一、簡介 1、背景與現(xiàn)狀 隨著工業(yè)自動化技術(shù)的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)自動化程度的不斷提高，以及企業(yè)實時歷史數(shù)據(jù)庫的推出和應(yīng)用的拓展，企業(yè)對分散控制系統(tǒng)及其自動化監(jiān)控系統(tǒng)所產(chǎn)生的現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)有了更多的要求。目前絕大多數(shù)電廠都保存了大量的數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)往往分散在不同的計算機或控制系統(tǒng)上，不能統(tǒng)一的存儲、調(diào)用和管理，各個控制系統(tǒng)是互不相連的自動化孤島，許多問題因無法采集到足夠的數(shù)據(jù)進行綜合分析而難以得到合理快捷的解決方法。 目前國內(nèi)廠級生產(chǎn)管理及監(jiān)視信息系統(tǒng)(SIS)正處于應(yīng)用研制階段，而且整個系統(tǒng)投資較大。益陽電廠廠級實時監(jiān)視系統(tǒng)在系統(tǒng)策劃時按整體規(guī)劃分步實施，充分利用原有MIS和DCS的原有資源，在MIS和DCS及輔控系統(tǒng)之間建立全廠專業(yè)級實時數(shù)據(jù)庫，完成全廠生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的采集和存儲。 2、目標(biāo) 本系統(tǒng)把生產(chǎn)過程中的實時數(shù)據(jù)作為企業(yè)智能應(yīng)用數(shù)據(jù)利用，建立全廠專業(yè)級實時數(shù)據(jù)庫，同時建立實時和歷史數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫維護系統(tǒng)，為實現(xiàn)經(jīng)濟分析、事故分析功能提供真實可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)；最后將生產(chǎn)現(xiàn)場帶至公司管理與決策者的面前。系統(tǒng)能利用先進、成熟的信息技術(shù)手段建立集全廠的生產(chǎn)過程自動化和管理信息現(xiàn)代化的信息網(wǎng)絡(luò)，為實現(xiàn)整個電廠的安全、可靠、經(jīng)濟運行及提供高效、準(zhǔn)確、及時的管理手段，提高企業(yè)自身的競爭力，以迎接電力系統(tǒng)廠網(wǎng)分開、竟價上網(wǎng)等一系列改革措施的實施，為適應(yīng)電力市場逐步進入市場經(jīng)濟時代奠定基礎(chǔ)。 二、方案設(shè)計 1、設(shè)計前結(jié)構(gòu)分析 1.1、DCS：益陽電廠的DCS系統(tǒng)采用了ABB Bailey InFi90 DCS系統(tǒng)（見圖1）。 圖1 每臺機組設(shè)控制環(huán)網(wǎng)一個，兩臺機組間設(shè)有公共環(huán)，并在2臺機組有網(wǎng)橋連接，在公共環(huán)上通過專業(yè)接口（ICI）引出通訊數(shù)據(jù)（約7000點）到MIS數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。Bailey Infi90 DCS系統(tǒng)提供了計算機接口單元，使DCS系統(tǒng)能與其他計算機進行通信。這個計算機接口單元（INICI03）由三個模塊組成，分別是INICT03，INNIS01和IMMPI01模塊。 該DCS系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)庫分散在DCS各操作站，時間分辨率低，存儲時間短，數(shù)據(jù)容量小，不能準(zhǔn)確記錄事故情況下機組各參數(shù)的實際值，為事故分析帶來很大的不便，甚至無法進行事故分析。特別在機組運行中發(fā)生事故，不能立即查明事故原因，給機組的恢復(fù)帶來困難，延長恢復(fù)時間，對機組安全、經(jīng)濟運行造成影響。 1.2、輔控：水、煤、灰網(wǎng)有部分數(shù)據(jù)（20%總量）通過操作員站串口引入DCS，在DCS上可實時監(jiān)視輔控系統(tǒng)重要界面。 2、系統(tǒng)解決方案 2.1、方案結(jié)構(gòu)（見圖2） 圖2 - 接口機利用OPsconOPC Server按照SCSI通信協(xié)議通過NIU對infi90 DCS系統(tǒng)進行實時通信； - 一方面OPscon OPC Server將采集到的實時數(shù)據(jù)送至本機的iFIX SCADA建立過程數(shù)據(jù)庫，另一方面并利用iHistorian OPC采集器將當(dāng)?shù)豋Pscon OPC Server中的實時數(shù)據(jù)送至iHistorian建立歷史數(shù)據(jù)庫； - 安裝在歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器上的infoAgent Server提供建立歷史數(shù)據(jù)分析界面的Web服務(wù)； - 客戶端(iClient)從iHistorian上調(diào)用歷史數(shù)據(jù)并直接從兩個接口機（iFIX SCADA）上調(diào)用過程控制數(shù)據(jù)，同時iClient通過內(nèi)嵌IE實現(xiàn)對infoAgent Server的訪問。 2.2、系統(tǒng)軟件說明 2.2.1、接口軟件 OPscon對BAILEY DCS具有直接的OPC Server能力，同時對Intellution的iFIX產(chǎn)品提供了針對Bailey DCS的多種工具，組態(tài)方便、快速，可靠性高；而且提供了畫面轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)庫同步等多種工具?？梢院芊奖愕膶崿F(xiàn)Bailey DCS畫面和數(shù)據(jù)庫與iFIX之間的轉(zhuǎn)換，而無需重新開發(fā)界面和數(shù)據(jù)庫。OPsCon OPC Server使用塊導(dǎo)向和例外報告兩種方式獲得高速通訊，從DCS上采集實時數(shù)據(jù)。 OPscon OPC Server提供了所有的通信功能，提供了三個接口： ■Intellution HMI 接口：用于過程圖形顯示的數(shù)據(jù)。 ■OLE（Object Link and Embed）自動控制接口：用于在OPsCon 上組態(tài)通訊通道，模件和標(biāo)簽。 ■OPC接口：用于支持OpsCon的其它許多功能，也用于第三方OPC client 的應(yīng)用。利用其OPC接口和與歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器的OPC 采集器連接，將數(shù)據(jù)送入歷史數(shù)據(jù)庫中。 2.2.2、實時數(shù)據(jù)服務(wù)器軟件 利用Intellution的實時歷史數(shù)據(jù)庫iHistorian作為全系統(tǒng)核心數(shù)據(jù)平臺，并采集現(xiàn)有DCS控制系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)。iHistorian作為新一代的實時歷史數(shù)據(jù)庫平臺，可以在極高的速度下采集，歸檔并發(fā)布大量實時的現(xiàn)場過程信息。 歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器主要完成兩方面的功能: ■建立和維護實時歷史數(shù)據(jù)庫，從接口機中的OPC采集器中獲取數(shù)據(jù)，并以Server形式將數(shù)據(jù)提供給客戶端。采集器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過壓縮存放在該服務(wù)器中，用戶可以在任何工作站上對數(shù)據(jù)庫進行管理維護。 ■作為歷史數(shù)據(jù)分析客戶端的WEB服務(wù)器，利用Microsoft 的Internet 信息服務(wù)（IIS），將歷史數(shù)據(jù)提供給瘦客戶以IE的方式來分析和瀏覽歷史數(shù)據(jù)。 iHistorian 性能特點 全球自動化軟件解決方案的領(lǐng)導(dǎo)者Intellution發(fā)布的iHistorian是一個全新的、企業(yè)級實時歷史數(shù)據(jù)庫平臺。iHistorian作為企業(yè)級實時歷史數(shù)據(jù)庫平臺，可以極高的速度采集、歸檔并發(fā)布海量實時的現(xiàn)場過程信息。iHistorian不論在性能、實用性及功能上都代表了企業(yè)級歷史數(shù)據(jù)的采集和管理的最先進水平。由于每一臺服務(wù)器可同時采集100,000數(shù)據(jù)點，iHistorian可以在不犧牲速度及性能前提下，即可采集、檢索大量企業(yè)級歷史數(shù)據(jù)。iHistorian可完全集成其它Intellution Dynamics的解決方案，包括iFIX（HMI/SCADA過程監(jiān)視及控制軟件）、 iDownTime（設(shè)備及生產(chǎn)線停機管理專家系統(tǒng)，iDownTime可直接采用iHistorian采集的歷史數(shù)據(jù)）。通過iHistorian，可開發(fā)智能型企業(yè)應(yīng)用，改善并集成現(xiàn)場操作、優(yōu)化供應(yīng)鏈管理。 2.2.3、應(yīng)用客戶端軟件 利用iFIX iClient Readonly作為整個系統(tǒng)的遠程客戶端，系統(tǒng)所有應(yīng)用功能都在客戶端來實現(xiàn)。iClient可以實現(xiàn)畫面組態(tài)，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的分析管理。iFIX Clinet端不僅可以實時察看DCS及輔控系統(tǒng)的實時現(xiàn)場數(shù)據(jù)，又可以方便的查詢各數(shù)據(jù)點的歷史數(shù)據(jù)并形成歷史趨勢曲線及列表，還可利用內(nèi)嵌的IE訪問infoAgent Server實現(xiàn)對iHistorian中的歷史數(shù)據(jù)的分析處理。 iClient主要完成兩方面的功能： ■作為客戶端工具訪問接口機上iFIX SCADA過程數(shù)據(jù)并在客戶端以不同形式正確顯示。 ■作為客戶端工具訪問iHistorian 數(shù)據(jù)庫中的歷史數(shù)據(jù)并在客戶端以不同形式查詢顯示。 iFIX是Intellution DynamicsTM 工業(yè)自動化軟件解決方案家族中的HMI/SCADA解決方案。iFIX分布式、客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)包括了可靈活構(gòu)造的服務(wù)器（SCADA Server）和客戶端（iClient 、iClientTS 和 iWebServer）。然而對用戶來說，iFIX卻是一個集成的完整系統(tǒng)，每臺計算機有自己的節(jié)點名，每個數(shù)據(jù)項都有自己的點名。iFIX網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的讀取都通過標(biāo)識SCADA Server節(jié)點名、數(shù)據(jù)點名及數(shù)據(jù)域來識別。 iFIX 提供真正的分布式、客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，為系統(tǒng)提供最大的可擴展性。無論Intellution客戶端應(yīng)用，還是第三方或用戶自定義應(yīng)用均可讀取SCADA Server實時數(shù)據(jù)。Intellution客戶端應(yīng)用包括：實時動態(tài)畫面、趨勢、報表、批次控制、MES等。這些應(yīng)用既可以與SCADA Server運行在同一臺計算機；也可通過局域網(wǎng)、Intranet、Internet 分布在網(wǎng)絡(luò)中不同的Server 或Client節(jié)點上運行。 2.2.4、數(shù)據(jù)分析客戶端軟件 本系統(tǒng)采用基于Web的infoAgent軟件建立智能化的過程數(shù)據(jù)分析平臺。為了在同一客戶端實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)分析，所以歷史數(shù)據(jù)庫服務(wù)器同時也作為數(shù)據(jù)分析的Web服務(wù)器。infoAgent 的數(shù)據(jù)取向如下圖所示： 圖3 infoAgent的客戶端都是瘦客戶端，無須安裝任何Intellution軟件，只需要IE瀏覽器即可。它通過歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器所提供的infoAgent Web授權(quán)，直接在IE瀏覽器上運行infoAgent軟件，完成對iHistorian數(shù)據(jù)的界面開發(fā)及監(jiān)控分析。 infoAgent強大的趨勢功能使得歷史數(shù)據(jù)得以利用和分析，它與iFIX中的趨勢功能有以下不同點： 第一：它基于WEB的解決方案； 第二：它對歷史數(shù)據(jù)的利用更充分，例如可以將數(shù)據(jù)導(dǎo)出到本地PC上的EXCEL或者其它應(yīng)用，可以為每個趨勢圖定制個性化的界面，可以對趨勢圖進行分離顯示，提供了毫秒級的趨勢顯示等； 第三：它提供了與不同應(yīng)用的連接集成，如它可以嵌入到iFIX中。 圖4 2.3、系統(tǒng)配置 2.3.1、軟硬件配置 歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器：DELL 4600 Intel至強1.8G CPU/1024MB/2X72G SCSI 接口機：P4 1.7G/512M/20G 數(shù)據(jù)交換機：3COM 3300SM 1Gigabit/24RJ 實時數(shù)據(jù)庫軟件：iHistorian server 30000 points 數(shù)據(jù)分析軟件: infoAgent client Pack 5user 實時監(jiān)視SCADA軟件：2 iFIX Plus Scada Pack Unlimited 過程監(jiān)控客戶端軟件: iFIX iClient Read Only 15PK Keyed 接口軟件：OPSCON Server 操作系統(tǒng)：Windows 2000 Server、Windows 2000 Professional 應(yīng)用軟件：Office XP 三、系統(tǒng)功能設(shè)計 1、系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 益陽電廠廠級實時監(jiān)視系統(tǒng)是建立在iFIX 2.6開發(fā)平臺上并結(jié)合iHistorian歷史數(shù)據(jù)庫及infoAgent歷史數(shù)據(jù)分析軟件而開發(fā)的一個實時歷史數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示： 2、功能設(shè)計 以下列舉一些主要功能： 2.1、考核指標(biāo)查詢 主要顯示對電廠運行的<