GEFanuc產(chǎn)品在發(fā)電廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)中的解決方案

1、GE Fanuc產(chǎn)品在發(fā)電廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)中的解決方案隨著電廠工業(yè)自動化以及信息化水平的提高，現(xiàn)代電廠也對生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù) 據(jù)有了更高的要求，電廠企業(yè)管理決策層需要了解真實而重要的現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)， 了解生產(chǎn)現(xiàn)場的各臺機組以及設備的運行狀況；專業(yè)技術人員希望可以在廠內(nèi) 辦公室計算機查看系統(tǒng)的實時畫面，分析真實可靠的歷史數(shù)據(jù)，為機組跳機事 故分析及其它事故分析提供真實可靠的歷史數(shù)據(jù)；同時又能高效、準確地保存 電廠生產(chǎn)的大量珍貴的歷史數(shù)據(jù)；更好地實現(xiàn)了電廠安全、經(jīng)濟運行，提升電 廠的整體效益和競爭優(yōu)勢。為了實現(xiàn)上述目標，目前在電廠應用中主要使用了兩類方法，一類就是采用如Oracle等傳統(tǒng)的關系型數(shù)據(jù)庫保

2、存來自生產(chǎn)現(xiàn)場接口計算機的實時數(shù)據(jù)， 在客戶端的幵發(fā)上采用 JAVA Applet，ASP服務器端腳本等和關系型數(shù)據(jù)庫連接 來實現(xiàn)應用的要求。這種方案由于沒有考慮到電廠生產(chǎn)底層數(shù)據(jù)和辦公等商業(yè) 業(yè)務應用環(huán)境之間的區(qū)別，最明顯的區(qū)別在于生產(chǎn)操作是實時進行的，要求極 快的數(shù)據(jù)采集速度，很高的數(shù)據(jù)讀寫性能，而商業(yè)上使用的關系型數(shù)據(jù)庫所擅 長的是處理各種信息的關系。因此數(shù)據(jù)庫服務器中就必須通過創(chuàng)建計劃，存儲 過程，觸發(fā)器和視圖等來優(yōu)化，同時糟糕的壓縮算法使得對數(shù)據(jù)庫和服務器的 磁盤空間維護必須投入大量的精力?；谶@些考慮，另外一類的解決方案采用 了專用的生產(chǎn)實時歷史數(shù)據(jù)庫的解決方案，如OSISoft公

3、司的PI實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，GE Fanuc公司的 Proficy Historian ,Wonderware 公司的 IndustriaISQL,ABB公司PlantConnect 以及國內(nèi)的中科院軟件所 Agilor，清華同方 DCOSE-PH 南京明維RealTerm，上海新華XRTDB上海麥杰OpenPlant等產(chǎn)品。由于這些 產(chǎn)品本身就是面向生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)采集，因此較好地解決了海量數(shù)據(jù)的采集， 數(shù)據(jù)的壓縮存儲等問題。它們同時提供了良好的應用幵發(fā)平臺和接口，節(jié)省了 長期維護和幵發(fā)的成本，因而在電廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。下面 就以GE Fanuc公司的產(chǎn)品舉例說明在發(fā)電廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)

4、控系統(tǒng)中的應用。功能較為齊全的生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)解決方案，我們可使用GE Fanuc公司的Proficy HMI/SCADA- iFIX （人機界面 / 數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控），Proficy Historian （廠級數(shù)據(jù)倉庫，原名 iHistorian），Proficy Real-Time Information Portal（企業(yè)實時信息門戶，原名：infoAgent ）這三個產(chǎn)品來組建。系統(tǒng)架構可以簡 單地表示如下：圖1:生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)架構示意圖Proficy HMI/SCADA - iFIX它是GE Fanuc公司的人機界面/數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控軟件，在工業(yè)控制SCADA軟件中獲得了廣泛的應用，

5、它豐富的數(shù)據(jù)采集驅(qū)動接口可以采集分散在電廠各 個不同的DCS系統(tǒng)或輔控可編程控制器 PLC系統(tǒng)上的實時數(shù)據(jù)，實時數(shù)據(jù)庫的配 置和管理采用類似于Excel表格方式的管理，同時它還提供一套人機界面的幵 發(fā)工具iFIX Workspace，其中包括許多生產(chǎn)現(xiàn)場的圖符，只要通過鼠標的拖放 等簡單的動作就可以達到與現(xiàn)場DCS系統(tǒng)人機界面一致的流程圖效果，將現(xiàn)場采集的實時數(shù)據(jù)直觀地顯示在用戶面前，從而實現(xiàn)遠程工藝流程監(jiān)控，系統(tǒng)的幵 發(fā)和維護非常簡單。其幵放的實時數(shù)據(jù)編程接口EDA(Easy Data Access)，歷史數(shù)據(jù)編程接口 HDA(Historical Data Access)以及SM2(模擬驅(qū)

6、動)應用非常靈活， 通過自己編寫接口程序就可將數(shù)據(jù)直接寫入iFIX的實時數(shù)據(jù)庫中，該產(chǎn)品在廠級生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)中主要實現(xiàn)生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)的采集以及生產(chǎn)流程圖畫面的顯 示。圖2中的一部分就是我們在iFIX中模仿西門子公司DCS系統(tǒng)Teleperm XP 的OM650操作員界面的生產(chǎn)流程圖畫面，效果是比較逼真的。Proficy Historia n它是GE Fanuc公司的廠級數(shù)據(jù)倉庫軟件，其前身就是iHistorian,目前的最新版本是3.0 o Proficy Historian 提供了如：iFIX實時數(shù)據(jù)收集器，CSV/XML 文件收集器，OPC攵集器等種類豐富的歷史數(shù)據(jù)收集工具，iHistor

7、ian 具備百毫秒級的數(shù)據(jù)采集速度，毫秒級的過程數(shù)據(jù)時間分辨率，高達20000個數(shù)據(jù)/秒的數(shù)據(jù)存儲速度和每秒 20000個數(shù)據(jù)/秒的數(shù)據(jù)回取速度以及單機10萬個過程數(shù)據(jù)點的采集能力，是目前世界上最快的實時數(shù)據(jù)庫，可以通過定義采集器的 過程數(shù)據(jù)采集死區(qū)來優(yōu)化采集數(shù)據(jù)量、通過定義過程數(shù)據(jù)的變化率可以優(yōu)化數(shù)據(jù)存儲，還可以通過內(nèi)置的管理配置程序或者瀏覽器在任何地方管理任何一臺iHistoria n服務器：可以進行組態(tài)數(shù)據(jù)點、配置采集時間、數(shù)據(jù)文件管理。和關系型數(shù)據(jù)庫相比較，在數(shù)據(jù)庫管理和應用時無需編制任何程序，簡化了系統(tǒng) 的維護工作量。此外它還提供了幵放的SDK編程接口，極大地提高了產(chǎn)品的應用靈活性。

8、該產(chǎn)品在廠級生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)中主要用于生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)的高速采 集和咼效存儲。圖2:部分用戶界面和功能Proficy Real-Time In formatio n Portal它是GE Fanuc公司的企業(yè)實時信息門戶軟件，是基于WEB勺解決方案。目WEBS面幵發(fā)前的版本為2.0。它采用本地或者遠程的 API來連接上面的實時和歷史數(shù)據(jù)庫， 并通過JDBC驅(qū)動來連接關系型數(shù)據(jù)庫。由于它提供了豐富的圖形對象庫，如： 餅圖，棒型圖，圖表，表格，曲線等組件，因此可以方便地進行和配置，發(fā)布數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)。它還可直接將iFIX上的實時生產(chǎn)流程畫面以 WEB 的方式發(fā)布，甚至可以將它理解為是在瀏覽器（如：In

9、 ternet Explorer）上運行的iFIX軟件。而這些只是它所能夠提供的功能的一部分。該產(chǎn)品在廠級生產(chǎn)數(shù) 據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)中主要是作為基于 WEB解決方案的工廠范圍的高級數(shù)據(jù)分析工具。采用上述解決方案可以滿足電廠對生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的要求，而且整個系統(tǒng)的配置和維護都非常方便，目前國內(nèi)的廣東核電大亞灣、嶺澳核電站工業(yè)計 算機數(shù)據(jù)采集CKD系統(tǒng)，曲靖電廠的廠級監(jiān)控系統(tǒng)，益陽電廠均使用了該解決 方案。圖2就是我們在試驗平臺上，利用上述產(chǎn)品幵發(fā)的一些用戶界面和功能。上述系統(tǒng)在軟件的投資上較為龐大，我們提出了一種簡化的解決方案，該方案只采用 GE Fanuc公司的iFIX軟件以及iWebServer軟件

10、，由于iFIX自帶的實時和歷史數(shù)據(jù)功能，可以利用iFIX的實時數(shù)據(jù)存取接口 EDA和歷史數(shù)據(jù)存取接口 HDA進行幵發(fā)。該解決方案利用成熟穩(wěn)定的SCADA軟件，并在其基礎上進行二次應用幵發(fā)，使得任何人員都可以在辦公室的計算機上通過瀏覽器了解 生產(chǎn)現(xiàn)場的情況，進行數(shù)據(jù)分析。該解決方案投資少，卻能滿足目前大部分電 廠的應用要求，同時系統(tǒng)具有良好的可擴展性。華能國際電力股份有限公司實 時監(jiān)管系統(tǒng)中遍布全國35家電廠的廠站側(cè)系統(tǒng)就采用了該解決方案。在這個方案中我們可以在 WE曲艮務器上利用iFIX軟件提供的編程接口編寫 一個服務器端運行的 ASP組件，該組件負責讀取iFIX的實時和歷史數(shù)據(jù)（如圖 3所示

11、）；再幵發(fā)一個iFIX歷史數(shù)據(jù)曲線顯示的 ActiveX控件，嵌入在IE瀏覽 器中，利用服務器端的 ASP組件與ActiveX控件交互的方式讀取iFIX歷史數(shù)據(jù) 并以曲線的方式顯示出來（如圖4所示）。而實時流程畫面以及實時曲線的功能則由iWebServer來實現(xiàn)圖3:通過服務器端的ASP組件方式讀取并顯示歷史數(shù)據(jù)近幾年，國內(nèi)提出了廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS Supervisory In formationSystem）的概念，并進行了推廣，其實質(zhì)就是一套針對發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)實時和歷 史數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)，它負責收集各臺機組DCS（分布式計算機控制系統(tǒng)）的實時數(shù)據(jù)，進行存儲，使之成為整個發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)數(shù)

12、據(jù)的中心，可提供全廠生 產(chǎn)過程的實時監(jiān)視、管理和優(yōu)化，以及負荷調(diào)度、發(fā)電機組性能計算和分析、 主機和主要輔機故障診斷、設備壽命計算和分析、設備狀態(tài)監(jiān)測和計算分析等 功能。目前國內(nèi)廠級生產(chǎn)管理及監(jiān)視信息系統(tǒng)（SIS）正處于應用探索階段，原來在SIS系統(tǒng)投標時所要求的一些先進優(yōu)化控制、設備維護、壽命管理等功能模 塊還無法得到完全的幵發(fā)和應用，系統(tǒng)往往采集存儲了大量的數(shù)據(jù)，但是卻無 法對其進行進一步的數(shù)據(jù)挖掘處理，采購的昂貴的硬件設備由于沒有軟件功能 而成為一種擺設，其效益至今未能如設想的那樣發(fā)揮出來。因此發(fā)電廠組建一個較為成功的生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，必須主要解決以下三個技術環(huán)節(jié)：一、應根據(jù) 自己的實際需求來搭建生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)，分步實施，不應要求一步到位，同 時應為系統(tǒng)的擴展預留接口；二、必須了解電廠的DCS系