一、前言 隨著分散控制系統(tǒng)（DCS）在電廠控制系統(tǒng)中的廣泛應用和電力系統(tǒng)市場機制的逐步形成，一個以“經(jīng)濟運行”為目標的廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）的概念正在逐步為電廠、設計院、控制系統(tǒng)制造商所理解和接受。然而，由于SIS的概念是人為提出的，不象單元機組DCS系統(tǒng)那樣具有清晰的邊界，尤其是在高級應用軟件方面。由于這種不確定性，實踐中遇到了很多具體的問題。本文就此談一些粗淺的看法。 二、SIS系統(tǒng)出現(xiàn)的必然性和必要性 現(xiàn)代大型電力企業(yè)無一例外的采用了“單元控制，全廠管理”的運營模式，生產(chǎn)過程控制和企業(yè)經(jīng)營管理是其中的兩個重要環(huán)節(jié)。就提高企業(yè)整體效益而論，兩者相互滲透，密不可分，但就其信息的時效性而言，兩者之間卻存在著巨大的差別，無法利用現(xiàn)有的信息系統(tǒng)將其直接的聯(lián)系起來。因此，希望在DCS系統(tǒng)和MIS系統(tǒng)之間增加一個信息系統(tǒng)，搭建起一座信息橋梁將單元生產(chǎn)信息和企業(yè)經(jīng)營管理信息有機地連接起來，以進一步降低電廠的運行成本，提高整體效益。這就出現(xiàn)了SIS系統(tǒng)的概念。 在SIS概念出現(xiàn)之前，通常采用在DCS系統(tǒng)中增加設備管理模塊或是在MIS系統(tǒng)中增加生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)的方法進行廠級實時生產(chǎn)管理。實踐證明，這兩種解決方案都給電廠帶來了新的問題。一方面，過多的在DCS系統(tǒng)中增加復雜的分析、優(yōu)化和診斷功能，會使DCS的結(jié)構(gòu)日趨復雜，不可避免的出現(xiàn)數(shù)據(jù)阻塞或軟件“死機”事故，降低了生產(chǎn)過程控制的可靠性；另一方面，分析、優(yōu)化和診斷功能需要大量的單元機組運行歷史數(shù)據(jù)的支持，將海量秒級數(shù)據(jù)加入到“靜態(tài)”的MIS數(shù)據(jù)庫中，將使MIS數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)復雜化，同時也大大的增加了整個MIS系統(tǒng)項目實施的困難。因此，在“靜態(tài)”的全廠MIS系統(tǒng)和動態(tài)的單元機組DCS系統(tǒng)之間，增加一個兼顧“動態(tài)”的全廠實時生產(chǎn)信息和“靜態(tài)”的單元機組運行歷史信息、以全廠運行優(yōu)化和運行管理優(yōu)化為目標的獨立的管控一體化系統(tǒng)是非常必要的，這個系統(tǒng)就是SIS系統(tǒng)。 三、實踐SIS系統(tǒng)的困惑和DCS/SIS一體化系統(tǒng)的必要性 SIS系統(tǒng)首先應該具備全廠實時生產(chǎn)信息的顯示和數(shù)據(jù)存儲功能，這一點毫無疑義，各個方面都能接受，實施起來也沒有太大的困難，其本質(zhì)上是DCS系統(tǒng)的DAS功能和HIS功能在范圍和程度上的擴充，這里不做詳細論述。 比較有爭議的是SIS系統(tǒng)的分析、優(yōu)化和診斷功能。將SIS系統(tǒng)的分析、優(yōu)化和診斷功能又分為基本功能和擴展功能?；竟δ苡校簭S級性能計算，機組性能計算，機組經(jīng)濟性指標分析，優(yōu)化運行和操作指導，設備狀態(tài)監(jiān)測（不包括診斷），機組在線性能試驗等。 姑且不論這種劃分是否合適，單就基本功能而言就有很大的問題，首先碰到的就是SIS系統(tǒng)的基本功能和DCS系統(tǒng)的高級功能的矛盾，單元機組的在線性能計算和耗差分析到底是應該屬于DCS系統(tǒng)還是應該屬于SIS系統(tǒng)？長期以來，人們已經(jīng)習慣于把單元機組的在線性能計算和耗差分析看成是DCS系統(tǒng)的DAS功能的一個子項，現(xiàn)在把他們劃分到SIS系統(tǒng)，人們認識上的混亂是不可避免的。其次，分析、優(yōu)化和診斷功能軟件離不開DCS測點，而常規(guī)DCS測點布置常常不能滿足分析、優(yōu)化和診斷功能軟件的要求，這一點要求在DCS項目實施時就應該把分析、優(yōu)化和診斷功能軟件的測點需求考慮進去。 第三，分析、優(yōu)化和診斷功能軟件（包括在線性能計算和耗差分析軟件）多數(shù)都屬于“專家級”軟件，即軟件本身很難給出確切的結(jié)論，只能提供給“專家”作進一步判斷的依據(jù)，而最權(quán)威的軟件利用“專家”往往是軟件開發(fā)者本身，因此為了實現(xiàn)電廠的優(yōu)化運行，以優(yōu)化運行的閉環(huán)控制為目標的SIS系統(tǒng)是必然的要求。 綜上所述，由于在DCS設計習慣和SIS技術(shù)條件中都包括了以“經(jīng)濟運行”為目標的高級應用軟件的功能，這反映出在經(jīng)濟運行的過程中，不論是DCS系統(tǒng)還是SIS系統(tǒng)都應發(fā)揮作用，將它們分開是不十分妥當?shù)?，更準確的提法應該是DCS/SIS一體化系統(tǒng)，在這樣的系統(tǒng)中，高級應用軟件是連接DCS系統(tǒng)和SIS系統(tǒng)的功能紐帶。 四、新華公司高級應用軟件的實踐 1. 新華公司火電廠性能分析系統(tǒng)XPAS-400 新華公司火電廠性能分析系統(tǒng)XPAS-400，是新華公司在具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的核心系統(tǒng)軟件平臺技術(shù) -400基礎上開發(fā)的高級應用軟件系統(tǒng)。與其他這類軟件不同的是，XPAS-400應用了與新華公司DCS系統(tǒng)和新華公司SIS系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致的軟件平臺技術(shù)，很好的解決了DCS系統(tǒng)和SIS系統(tǒng)在面向運行的功能軟件配備方面的問題。由于XPAS-400是在XDPS-400軟件平臺技術(shù)的基礎上開發(fā)的，電廠人員掌握起來非常方便。 XPAS-400系統(tǒng)中的功能軟件包具有如下特點： ●完全利用單元機組DCS系統(tǒng)的測點進行性能分析計算； ●XDPS軟件平臺上開發(fā)，組態(tài)方式實現(xiàn)高級分析軟件功能； ●各個功能分析計算軟件包既相對獨立又是一個統(tǒng)一的整體； ●完全可根據(jù)電廠的應用需求和SIS/DCS硬件平臺的結(jié)構(gòu)需要將功能軟件包配置在DCS系統(tǒng)或SIS系統(tǒng)； 2. 300MW機組新華單純DCS系統(tǒng)中高級應用軟件方案 根據(jù)單元機組DCS系統(tǒng)規(guī)范書，DCS系統(tǒng)中的高級應用軟件包括單元機組性能計算功能和耗差分析功能。在XDPS的新華單純DCS系統(tǒng)中，采用在系統(tǒng)中的一個獨立的性能計算站（PFS）實現(xiàn)此功能，如圖1所示。高級應用軟件采用以XDPS的虛擬DPU技術(shù)為基礎的組態(tài)式性能分析軟件，實時計算時屬于DCS層網(wǎng)絡，其上網(wǎng)點與一般DCS中的上網(wǎng)點組合成一個點目錄文件，地位完全相同。 3. 邢臺電廠新華DCS/SIS一體化系統(tǒng)中高級應用軟件方案 邢臺電廠SIS系統(tǒng)的高級應用軟件包括各臺機組（共六臺200MW機組）的性能計算和耗差分析，以及在性能計算和耗差分析基礎上的多機組負荷優(yōu)化分配，由于六臺機組的DCS都采用了新華公司的XDPS系統(tǒng)，因此最后形成的系統(tǒng)為新華DCS/SIS一體化系統(tǒng)。 在該系統(tǒng)中，采用2臺廠級性能計算站實現(xiàn)高級應用軟件的功能，如圖2所示。高級應用軟件采用以XDPS的虛擬DPU技術(shù)為基礎的組態(tài)式性能分析軟件，實時計算時屬于SIS層網(wǎng)絡，其上網(wǎng)點與SIS中的其他上網(wǎng)點組合成一個點目錄文件。 4.DCS層和SIS層高級應用軟件的討論 ●新華公司以XDPS技術(shù)為基礎的組態(tài)式高級應用軟件實時計算時既可以屬于DCS層網(wǎng)絡也可以屬于SIS層網(wǎng)絡。 ●出于DCS系統(tǒng)安全性的考慮，DCS層的高級應用軟件應采用成熟可靠的軟件，目前情況下可只考慮性能計算和耗差分析軟件，并盡可能在DCS系統(tǒng)建設過程中投入運行。 ●在DCS系統(tǒng)建設時就應該考慮高級應用軟件的測點需求，典型的是與性能計算和耗差分析軟件相關(guān)的測點應不少于性能試驗要求的測點。 ●由于受到DCS系統(tǒng)建設周期的限制，DCS層的高級應用軟件不可能太多的結(jié)合實際運行數(shù)據(jù)進行調(diào)整，這將使軟件的計算準確性受到影響。若要使軟件與實際運行數(shù)據(jù)吻合，應采用DCS/SIS一體化系統(tǒng)并將高級應用軟件放在SIS層。 ●DCS層與SIS層高級應用軟件的檢驗問題。由于DCS層與SIS層高級應用軟件的層次不同，同一功能的檢驗標準也應體現(xiàn)出區(qū)別。典型的是DCS系統(tǒng)中的性能計算和耗差分析的結(jié)果判據(jù)可以是主設備的設計計算書，而SIS系統(tǒng)中的性能計算和耗差分析的結(jié)果判據(jù)應該根據(jù)實際機組的運行數(shù)據(jù)進行調(diào)整。電力行業(yè)熱工自動化標準化技術(shù)委員會應盡快組織專家制定SIS系統(tǒng)高級應用軟件的檢驗標準。 5.優(yōu)化運行的閉環(huán)控制問題 為了實現(xiàn)電廠的優(yōu)化運行，以優(yōu)化運行的閉環(huán)控制為目標的DCS/SIS一體化系統(tǒng)是必需的，也是SIS系統(tǒng)的發(fā)展目標。文獻[3]僅規(guī)定了實現(xiàn)閉環(huán)控制的硬件條件“SIS和DCS必須分別設置獨立的網(wǎng)絡，信息流應按單向設計，只允許從DCS向SIS發(fā)送數(shù)據(jù)。當工程中SIS配置的某些功能要求SIS向DCS發(fā)送控制指令或設定值指令時，應采用硬接線方式實現(xiàn)，并在SIS側(cè)和DCS側(cè)分別設置必要的數(shù)據(jù)正確性判別功能”，但這是遠遠不夠的，大系統(tǒng)的閉環(huán)控制涉及到的問題比單純的數(shù)據(jù)傳輸問題要復雜得多。從軟件、系統(tǒng)調(diào)試和工程組織上實現(xiàn)這一目標都需要有一個過程，目前只宜在條件合適的電廠進行小范圍試點以取得經(jīng)驗。 6.結(jié)論和展望 ●SIS系統(tǒng)的概念自從侯子良先生1998年提出以來，在業(yè)界引起了很大的反響，說明該概念具有很強的生命力和市場發(fā)展?jié)摿ΑＨ欢?，由于SIS系統(tǒng)本身就是一個人為提出的概念，其邊界將在很長一段時期內(nèi)是模糊的。因此，各開發(fā)廠商的SIS將具有鮮明的開發(fā)廠商的特點。新華公司的以XDPS平臺為基礎的XSIS系統(tǒng)軟件技術(shù)的獨特性正是因為我們有XDPS軟件平臺和嵌入XDPS平臺內(nèi)部的組態(tài)式高級分析應用軟件XPAS。 ●SIS系統(tǒng)的高級應用軟件的內(nèi)在需求要求DCS/SIS一體化系統(tǒng)。在這種DCS/SIS一體化系統(tǒng)中，高級應用軟件是連接這兩個層次系統(tǒng)的功能紐帶。 ●在發(fā)展DCS/SIS一體化系統(tǒng)時，單純DCS系統(tǒng)的高級功能仍然有其存在的必要和發(fā)展的余地。在DCS系統(tǒng)的高級應用功能和SIS系統(tǒng)的基本應用功能重合的部分，兩者應該在軟件分析深度上進行適當?shù)膭澐趾蛥^(qū)別。 ●應盡快制定SIS系統(tǒng)高級應用軟件的檢驗標準以指導這類軟件的開發(fā)和應用，提高這類軟件的可信度和可用性。 ●優(yōu)化運行的閉環(huán)控制是SIS系統(tǒng)的發(fā)展目標，從軟件、系統(tǒng)調(diào)試和工程組織上實現(xiàn)這一目標都需要有一個過程，目前只宜在條件合適的電廠進行小范圍試點以取得經(jīng)驗。