一、前言 隨著分散控制系統（DCS）在電廠控制系統中的廣泛應用和電力系統市場機制的逐步形成，一個以“經濟運行”為目標的廠級監控信息系統（SIS）的概念正在逐步為電廠、設計院、控制系統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系統出現的必然性和必要性 現代大型電力企業無一例外的采用了“單元控制，全廠管理”的運營模式，生產過程控制和企業經營管理是其中的兩個重要環節。就提高企業整體效益而論，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，無法利用現有的信息系統將其直接的聯系起來。因此，希望在DCS系統和MIS系統之間增加一個信息系統，搭建起一座信息橋梁將單元生產信息和企業經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。這就出現了SIS系統的概念。 在SIS概念出現之前，通常采用在DCS系統中增加設備管理模塊或是在MIS系統中增加生產實時數據的方法進行廠級實時生產管理。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系統中增加復雜的分析、優化和診斷功能，會使DCS的結構日趨復雜，不可避免的出現數據阻塞或軟件“死機”事故，降低了生產過程控制的可靠性；另一方面，分析、優化和診斷功能需要大量的單元機組運行歷史數據的支持，將海量秒級數據加入到“靜態”的MIS數據庫中，將使MIS數據庫的結構復雜化，同時也大大的增加了整個MIS系統項目實施的困難。因此，在“靜態”的全廠MIS系統和動態的單元機組DCS系統之間，增加一個兼顧“動態”的全廠實時生產信息和“靜態”的單元機組運行歷史信息、以全廠運行優化和運行管理優化為目標的獨立的管控一體化系統是非常必要的，這個系統就是SIS系統。 三、實踐SIS系統的困惑和DCS/SIS一體化系統的必要性 SIS系統首先應該具備全廠實時生產信息的顯示和數據存儲功能，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，其本質上是DCS系統的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系統的分析、優化和診斷功能。將SIS系統的分析、優化和診斷功能又分為基本功能和擴展功能。基本功能有：廠級性能計算，機組性能計算，機組經濟性指標分析，優化運行和操作指導，設備狀態監測（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系統的基本功能和DCS系統的高級功能的矛盾，單元機組的在線性能計算和耗差分析到底是應該屬于DCS系統還是應該屬于SIS系統？長期以來，人們已經習慣于把單元機組的在線性能計算和耗差分析看成是DCS系統的DAS功能的一個子項，現在把他們劃分到SIS系統，人們認識上的混亂是不可避免的。其次，分析、優化和診斷功能軟件離不開DCS測點，而常規DCS測點布置常常不能滿足分析、優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、優化和診斷功能軟件的測點需求考慮進去。 第三，分析、優化和診斷功能軟件（包括在線性能計算和耗差分析軟件）多數都屬于“專家級”軟件，即軟件本身很難給出確切的結論，只能提供給“專家”作進一步判斷的依據，而最權威的軟件利用“專家”往往是軟件開發者本身，因此為了實現電廠的優化運行，以優化運行的閉環控制為目標的SIS系統是必然的要求。 綜上所述，由于在DCS設計習慣和SIS技術條件中都包括了以“經濟運行”為目標的高級應用軟件的功能，這反映出在經濟運行的過程中，不論是DCS系統還是SIS系統都應發揮作用，將它們分開是不十分妥當的，更準確的提法應該是DCS/SIS一體化系統，在這樣的系統中，高級應用軟件是連接DCS系統和SIS系統的功能紐帶。 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XPAS-400 新華公司火電廠性能分析系統XPAS-400，是新華公司在具有完全自主知識產權的核心系統軟件平臺技術 -400基礎上開發的高級應用軟件系統。與其他這類軟件不同的是，XPAS-400應用了與新華公司DCS系統和新華公司SIS系統協調一致的軟件平臺技術，很好的解決了DCS系統和SIS系統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軟件平臺技術的基礎上開發的，電廠人員掌握起來非常方便。 XPAS-400系統中的功能軟件包具有如下特點： ●完全利用單元機組DCS系統的測點進行性能分析計算； ●XDPS軟件平臺上開發，組態方式實現高級分析軟件功能； ●各個功能分析計算軟件包既相對獨立又是一個統一的整體； ●完全可根據電廠的應用需求和SIS/DCS硬件平臺的結構需要將功能軟件包配置在DCS系統或SIS系統； 2. 300MW機組新華單純DCS系統中高級應用軟件方案 根據單元機組DCS系統規范書，DCS系統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系統中，采用在系統中的一個獨立的性能計算站（PFS）實現此功能，如圖1所示。高級應用軟件采用以XDPS的虛擬DPU技術為基礎的組態式性能分析軟件，實時計算時屬于DCS層網絡，其上網點與一般DCS中的上網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一體化系統中高級應用軟件方案 邢臺電廠SIS系統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化分配，由于六臺機組的DCS都采用了新華公司的XDPS系統，因此最后形成的系統為新華DCS/SIS一體化系統。 在該系統中，采用2臺廠級性能計算站實現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技術為基礎的組態式性能分析軟件，實時計算時屬于SIS層網絡，其上網點與SIS中的其他上網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技術為基礎的組態式高級應用軟件實時計算時既可以屬于DCS層網絡也可以屬于SIS層網絡。 ●出于DCS系統安全性的考慮，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系統建設過程中投入運行。 ●在DCS系統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的測點應不少于性能試驗要求的測點。 ●由于受到DCS系統建設周期的限制，DCS層的高級應用軟件不可能太多的結合實際運行數據進行調整，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據吻合，應采用DCS/SIS一體化系統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出區別。典型的是DCS系統中的性能計算和耗差分析的結果判據可以是主設備的設計計算書，而SIS系統中的性能計算和耗差分析的結果判據應該根據實際機組的運行數據進行調整。電力行業熱工自動化標準化技術委員會應盡快組織專家制定SIS系統高級應用軟件的檢驗標準。 5.優化運行的閉環控制問題 為了實現電廠的優化運行，以優化運行的閉環控制為目標的DCS/SIS一體化系統是必需的，也是SIS系統的發展目標。文獻[3]僅規定了實現閉環控制的硬件條件“SIS和DCS必須分別設置獨立的網絡，信息流應按單向設計，只允許從DCS向SIS發送數據。當工程中SIS配置的某些功能要求SIS向DCS發送控制指令或設定值指令時，應采用硬接線方式實現，并在SIS側和DCS側分別設置必要的數據正確性判別功能”，但這是遠遠不夠的，大系統的閉環控制涉及到的問題比單純的數據傳輸問題要復雜得多。從軟件、系統調試和工程組織上實現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驗。 6.結論和展望 ●SIS系統的概念自從侯子良先生1998年提出以來，在業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展潛力。然而，由于SIS系統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是模糊的。因此，各開發廠商的SIS將具有鮮明的開發廠商的特點。新華公司的以XDPS平臺為基礎的XSIS系統軟件技術的獨特性正是因為我們有XDPS軟件平臺和嵌入XDPS平臺內部的組態式高級分析應用軟件XPAS。 ●SIS系統的高級應用軟件的內在需求要求DCS/SIS一體化系統。在這種DCS/SIS一體化系統中，高級應用軟件是連接這兩個層次系統的功能紐帶。 ●在發展DCS/SIS一體化系統時，單純DCS系統的高級功能仍然有其存在的必要和發展的余地。在DCS系統的高級應用功能和SIS系統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的劃分和區別。 ●應盡快制定SIS系統高級應用軟件的檢驗標準以指導這類軟件的開發和應用，提高這類軟件的可信度和可用性。 ●優化運行的閉環控制是SIS系統的發展目標，從軟件、系統調試和工程組織上實現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驗。