jié)產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)進行采集、分析、處理、控制和反饋，通過生產(chǎn)實時系統(tǒng)與管理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡、集團信息網(wǎng)絡相聯(lián)，實現(xiàn)信息資源共享與管控一體化，為整個發(fā)電企業(yè)或集團的生產(chǎn)管理與經(jīng)營管理服務。實現(xiàn)電廠生產(chǎn)經(jīng)營管理的智能化和自動化。信息系統(tǒng)在智慧電廠中起著舉足輕重的作用。一方面，生產(chǎn)信息系統(tǒng)采集并長期存儲生產(chǎn)過程實時數(shù)據(jù)，建立了全廠統(tǒng)一的生產(chǎn)信息平臺，為實現(xiàn)智慧電廠奠定了基礎。同時，生產(chǎn)信息系統(tǒng)的性能計算與分析、故障診斷等功能為優(yōu)化機組運行提供技術支持。另一方面，管理信息系統(tǒng)對電廠的設備狀態(tài)信息、檢維修過程信息、經(jīng)營管理信息等數(shù)據(jù)進行整合挖掘和智能分析，實現(xiàn)對電廠的生產(chǎn)、經(jīng)營和發(fā)展規(guī)劃提出決策支持。2. 建設思想與原則智慧電廠信息系統(tǒng)建設總體思想與原則：統(tǒng)一規(guī)劃、融合設計、分步實施、控制造價。在具體設計當中，注重以下方面要求。. 標準性原則本方案在總體設計、規(guī)劃上嚴格遵守國際、國家、電力行業(yè)及集團制定的有關規(guī)范和標準。系統(tǒng)能夠滿足在未來一定時期信息化發(fā)展要求和擴大升級的可能性，能夠最大限度地利用現(xiàn)有應用系統(tǒng)，從而保護既有投資，節(jié)約信息化建設的總體成本。. 先進性原則信息系統(tǒng)是先進的管理思想、管理手段與軟件系統(tǒng)的有機集成，融合了信息技術、設備管理理論、現(xiàn)代物流理論等先進的管理思想。系統(tǒng)架構方面系統(tǒng)采用國際領先的多層技術構架，全面集成生產(chǎn)信息、管理信息業(yè)務。實現(xiàn)在設計思想、系統(tǒng)架構、采用技術、選用平臺上均要具有先進性、前瞻性、擴充性、開放性的總體目標。l 符合J2EE規(guī)范，支持中間件技術，實現(xiàn)了“服務器端控件”的思想，并貫穿了工作流技術，實現(xiàn)了系統(tǒng)快速開發(fā)、敏捷定制的特點，確保系統(tǒng)始終處于同類產(chǎn)品領先地位。l 主體程序采用多層純B/S體系架構，對軟件的升級與修改只在應用服務器端進行，對用戶透明，保證用戶隨時享有最新版本的軟件產(chǎn)品。l 系統(tǒng)在設計思想、系統(tǒng)架構、采用技術、選用平臺上均要具有先進性、前瞻性、擴充性、開放性。盡可能采用當代先進、成熟和具備發(fā)展?jié)摿Φ幕A架構平臺，采用模塊化組件技術、面向對象開發(fā)技術及基于Web的門戶技術等，實現(xiàn)企業(yè)應用及電子商務的靈活部署與擴展，可以全面集成系統(tǒng)內(nèi)部及外部各系統(tǒng)，既要保證系統(tǒng)滿足現(xiàn)在的要求，又要適應未來技術的發(fā)展。采用現(xiàn)代管理思想和理論，吸收國內(nèi)外成功經(jīng)驗，幫助企業(yè)管理水平上一個新臺階。. 完整性原則智慧電廠信息系統(tǒng)規(guī)劃設計遵循系統(tǒng)性和完整性原則，把整個電廠信息系統(tǒng)看作一個有機整體，全盤考慮，統(tǒng)一規(guī)劃，避免信息孤島的產(chǎn)生，避免局部系統(tǒng)優(yōu)化時對總體目標的損害，爭取達到整體最優(yōu)化。功能模型全面覆蓋智慧電廠業(yè)務需要，生產(chǎn)信息、管理信息充分融合設計，業(yè)務信息的重新整合，實現(xiàn)業(yè)務邏輯的統(tǒng)一和暢通。. 實用性原則遵循實用性原則，在硬件和系統(tǒng)軟件平臺的建設規(guī)劃方面充分考慮電力企業(yè)特點，適合電力企業(yè)組織形式、業(yè)務要求和工作習慣，將生產(chǎn)信息與管理信息融合設計，便于數(shù)據(jù)信息的收集、存儲、維護與更新，便于軟件系統(tǒng)的升級維護。為適應電廠不同層次人員，使用簡單、實用、人性化，提供靈活、方便、高效的工作平臺。. 開放性原則遵循開放的設計思想，符合各種形式通訊標準及通用開發(fā)平臺的接口標準，具有良好的可移植性、可擴展性、可維護性和互連性。按照分層設計，實現(xiàn)軟件模塊化實現(xiàn)。一是系統(tǒng)結構分層，業(yè)務與數(shù)據(jù)分離；二是以統(tǒng)一服務接口規(guī)范為核心，使用開放標準；三是模塊語意描述要形式化；四是提煉封裝模塊要規(guī)范化。. 安全性原則遵循安全可靠性原則，硬件網(wǎng)絡系統(tǒng)方面的安全防護規(guī)劃設計，同時，在軟件系統(tǒng)方面有一套完備的安全體系，切實可行的安全技術。l 數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡具備跟蹤功能，能根據(jù)記錄追查到非法訪問者；l 系統(tǒng)在數(shù)據(jù)級別上的權限分配和控制；l 提供可靠的數(shù)據(jù)備份策略和方案；l 基于日志的安全審計。. 經(jīng)濟性原則統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施的前提下，充分考慮經(jīng)濟性原則。最大限度地控制項目實施風險、節(jié)約投資。可以在當前條件下實施滿足當前需求的功能模塊，隨著管理水平和管理素養(yǎng)的不斷提高，在條件允許時再跟進實施擴展功能模塊，而后續(xù)的功能模塊可以無縫地與前期實施的功能模塊進行集成，最大限度的保護了既有的費用投資和數(shù)據(jù)投資。軟件功能融合設計，避免投資過度，有效使用信息投入資金，明確軟件建設的目標方向，提高投資的效益。3. 信息系統(tǒng)設計方案. 信息系統(tǒng)總體功能結構智慧電廠信息系統(tǒng)總體功能結構展示了功能設計的主要思想，指明了建設的具體內(nèi)容、各個組成部分之間的關系以及它們在應用體系框架中的位置。功能結構如圖所示：信息系統(tǒng)總體功能結構圖總體功能是在“統(tǒng)一規(guī)劃、融合設計、分步實施、注重實效”指導思想下，基于統(tǒng)一的硬件網(wǎng)絡規(guī)劃設計，搭建大集中的過程控制系統(tǒng)層，集成生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和管理關系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)層，在滿足系統(tǒng)安全策略的前提下，應用功能分為以下五大部分： 生產(chǎn)管理部分包括：運行工況監(jiān)視與查詢，運行統(tǒng)計與考核，性能計算，耗差分析，運行優(yōu)化，負荷優(yōu)化分配，控制系統(tǒng)優(yōu)化，應力與壽命管理，設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷，數(shù)據(jù)歸類統(tǒng)計，設備可靠性管理，機組在線性能試驗，參數(shù)劣化分析， 短消息中心，機組運行故障診斷，控制系統(tǒng)故障診斷，金屬安全監(jiān)督，系統(tǒng)管理，氧化鋯氧量分析，鍋爐承壓管泄漏在線檢測，煙氣排放連續(xù)監(jiān)測，汽機振輪動在線監(jiān)測與故障診斷，飛灰含碳在線檢測，磨煤機CO監(jiān)測系統(tǒng)， 火焰檢測系統(tǒng)，運行管理系統(tǒng)， 安全監(jiān)察管理系統(tǒng)，技術監(jiān)督管理系統(tǒng)， 班組管理系統(tǒng)。資產(chǎn)管理部分包括：設備管理系統(tǒng)，維修管理系統(tǒng)，工程項目管理系統(tǒng)， 物資管理系統(tǒng)。 經(jīng)營管理部分包括：財務管理系統(tǒng)， 計劃統(tǒng)計管理，預算管理系統(tǒng)，燃料管理， 綜合查詢。 行政管理部分包括：辦公自動化系統(tǒng)， 企業(yè)網(wǎng)站，黨群管理系統(tǒng)， 人力資源管理，檔案管理。 其他部分包括：仿真研究系統(tǒng)，視屏監(jiān)控，視屏會議，門禁管理系統(tǒng)，信息安全。. 信息系統(tǒng)硬件網(wǎng)絡拓撲結構考慮全廠信息共享和網(wǎng)絡安全的要求，采用兩級或多級交換模式，將控制系統(tǒng)、廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)、仿真研究系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)分別設置成單獨的局域網(wǎng)絡。各個網(wǎng)絡之間通過不同的網(wǎng)絡安全防范機制確保網(wǎng)絡安全與數(shù)據(jù)安全。網(wǎng)絡系統(tǒng)支持數(shù)據(jù)、語音、視頻等，提供短信、傳真、電話、移動辦公等的支持。電廠信息化總體網(wǎng)絡拓撲如圖所示。首先，控制系統(tǒng)在電廠中處于安全等級最高的層面，生產(chǎn)信息系統(tǒng)通過與各個控制系統(tǒng)分別設立接口機的方式實時采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)；以確保各控制系統(tǒng)之間不發(fā)生相互影響，同時，接口機還可完成數(shù)據(jù)緩存功能，系統(tǒng)維護及故障時，保證實時數(shù)據(jù)完整不丟失。相對管理信息系統(tǒng)而言，廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)通過安全網(wǎng)絡隔離裝置，將實時生產(chǎn)信息發(fā)送至管理信息系統(tǒng)中相應的鏡像服務器中。管理信息系統(tǒng)中所有關于生產(chǎn)實時信息可從訪問鏡像服務器處獲取。仿真研究系統(tǒng)從生產(chǎn)系統(tǒng)中獲取機組實時數(shù)據(jù)。最后，管理信息系統(tǒng)中設置必要的Web服務器，可將必要的信息在Internet上發(fā)布，以便于某集團對電廠生產(chǎn)經(jīng)營情況的掌握，實現(xiàn)信息資源共享。視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用數(shù)字IP技術，運行在MIS網(wǎng)絡上。具體硬件及網(wǎng)絡組成如下。(1)控制網(wǎng)絡接口設備（采集接口機）提供信息系統(tǒng)采用的與下層控制網(wǎng)絡（DCS、水、煤、灰渣、脫硫等）的數(shù)據(jù)接口設備，這些接口設備對于下層控制網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的讀取應有嚴格的授權。信息系統(tǒng)不應對下層控制網(wǎng)絡進行修改、組態(tài)或對工藝過程進行直接控制，不應影響下層生產(chǎn)控制網(wǎng)絡的控制功能。(2)網(wǎng)絡單向隔離裝置為全廠過程控制計算機網(wǎng)絡的安全，信息系統(tǒng)中的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)可按完全單向的由實時歷史庫流向生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)原則設計方案，設置單向物理隔離裝置(網(wǎng)閘)。 （3）交換機生產(chǎn)信息部分：2臺具有高度穩(wěn)定性和可擴充性的核心交換機，具有全對稱多處理器的硬件體系結構的交換機，交換機結構形式為機架式工業(yè)交換機，路由交換機具有IP優(yōu)化的網(wǎng)絡性能設計和優(yōu)秀的網(wǎng)絡劃分功能，通過多條負載均衡的獨立的并行總線互連，在任意一個處理器和網(wǎng)絡接口模塊出現(xiàn)故障時都不影響其它模塊，所有的功能部件(電源、系統(tǒng)總線、處理器模塊、風扇、網(wǎng)絡接口模塊等)均冗余熱備和可熱插/拔。管理信息部分：2臺具有極高的性能和可靠性的網(wǎng)絡核心交換機，交換機應支持1000MB和100MB雙絞線、1000MB和100MB光纖模塊。具有1000MB交換機所要求的高性能，高可靠性和組態(tài)靈活性。交換機可支持冗余引擎、冗余路由、冗余端口和冗余電源。 （4）數(shù)據(jù)庫實時數(shù)據(jù)庫： 保存電廠所有生產(chǎn)過程實時信息和計算、分析結果數(shù)據(jù)（2300MW機組點數(shù)按6萬點）的保存時間至少達到6年，經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)恢復的掃描時間應不大于15毫秒。數(shù)據(jù)包括與OPC定義相同的數(shù)值(V)、時間標記(T)與質量標記(Q)，其時間標記必須是數(shù)據(jù)在DCS或其他實時控制系統(tǒng)中原始采集的時間，而不是生產(chǎn)信息接受到數(shù)據(jù)的時間。實時歷史數(shù)據(jù)庫軟件可通過分布式結構支持50萬甚至更大的標簽點個數(shù)，以滿足集團級需求；支持網(wǎng)絡中斷時的數(shù)據(jù)緩沖功能；（單客戶），并發(fā)訪問時可達更高。關系型數(shù)據(jù)庫：關系型數(shù)據(jù)庫有一個很好的安全性。一個關系型數(shù)據(jù)庫的訪問權限，允許數(shù)據(jù)庫管理員的實施需要為基礎的權限來訪問數(shù)據(jù)庫表中的數(shù)據(jù)。關系型數(shù)據(jù)庫支持的概念，用戶和用戶權限，從而滿足數(shù)據(jù)庫的安全需求。關系相關的特權，如創(chuàng)建權限，授予特權，選擇，插入，刪除權限，授權不同的用戶對數(shù)據(jù)庫的相應的操作。（5）服務器和工作站要求管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務器：配置兩臺UNIX或LINUX服務器（小型機）做數(shù)據(jù)庫服務器，雙機集群，配置高可靠性光纖存儲、冗余電源，用于管理信息核心應用系統(tǒng)。應用服務器：配置六臺PC服務器，用于辦公自動化系統(tǒng)和業(yè)務系統(tǒng)等應用系統(tǒng)，2臺作為關鍵應用服務器，4臺作為普通應用服務器。存儲系統(tǒng)：采用SAN存儲體系，具有數(shù)據(jù)保護、高可用性、多平臺支持等特性，利于投資保護；可進行RAID存儲方式的設置，支持36 drives()的存儲。實時歷史數(shù)據(jù)庫服務器配置：方案1：配置2臺服務器組成實時數(shù)據(jù)庫服務器集群，共享一臺普通外置磁盤陣列或設置存儲局域網(wǎng)（SAN）系統(tǒng)，磁盤陣列做RAID5，磁盤陣列的容量至少能滿足存儲3年或者一個大修周期歷史數(shù)據(jù)的要求。方案2：配置1臺容錯服務器，采用全硬件容錯結構的機架式容錯服務器，所有部件包括冗余的CPU及內(nèi)存模件，冗余的I/O及硬盤模件，冗余電源和風扇，均應支持在線插拔。%。過程管理功能站服務器：功能站應采用安全、可靠、先進的機架式服務器，它們應可作為數(shù)據(jù)庫服務器的客戶機，從接口設備或數(shù)據(jù)庫服務器中獲取過程信息進行分析、計算和顯示，并將計算分析結果存入數(shù)據(jù)庫，供其它客戶機或系統(tǒng)調用。Web應用服務器：從網(wǎng)絡中獲取實時過程數(shù)據(jù)和從數(shù)據(jù)庫中獲取過程信息和計算結果，對客戶端服務請求進行響應，為生產(chǎn)運行管理人員提供過程畫面監(jiān)視、工藝參數(shù)查詢、歷史趨勢、考核統(tǒng)計、報表生成等基本功能，采用B/S結構。鏡像服務器：由于生產(chǎn)實時歷史數(shù)據(jù)庫與管理信息之間存在單向物理隔離裝置，因此設置一臺安全、可靠、先進的機架式服務器，用于向全廠信息系統(tǒng)提供生產(chǎn)過程實時數(shù)據(jù)（6）工作站要求網(wǎng)絡管理維護工作站：提供網(wǎng)絡管理維護工作站為網(wǎng)絡管理和開發(fā)人員專用，在功能站