一、前言 隨著分散控制系統(tǒng)（DCS）在電廠(chǎng)控制系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用和電力系統(tǒng)市場(chǎng)機(jī)制的逐步形成，一個(gè)以“經(jīng)濟(jì)運(yùn)行”為目標(biāo)的廠(chǎng)級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）的概念正在逐步為電廠(chǎng)、設(shè)計(jì)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(jī)組DCS系統(tǒng)那樣具有清晰的邊界，尤其是在高級(jí)應(yīng)用軟件方面。由于這種不確定性，實(shí)踐中遇到了很多具體的問(wèn)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(wú)一例外的采用了“單元控制，全廠(chǎng)管理”的運(yùn)營(yíng)模式，生產(chǎn)過(guò)程控制和企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理是其中的兩個(gè)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(shí)效性而言，兩者之間卻存在著巨大的差別，無(wú)法利用現(xiàn)有的信息系統(tǒng)將其直接的聯(lián)系起來(lái)。因此，希望在DCS系統(tǒng)和MIS系統(tǒng)之間增加一個(gè)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(yíng)管理信息有機(jī)地連接起來(lái)，以進(jìn)一步降低電廠(chǎng)的運(yùn)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(shè)備管理模塊或是在MIS系統(tǒng)中增加生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的方法進(jìn)行廠(chǎng)級(jí)實(shí)時(shí)生產(chǎn)管理。實(shí)踐證明，這兩種解決方案都給電廠(chǎng)帶來(lái)了新的問(wèn)題。一方面，過(guò)多的在DCS系統(tǒng)中增加復(fù)雜的分析、優(yōu)化和診斷功能，會(huì)使DCS的結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，不可避免的出現(xiàn)數(shù)據(jù)阻塞或軟件“死機(jī)”事故，降低了生產(chǎn)過(guò)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(jī)組運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)的支持，將海量秒級(jí)數(shù)據(jù)加入到“靜態(tài)”的MIS數(shù)據(jù)庫(kù)中，將使MIS數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，同時(shí)也大大的增加了整個(gè)MIS系統(tǒng)項(xiàng)目實(shí)施的困難。因此，在“靜態(tài)”的全廠(chǎng)MIS系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)的單元機(jī)組DCS系統(tǒng)之間，增加一個(gè)兼顧“動(dòng)態(tài)”的全廠(chǎng)實(shí)時(shí)生產(chǎn)信息和“靜態(tài)”的單元機(jī)組運(yùn)行歷史信息、以全廠(chǎng)運(yùn)行優(yōu)化和運(yùn)行管理優(yōu)化為目標(biāo)的獨(dú)立的管控一體化系統(tǒng)是非常必要的，這個(gè)系統(tǒng)就是SIS系統(tǒng)。 三、實(shí)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(yīng)該具備全廠(chǎng)實(shí)時(shí)生產(chǎn)信息的顯示和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，這一點(diǎn)毫無(wú)疑義，各個(gè)方面都能接受，實(shí)施起來(lái)也沒(méi)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(kuò)充，這里不做詳細(xì)論述。 比較有爭(zhēng)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(kuò)展功能?；竟δ苡校簭S(chǎng)級(jí)性能計(jì)算，機(jī)組性能計(jì)算，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)分析，優(yōu)化運(yùn)行和操作指導(dǎo)，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)（不包括診斷），機(jī)組在線(xiàn)性能試驗(yàn)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(wèn)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(jí)功能的矛盾，單元機(jī)組的在線(xiàn)性能計(jì)算和耗差分析到底是應(yīng)該屬于DCS系統(tǒng)還是應(yīng)該屬于SIS系統(tǒng)？長(zhǎng)期以來(lái)，人們已經(jīng)習(xí)慣于把單元機(jī)組的在線(xiàn)性能計(jì)算和耗差分析看成是DCS系統(tǒng)的DAS功能的一個(gè)子項(xiàng)，現(xiàn)在把他們劃分到SIS系統(tǒng)，人們認(rèn)識(shí)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(kāi)DCS測(cè)點(diǎn)，而常規(guī)DCS測(cè)點(diǎn)布置常常不能滿(mǎn)足分析、優(yōu)化和診斷功能軟件的要求，這一點(diǎn)要求在DCS項(xiàng)目實(shí)施時(shí)就應(yīng)該把分析、優(yōu)化和診斷功能軟件的測(cè)點(diǎn)需求考慮進(jìn)去。 第三，分析、優(yōu)化和診斷功能軟件（包括在線(xiàn)性能計(jì)算和耗差分析軟件）多數(shù)都屬于“專(zhuān)家級(jí)”軟件，即軟件本身很難給出確切的結(jié)論，只能提供給“專(zhuān)家”作進(jìn)一步判斷的依據(jù)，而最權(quán)威的軟件利用“專(zhuān)家”往往是軟件開(kāi)發(fā)者本身，因此為了實(shí)現(xiàn)電廠(chǎng)的優(yōu)化運(yùn)行，以?xún)?yōu)化運(yùn)行的閉環(huán)控制為目標(biāo)的SIS系統(tǒng)是必然的要求。 綜上所述，由于在DCS設(shè)計(jì)習(xí)慣和SIS技術(shù)條件中都包括了以“經(jīng)濟(jì)運(yùn)行”為目標(biāo)的高級(jí)應(yīng)用軟件的功能，這反映出在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的過(guò)程中，不論是DCS系統(tǒng)還是SIS系統(tǒng)都應(yīng)發(fā)揮作用，將它們分開(kāi)是不十分妥當(dāng)?shù)?，更?zhǔn)確的提法應(yīng)該是DCS/SIS一體化系統(tǒng)，在這樣的系統(tǒng)中，高級(jí)應(yīng)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(jí)應(yīng)用軟件的實(shí)踐 1. 新華公司火電廠(chǎng)性能分析系統(tǒng)XPAS-400 新華公司火電廠(chǎng)性能分析系統(tǒng)XPAS-400，是新華公司在具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心系統(tǒng)軟件平臺(tái)技術(shù) -400基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的高級(jí)應(yīng)用軟件系統(tǒng)。與其他這類(lèi)軟件不同的是，XPAS-400應(yīng)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(tái)技術(shù)，很好的解決了DCS系統(tǒng)和SIS系統(tǒng)在面向運(yùn)行的功能軟件配備方面的問(wèn)題。由于XPAS-400是在XDPS-400軟件平臺(tái)技術(shù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的，電廠(chǎng)人員掌握起來(lái)非常方便。 XPAS-400系統(tǒng)中的功能軟件包具有如下特點(diǎn)： ●完全利用單元機(jī)組DCS系統(tǒng)的測(cè)點(diǎn)進(jìn)行性能分析計(jì)算； ●XDPS軟件平臺(tái)上開(kāi)發(fā)，組態(tài)方式實(shí)現(xiàn)高級(jí)分析軟件功能； ●各個(gè)功能分析計(jì)算軟件包既相對(duì)獨(dú)立又是一個(gè)統(tǒng)一的整體； ●完全可根據(jù)電廠(chǎng)的應(yīng)用需求和SIS/DCS硬件平臺(tái)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(jī)組新華單純DCS系統(tǒng)中高級(jí)應(yīng)用軟件方案 根據(jù)單元機(jī)組DCS系統(tǒng)規(guī)范書(shū)，DCS系統(tǒng)中的高級(jí)應(yīng)用軟件包括單元機(jī)組性能計(jì)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(gè)獨(dú)立的性能計(jì)算站（PFS）實(shí)現(xiàn)此功能，如圖1所示。高級(jí)應(yīng)用軟件采用以XDPS的虛擬DPU技術(shù)為基礎(chǔ)的組態(tài)式性能分析軟件，實(shí)時(shí)計(jì)算時(shí)屬于DCS層網(wǎng)絡(luò)，其上網(wǎng)點(diǎn)與一般DCS中的上網(wǎng)點(diǎn)組合成一個(gè)點(diǎn)目錄文件，地位完全相同。 3. 邢臺(tái)電廠(chǎng)新華DCS/SIS一體化系統(tǒng)中高級(jí)應(yīng)用軟件方案 邢臺(tái)電廠(chǎng)SIS系統(tǒng)的高級(jí)應(yīng)用軟件包括各臺(tái)機(jī)組（共六臺(tái)200MW機(jī)組）的性能計(jì)算和耗差分析，以及在性能計(jì)算和耗差分析基礎(chǔ)上的多機(jī)組負(fù)荷優(yōu)化分配，由于六臺(tái)機(jī)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(tái)廠(chǎng)級(jí)性能計(jì)算站實(shí)現(xiàn)高級(jí)應(yīng)用軟件的功能，如圖2所示。高級(jí)應(yīng)用軟件采用以XDPS的虛擬DPU技術(shù)為基礎(chǔ)的組態(tài)式性能分析軟件，實(shí)時(shí)計(jì)算時(shí)屬于SIS層網(wǎng)絡(luò)，其上網(wǎng)點(diǎn)與SIS中的其他上網(wǎng)點(diǎn)組合成一個(gè)點(diǎn)目錄文件。 4.DCS層和SIS層高級(jí)應(yīng)用軟件的討論 ●新華公司以XDPS技術(shù)為基礎(chǔ)的組態(tài)式高級(jí)應(yīng)用軟件實(shí)時(shí)計(jì)算時(shí)既可以屬于DCS層網(wǎng)絡(luò)也可以屬于SIS層網(wǎng)絡(luò)。 ●出于DCS系統(tǒng)安全性的考慮，DCS層的高級(jí)應(yīng)用軟件應(yīng)采用成熟可靠的軟件，目前情況下可只考慮性能計(jì)算和耗差分析軟件，并盡可能在DCS系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中投入運(yùn)行。 ●在DCS系統(tǒng)建設(shè)時(shí)就應(yīng)該考慮高級(jí)應(yīng)用軟件的測(cè)點(diǎn)需求，典型的是與性能計(jì)算和耗差分析軟件相關(guān)的測(cè)點(diǎn)應(yīng)不少于性能試驗(yàn)要求的測(cè)點(diǎn)。 ●由于受到DCS系統(tǒng)建設(shè)周期的限制，DCS層的高級(jí)應(yīng)用軟件不可能太多的結(jié)合實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，這將使軟件的計(jì)算準(zhǔn)確性受到影響。若要使軟件與實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)吻合，應(yīng)采用DCS/SIS一體化系統(tǒng)并將高級(jí)應(yīng)用軟件放在SIS層。 ●DCS層與SIS層高級(jí)應(yīng)用軟件的檢驗(yàn)問(wèn)題。由于DCS層與SIS層高級(jí)應(yīng)用軟件的層次不同，同一功能的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)體現(xiàn)出區(qū)別。典型的是DCS系統(tǒng)中的性能計(jì)算和耗差分析的結(jié)果判據(jù)可以是主設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)，而SIS系統(tǒng)中的性能計(jì)算和耗差分析的結(jié)果判據(jù)應(yīng)該根據(jù)實(shí)際機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。電力行業(yè)熱工自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)應(yīng)盡快組織專(zhuān)家制定SIS系統(tǒng)高級(jí)應(yīng)用軟件的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。 5.優(yōu)化運(yùn)行的閉環(huán)控制問(wèn)題 為了實(shí)現(xiàn)電廠(chǎng)的優(yōu)化運(yùn)行，以?xún)?yōu)化運(yùn)行的閉環(huán)控制為目標(biāo)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(biāo)。文獻(xiàn)[3]僅規(guī)定了實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的硬件條件“SIS和DCS必須分別設(shè)置獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，信息流應(yīng)按單向設(shè)計(jì)，只允許從DCS向SIS發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)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(shè)定值指令時(shí)，應(yīng)采用硬接線(xiàn)方式實(shí)現(xiàn)，并在SIS側(cè)和DCS側(cè)分別設(shè)置必要的數(shù)據(jù)正確性判別功能”，但這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，大系統(tǒng)的閉環(huán)控制涉及到的問(wèn)題比單純的數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題要復(fù)雜得多。從軟件、系統(tǒng)調(diào)試和工程組織上實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)都需要有一個(gè)過(guò)程，目前只宜在條件合適的電廠(chǎng)進(jìn)行小范圍試點(diǎn)以取得經(jīng)驗(yàn)。 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(lái)，在業(yè)界引起了很大的反響，說(shuō)明該概念具有很強(qiáng)的生命力和市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿?。然而，由于SIS系統(tǒng)本身就是一個(gè)人為提出的概念，其邊界將在很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)是模糊的。因此，各開(kāi)發(fā)廠(chǎng)商的SIS將具有鮮明的開(kāi)發(fā)廠(chǎng)商的特點(diǎn)。新華公司的以XDPS平臺(tái)為基礎(chǔ)的XSIS系統(tǒng)軟件技術(shù)的獨(dú)特性正是因?yàn)槲覀冇蠿DPS軟件平臺(tái)和嵌入XDPS平臺(tái)內(nèi)部的組態(tài)式高級(jí)分析應(yīng)用軟件XPAS。 ●SIS系統(tǒng)的高級(jí)應(yīng)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(jí)應(yīng)用軟件是連接這兩個(gè)層次系統(tǒng)的功能紐帶。 ●在發(fā)展DCS/SIS一體化系統(tǒng)時(shí)，單純DCS系統(tǒng)的高級(jí)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(jí)應(yīng)用功能和SIS系統(tǒng)的基本應(yīng)用功能重合的部分，兩者應(yīng)該在軟件分析深度上進(jìn)行適當(dāng)?shù)膭澐趾蛥^(qū)別。 ●應(yīng)盡快制定SIS系統(tǒng)高級(jí)應(yīng)用軟件的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)以指導(dǎo)這類(lèi)軟件的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，提高這類(lèi)軟件的可信度和可用性。 ●優(yōu)化運(yùn)行的閉環(huán)控制是SIS系統(tǒng)的發(fā)展目標(biāo)，從軟件、系統(tǒng)調(diào)試和工程組織上實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)都需要有一個(gè)過(guò)程，目前只宜在條件合適的電廠(chǎng)進(jìn)行小范圍試點(diǎn)以取得經(jīng)驗(yàn)。