1 引言 近幾年來，電力市場(chǎng)供應(yīng)緊張，全國(guó)范圍內(nèi)缺電、拉閘限電現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。究其原因，主要是電煤資源供不應(yīng)求，煤價(jià)也不斷上漲，直接導(dǎo)致了發(fā)電成本增加。這樣，降低發(fā)電成本成為電廠的很大課題，為了降低成本，電廠需要采用更加先進(jìn)的生產(chǎn)管理手段，才能通過優(yōu)化生產(chǎn)、降低煤耗來提高生產(chǎn)效率。在這種情況下，電廠廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)SIS（Supervisory Information System）就被以比較快的速度地推廣開，成為提高電廠管理水平的一種有效途徑。 2 SIS及ESP-iSYS SIS－電廠廠級(jí)生產(chǎn)管理監(jiān)控信息系統(tǒng)是為了更好地實(shí)現(xiàn)發(fā)電企業(yè)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提升企業(yè)的整體效益和在未來競(jìng)價(jià)上網(wǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)而開發(fā)的一套以電廠生產(chǎn)過程中所涉及的各種控制、監(jiān)測(cè)、計(jì)量等系統(tǒng)為基礎(chǔ)，集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、加工、顯示、存儲(chǔ)為一體的完整的解決方案。SIS系統(tǒng)是建立在面向生產(chǎn)過程的、開放性的實(shí)時(shí)過程信息數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上的信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)將生產(chǎn)過程數(shù)以萬計(jì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存和分析，為運(yùn)行人員和生產(chǎn)管理者提供控制和決策的依據(jù)與指導(dǎo)。SIS首先為電力企業(yè)的安全穩(wěn)定發(fā)電、控制企業(yè)成本、提高企業(yè)的生產(chǎn)力提供了真實(shí)而重要的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，同時(shí)又能高效、準(zhǔn)確地保存企業(yè)生產(chǎn)的大量珍貴的歷史數(shù)據(jù)。再配合ESP-iSYS基礎(chǔ)上科學(xué)、有效的數(shù)據(jù)發(fā)掘工具，精確、專業(yè)的計(jì)算分析模型，成為企業(yè)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的有力保障?；鹆Πl(fā)電廠廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）是于1997年底提出，2000年被納入《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》。在此基礎(chǔ)上，于2004年形成了《火力發(fā)電廠廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)技術(shù)條件》。 ESP-iSYS是中控軟件公司開發(fā)的一套實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)軟件包，它是企業(yè)的實(shí)時(shí)信息中樞，能夠全面整合企業(yè)生產(chǎn)信息，能夠支撐整個(gè)企業(yè)的實(shí)時(shí)信息交互和各種智能的和自動(dòng)化的事務(wù)執(zhí)行。能夠?yàn)槠髽I(yè)管理部門提供即時(shí)、可靠的實(shí)時(shí)信息和數(shù)據(jù)分析結(jié)果。ESP-iSYS集成整個(gè)企業(yè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，確保企業(yè)中的各個(gè)角色及時(shí)獲得他們所需要的關(guān)鍵指標(biāo)。企業(yè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)不再僅用來監(jiān)控，而是通過ESP-iSYS的實(shí)時(shí)計(jì)算和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析功能，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為對(duì)企業(yè)生產(chǎn)管理和決策至關(guān)重要的實(shí)時(shí)信息和即時(shí)統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)，這些信息和數(shù)據(jù)使生產(chǎn)變得透明，幫助企業(yè)的決策者作出及時(shí)、準(zhǔn)確的決策。ESP-iSYS，從各種數(shù)據(jù)源收集企業(yè)的原始生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過豐富的Web畫面和及時(shí)的Web報(bào)表將實(shí)時(shí)信息展現(xiàn)在您的面前，讓用戶瀏覽歷史和當(dāng)前的工況和各種關(guān)鍵分析信息，滿足生產(chǎn)裝置、運(yùn)行優(yōu)化、企業(yè)管理各個(gè)層面的需求。ESP-iSYS還為SIS系統(tǒng)進(jìn)行了特別設(shè)計(jì)，對(duì)SIS的功能實(shí)現(xiàn)提供了更加有力的支持。 3 構(gòu)建基于ESP-iSYS的SIS （1）實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)平臺(tái)功能模塊的構(gòu)建 ESP-iSYS有高效的核心組件ESP-iRTDB，它是ESP-iSYS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)中樞和調(diào)度服務(wù)中心。它作為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚倏偩€，完成對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分配、壓縮存儲(chǔ)和處理。ESP-iSYS不僅能夠提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，還支持快速事務(wù)處理，能夠觸發(fā)虛擬機(jī)運(yùn)行實(shí)時(shí)計(jì)算任務(wù)；觸發(fā)報(bào)警服務(wù)進(jìn)行即時(shí)的報(bào)警檢測(cè)。ESP-iSYS還提供了加速實(shí)時(shí)信息訪問的高速緩存——內(nèi)存歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，從而為上層應(yīng)用訪問近期實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息提供了極高的交互速度。ESP-iSYS核心連接ESP-iHisServer，可高效地存儲(chǔ)磁盤歷史數(shù)據(jù)。適配現(xiàn)場(chǎng)不同通訊標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議的接口軟件集合，將采集的數(shù)據(jù)迅速投遞到ESP-iSYS核心，此種方式進(jìn)一步提高了整體架構(gòu)的穩(wěn)定性。通過ESP-iSYS核心，分布在企業(yè)內(nèi)的各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)源被整合起來，形成了統(tǒng)一的通用的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)源，企業(yè)中各種應(yīng)用系統(tǒng)可以基于統(tǒng)一的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)和統(tǒng)一的接口存取整個(gè)企業(yè)的實(shí)時(shí)信息。 ESP-iSYS及SIS數(shù)據(jù)流示意圖 （2）全廠實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與處理功能模塊的構(gòu)建 ESP-iSYS是一個(gè)全廠實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與處理的開發(fā)平臺(tái)，通過簡(jiǎn)單的組態(tài)，就可以集成全廠實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。ESP-iSYS提供了對(duì)工業(yè)各種協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)普適性的接口方案，提供了從底層數(shù)據(jù)源到ESP-iSYS核心的高速雙向交互。ESP-iSYS支持超過300種接口解決方案，覆蓋絕大部分的分布式控制系統(tǒng)，從小型的數(shù)字儀表、PLC到大型的DCS和SCADA系統(tǒng)，均可以通過ESP-iSYS接口解決方案形成整個(gè)企業(yè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)源。ESP-iSYS為諸如化驗(yàn)室管理系統(tǒng)等人工數(shù)據(jù)錄入也提供了專業(yè)的工具，保證嚴(yán)謹(jǐn)可靠的錄入流程。ESP-iSYS的接口解決方案甚至覆蓋了部分年代久遠(yuǎn)的遺留系統(tǒng)，通過ESP-iSYS的接口方案合作伙伴，ESP-iSYS能為企業(yè)提供的接口解決方案得到了進(jìn)一步的擴(kuò)展。通過部署一套ESP-iSYS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，即可構(gòu)成全企業(yè)穩(wěn)定運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中樞。ESP-iSYS還提供了開放的接口開發(fā)包，使有程序開發(fā)能力的用戶能夠方便地?cái)U(kuò)展。 ESP-iSYS數(shù)據(jù)流向圖 （3）全廠生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)監(jiān)控功能模塊的構(gòu)建 通過ESP-iSYS采集電廠各生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，這些控制系統(tǒng)包括DCS系統(tǒng)、輸煤輔助系統(tǒng)、輔助公共控制系統(tǒng)、除灰輔助系統(tǒng)、電氣網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)(SCAD)、電網(wǎng)遠(yuǎn)程發(fā)送單元(RTU)、電能計(jì)量系統(tǒng)、鍋爐檢漏控制系統(tǒng)、連續(xù)煙氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)各生產(chǎn)流程進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)視和查詢。對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理以形成全廠生產(chǎn)報(bào)表。以滿足各相關(guān)管理部門快速、高效地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)過程數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和處理的要求。 ESP-iSYS流程圖 趨勢(shì)分析功能是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的核心應(yīng)用之一，在工業(yè)生產(chǎn)中，對(duì)于趨勢(shì)的長(zhǎng)期分析、分組對(duì)比，是對(duì)過程生產(chǎn)狀況回溯、查找問題，挖掘生產(chǎn)潛力的有效手段。 ESP-iSYS除了基于B/S模式的趨勢(shì)分析功能，還有基于C/S模式的趨勢(shì)分析軟件－ESP-iTrend，它是海量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)專業(yè)趨勢(shì)分析軟件，具有諸多趨勢(shì)分析的強(qiáng)大功能，對(duì)于位號(hào)分組、組量程調(diào)整、單趨勢(shì)線量程調(diào)整、趨勢(shì)顏色、背景、線型、連接方式等均可以通過簡(jiǎn)單的操作按照用戶自己的需求進(jìn)行組織。ESP-iTrend支持每屏數(shù)百萬條記錄的趨勢(shì)查看，可以橫、縱雙向放大，支持平滑滾動(dòng)，方便工藝人員和技術(shù)工程師對(duì)生產(chǎn)過程趨勢(shì)進(jìn)行分析及對(duì)事故原因進(jìn)行分析。ESP-iTrend將實(shí)時(shí)趨勢(shì)、磁盤歷史趨勢(shì)和內(nèi)存歷史趨勢(shì)統(tǒng)一起來，可以在三者之間切換，在實(shí)時(shí)趨勢(shì)狀態(tài)下，趨勢(shì)圖可以自動(dòng)刷新。 ESP-iSYS趨勢(shì)圖 （4）過程信息統(tǒng)計(jì)分析功能模塊的構(gòu)建 ESP-iSYS支持嵌入包括聚類分析等算法的數(shù)據(jù)挖掘模塊，對(duì)生成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、重要性能指標(biāo)、分析結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)規(guī)類和多維度數(shù)家挖掘。對(duì)機(jī)組主要設(shè)備和控制系統(tǒng)狀態(tài)信息進(jìn)行記錄、統(tǒng)計(jì)和報(bào)表制作。 ESP-iSYS報(bào)表圖 （5）機(jī)組性能計(jì)算功能的構(gòu)建 ESP-iSYS內(nèi)嵌了用于實(shí)時(shí)計(jì)算的虛擬機(jī)引擎，可以輕松添加虛擬的計(jì)算位號(hào)，支持位號(hào)讀、寫和定時(shí)的多種觸發(fā)機(jī)制。從而提供了強(qiáng)大的實(shí)時(shí)計(jì)算和實(shí)時(shí)信息處理的功能。ESP-iSYS提供了支持實(shí)時(shí)計(jì)算業(yè)務(wù)的函數(shù)庫(kù)，通過一行或數(shù)行的VB語法的腳本，就可以實(shí)現(xiàn)豐富的計(jì)算功能。 廠級(jí)性能計(jì)算將完成機(jī)組及其部件的各種效率和性能值的計(jì)算，并將這些值和各種中間計(jì)算值加以記錄和顯示。機(jī)組性能計(jì)算功能可以分為單機(jī)組性能的計(jì)算和全廠機(jī)組性能的計(jì)算。 具體計(jì)算公式要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行修正，一般車間技術(shù)員和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)了解的工程師會(huì)比較清楚其計(jì)算方法。對(duì)于測(cè)點(diǎn)不夠的現(xiàn)場(chǎng)條件，要進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑?，來滿足計(jì)算條件。 單機(jī)組性能計(jì)算包括： 鍋爐熱效率及熱損 鍋爐燃料用量 空氣預(yù)熱器效率 汽輪機(jī)熱效率及汽耗率 機(jī)組循環(huán)熱效率 加熱器性能 供電煤耗率 發(fā)電煤耗率等  全廠性能計(jì)算包括：  平均鍋爐熱效率及熱損 全廠鍋爐燃料用量 平均空氣預(yù)熱器效率 平均汽輪機(jī)熱效率及汽耗率 平均機(jī)組循環(huán)熱效率 全廠加熱器性能 全廠供電煤耗率 全廠發(fā)電煤耗率等 （6）能損分析功能模塊的構(gòu)建 應(yīng)用ESP-iSYS 的實(shí)時(shí)計(jì)算功能和二次開發(fā)功能，可以定制出如下計(jì)算分析功能： 可控?fù)p失：主蒸汽溫度壓力、再熱蒸汽溫度、排煙溫度、爐膛氧含量等。 不可控?fù)p失：環(huán)境溫度、預(yù)熱器漏風(fēng)率、煤種變化、再熱損失等。 這些計(jì)算項(xiàng)目的具體計(jì)算公式也要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)整和修正。 （7）運(yùn)行優(yōu)化與操作指導(dǎo)功能的構(gòu)建 浙江中控軟件技術(shù)有限公司從1993年開始研究、開發(fā)和實(shí)施先進(jìn)控制技術(shù)，并于1996年推出APC-Hiecon多變量預(yù)測(cè)控制軟件，成功應(yīng)用于石化、煉油、化工等多個(gè)行業(yè)。是國(guó)內(nèi)最優(yōu)秀的運(yùn)行優(yōu)化與操作指導(dǎo)軟件。 （8）運(yùn)行績(jī)效考核功能模塊的構(gòu)建 應(yīng)用ESP-iSYS 的實(shí)時(shí)計(jì)算功能和二次開發(fā)功能，可以組態(tài)和定制出操作質(zhì)量計(jì)算分析功能，對(duì)操作人員的操作進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤，對(duì)不合理的及超出標(biāo)準(zhǔn)的操作進(jìn)行記錄，并形成報(bào)表，作為運(yùn)行績(jī)效考核的依據(jù)。實(shí)際應(yīng)用效果很好。 （9）設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及管理功能模塊的構(gòu)建 應(yīng)用ESP-iSYS 的ESP-SupPlant EM—設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及管理軟件功能模塊的部分功能，并結(jié)合ESP-iSYS 的二次開發(fā)功能及通用開發(fā)接口進(jìn)行定制開發(fā)，采用振動(dòng)頻率高速采集等專業(yè)傳感器及配套的硬件產(chǎn)品，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備狀況在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)歷史、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)趨勢(shì)、震動(dòng)分析、監(jiān)測(cè)點(diǎn)故障預(yù)報(bào)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)故障分析、歷時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)比等功能。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)總覽圖、監(jiān)測(cè)點(diǎn)歷史趨勢(shì)顯示、震動(dòng)數(shù)據(jù)分析（概率密度、功率譜、包絡(luò)譜、倒譜、自相關(guān)、互相關(guān)、細(xì)化譜、軸心軌跡、時(shí)頻域分析等）、監(jiān)測(cè)點(diǎn)故障預(yù)報(bào)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)故障分析、歷史現(xiàn)狀數(shù)據(jù)對(duì)比，結(jié)果報(bào)告等功能群或子系統(tǒng)所組成。其設(shè)備管理子系統(tǒng)以設(shè)<