前言：隨著DCS的在火力發(fā)電行業(yè)的廣泛應(yīng)用，新的需求應(yīng)運(yùn)而生，為了適應(yīng)用戶的需求，山東魯能控制工程有限公司研發(fā)出新的系統(tǒng)，即火電機(jī)組運(yùn)行記錄回放分析系統(tǒng)，主要能滿足用戶的以下的三個(gè)需求：

機(jī)組運(yùn)行記錄回放系統(tǒng)三大功能，

1、遠(yuǎn)程監(jiān)視 在廠區(qū)辦公室看到的監(jiān)控畫面，如同在控制室一樣，

2、記錄回放 任意時(shí)段回畫面回放，用于培訓(xùn)和事故分析，

3、公網(wǎng)發(fā)布 領(lǐng)導(dǎo)出差在任何地方看機(jī)組運(yùn)行情況。

一、概述

機(jī)組運(yùn)行監(jiān)控是通過DCS系統(tǒng)完成的，DCS的操作員站能夠監(jiān)視和控制整個(gè)火電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，但DCS的網(wǎng)絡(luò)與辦公區(qū)域是隔離的，DCS的信息不能在辦公用計(jì)算機(jī)上看到。對(duì)于管理人員來講，很多時(shí)候是需要了解機(jī)組目前的運(yùn)行狀況，以便及時(shí)做出正確的決策。對(duì)于維護(hù)人員來講，隨時(shí)了解機(jī)組運(yùn)行狀況也便于能夠及時(shí)服務(wù)于機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。管理人員和維護(hù)人員在辦公區(qū)域監(jiān)視機(jī)組運(yùn)行狀況是非常必要的。但是必須要考慮網(wǎng)絡(luò)安全問題，要確保控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)不能受到病毒和黑客的攻擊，同時(shí)要保證機(jī)密數(shù)據(jù)的信息安全。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，目前有新的方案可以在保證網(wǎng)絡(luò)安全的前提下實(shí)現(xiàn)在辦公區(qū)域?qū)C(jī)組運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視，即采用基于C/S（客戶端/服務(wù)器）架構(gòu)的機(jī)組運(yùn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，網(wǎng)絡(luò)安全性高，投資少，對(duì)目前辦公系統(tǒng)無不良影響，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)視機(jī)組運(yùn)行狀況。

本系統(tǒng)提供生產(chǎn)過程回放功能，利用圖形仿真技術(shù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行深入的分析。用于事故分析、操作示范、案例分析、起停機(jī)過程分析等。對(duì)優(yōu)化開機(jī)過程有直觀的參考作用，對(duì)事故發(fā)生后分析事故原因起到輔助作用。提供現(xiàn)場(chǎng)過程回放（所有采集數(shù)據(jù)的過程回放），以及沒有時(shí)間限制的歷史分析。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案

基于C/S架構(gòu)的機(jī)組運(yùn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)由接口機(jī)、單向網(wǎng)絡(luò)隔離器、冗余服務(wù)器等組成，利用現(xiàn)有的辦公網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)在遠(yuǎn)程對(duì)機(jī)組運(yùn)行的監(jiān)視。

在該系統(tǒng)中，接口計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)從DCS發(fā)送數(shù)據(jù)，DCS中所有數(shù)據(jù)經(jīng)過打包壓縮發(fā)送出來，數(shù)據(jù)發(fā)送的時(shí)間間隔可以設(shè)置，最大時(shí)間間隔為20秒，最小時(shí)間間隔為0.5秒，數(shù)據(jù)發(fā)送采用UDP方式，能夠通過單向隔離器傳送。單向網(wǎng)絡(luò)隔離器真正實(shí)現(xiàn)物理鏈路層的單向通信，為DCS通信提供安全保障，使黑客無法攻擊或竊取數(shù)據(jù)，從根本上解決生產(chǎn)安全需要。

    系統(tǒng)中設(shè)置了一對(duì)冗余服務(wù)器，安裝專用數(shù)據(jù)庫軟件，接收DCS送來的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，組成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。服務(wù)器中還安裝歷史記錄軟件，記錄歷史數(shù)據(jù)形成歷史數(shù)據(jù)庫。每臺(tái)服務(wù)器有三個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，其中兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口接收單元機(jī)組的DCS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，另一網(wǎng)絡(luò)接口連接辦公網(wǎng)絡(luò)。利用辦公計(jì)算機(jī)作為客戶端，使用客戶端軟件可以訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫。客戶端的數(shù)量可根據(jù)需要確定。

機(jī)組運(yùn)行記錄分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

三、系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)中主要有四組軟件：安裝在接口計(jì)算機(jī)的DCS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)廣播軟件MisData、安裝在服務(wù)器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫軟件LNSQL，iReport。安裝在辦公計(jì)算機(jī)的客戶端軟件iGraph、iTrend 和iData。

機(jī)組運(yùn)行記錄分析系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖

1.DCS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)廣播軟件MisData

Misdata軟件從DCS中取得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，采用UDP方式廣播出來，每幀數(shù)據(jù)小于512字節(jié)，包含約50個(gè)點(diǎn)的信息，在每幀數(shù)據(jù)的幀頭和幀尾加入校驗(yàn)字以確保數(shù)據(jù)的正確性。

2.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫軟件LNSQL

LNSQL軟件的功能有兩個(gè)，一個(gè)是接受各機(jī)組MisData的廣播數(shù)據(jù)，形成全廠實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，另一個(gè)是接收客戶端的請(qǐng)求，查詢實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息發(fā)送到客戶端，并根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫記錄數(shù)據(jù)，形成歷史數(shù)據(jù)庫，接收客戶端的請(qǐng)求，查詢歷史數(shù)據(jù)信息發(fā)送到客戶端。

采用國際上廣泛應(yīng)用的linux發(fā)行版具有以下特點(diǎn)：

 1）開源、免費(fèi)

 2）發(fā)展快、升級(jí)快

 3）穩(wěn)定、運(yùn)行速度快、兼容性好

 4）病毒少、攻擊少、內(nèi)置防火墻

 5）Mysql數(shù)據(jù)庫在Linux平臺(tái)上性能出色

服務(wù)器操作系統(tǒng)界面

3.客戶端軟件iGraph、iTrend、iData

客戶端軟件iGraph是流程圖畫面監(jiān)視軟件，DCS中的流程圖畫面組態(tài)文件可以復(fù)制到辦公計(jì)算機(jī)中，使用iGraph就可直接打開，打開畫面后，當(dāng)前畫面的數(shù)據(jù)點(diǎn)實(shí)時(shí)信息通過客戶端功能向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，得到實(shí)時(shí)信息后顯示出來，實(shí)時(shí)信息的刷新速度可達(dá)到5秒。每套環(huán)保設(shè)備的流程圖組態(tài)文件使用單獨(dú)的文件夾，通過快捷鍵可以方便的進(jìn)行切換畫面。iGraph能夠方便的監(jiān)視環(huán)保設(shè)備運(yùn)行情況，但不能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行操作，以保證安全運(yùn)行。監(jiān)視畫面與在現(xiàn)場(chǎng)DCS中顯示的完全一致。

客戶端監(jiān)控畫面

iTrend軟件可以顯示實(shí)時(shí)趨勢(shì)和歷史趨勢(shì)，同樣是客戶端軟件，所有需要顯示的數(shù)據(jù)都來自服務(wù)器。管理人員在辦公室可方便的看到環(huán)保運(yùn)行的變化情況。

iData軟件提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢功能。

4、iReport基于b/s結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)客戶需求定制，可提供：日?qǐng)?bào)、周報(bào)、月報(bào)、季報(bào)、年報(bào)和自定義報(bào)表等多種功能。

周報(bào)示例

四、系統(tǒng)功能

本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行監(jiān)視、歷史工況回放與復(fù)現(xiàn)、事故分析與運(yùn)行優(yōu)化指導(dǎo)等功能，并且為以后機(jī)組性能計(jì)算與熱力試驗(yàn)分析留有接口，具體如下：

1生產(chǎn)過程監(jiān)視

全廠生產(chǎn)過程系統(tǒng)通過模擬圖、趨勢(shì)曲線、棒圖、表格等形式實(shí)時(shí)顯示全廠各機(jī)組、車間、系統(tǒng)、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，為生產(chǎn)管理人員提供直觀的實(shí)時(shí)生產(chǎn)過程信息。檢索顯示、打印存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的各發(fā)電機(jī)組、電氣系統(tǒng)等系統(tǒng)的模擬量測(cè)點(diǎn)的歷史曲線。并對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的統(tǒng)計(jì)整理，形成全廠各類生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

基于廠級(jí)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的生產(chǎn)過程監(jiān)視功能使得生產(chǎn)管理人員對(duì)各機(jī)組進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，快速做出調(diào)整；基于數(shù)據(jù)壓縮的統(tǒng)一的實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫便于生產(chǎn)管理人員將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)一考慮，提高決策質(zhì)量；不同于DCS和車間級(jí)的監(jiān)測(cè)，該功能集成全廠所有機(jī)組、車間、系統(tǒng)、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，給出的是完整的全廠信息總覽。

2 事故分析及過程回放

生產(chǎn)過程回放系統(tǒng)結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和與DCS完全一致的監(jiān)視畫面，重現(xiàn)機(jī)組歷史工況（所有參數(shù)和狀態(tài)），用戶可以方便的切換畫面同時(shí)保持參數(shù)的一致性，在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫保存的歷史數(shù)據(jù)周期內(nèi)，可以隨意調(diào)用任何時(shí)間段內(nèi)的畫面回放。

生產(chǎn)過程回放系統(tǒng)分析事故和處理缺陷應(yīng)通過畫面直觀和全面的展現(xiàn)機(jī)組工況，提高分析處理能力和反應(yīng)速度，同時(shí)應(yīng)可以結(jié)合以往出現(xiàn)的特定工況來準(zhǔn)確分析故障，避免非計(jì)劃停運(yùn)，增加機(jī)組安全運(yùn)行的可靠系數(shù)。另外應(yīng)有針對(duì)運(yùn)行人員的事故培訓(xùn)指導(dǎo)，提高運(yùn)行人員的技術(shù)水平。生產(chǎn)過程回放系統(tǒng)要求人機(jī)界面友好，操作方便，做到與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)畫面完全一致。

回放控制對(duì)話框

歷史記錄回放

3 信息統(tǒng)計(jì)分析

在生產(chǎn)過程監(jiān)視模塊的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)上，對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，形成全廠生產(chǎn)報(bào)表和分析報(bào)表?；谧詣?dòng)化、信息化的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)功能和報(bào)表打印功能大大降低生產(chǎn)管理體制人員的勞動(dòng)量，提高生產(chǎn)管理效率。通過分析該子系統(tǒng)還同時(shí)得出性能隨時(shí)間、設(shè)備老化的變化情況，為節(jié)能工作人員提供開展節(jié)能降耗工作的依據(jù)。

提供運(yùn)行報(bào)表、綜合生產(chǎn)報(bào)表、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)報(bào)表和統(tǒng)計(jì)報(bào)表等與生產(chǎn)相關(guān)的運(yùn)行定制報(bào)表，實(shí)現(xiàn)不同于DCS和車間級(jí)的監(jiān)測(cè)報(bào)表信息，集成全廠所有機(jī)組、車間、系統(tǒng)和設(shè)備的統(tǒng)計(jì)運(yùn)行參數(shù)，能夠總覽全廠信息，方便實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)倉庫的生產(chǎn)綜合查詢、運(yùn)行參數(shù)查詢和運(yùn)行操作查詢。

根據(jù)報(bào)表類型和時(shí)間獲得報(bào)表

設(shè)置自定義報(bào)表選項(xiàng)

根據(jù)設(shè)置生成自定義報(bào)表

五、系統(tǒng)特點(diǎn)

本系統(tǒng)具有較高性價(jià)比，既能實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理創(chuàng)新，又能實(shí)現(xiàn)“安全、穩(wěn)定、降耗、增效”，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。具體特點(diǎn)如下：

• 系統(tǒng)應(yīng)用軟件采用最新國際和國家標(biāo)準(zhǔn)，具備良好的開放性和應(yīng)用性，易于擴(kuò)展和移植，降低了后續(xù)開發(fā)的成本和難度；

• 大存儲(chǔ)容量、高效數(shù)據(jù)壓縮的實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)長(zhǎng)期在線存儲(chǔ)；

• 采用靈活的體系結(jié)構(gòu)和應(yīng)用模式，構(gòu)件化開發(fā)和部署，克服了開發(fā)、使用、擴(kuò)展、維護(hù)方面的局限性，確保二次開發(fā)和持續(xù)升級(jí)能力；

• 平臺(tái)化的應(yīng)用軟件包，具備自適應(yīng)的構(gòu)件模型庫，方便企業(yè)應(yīng)用動(dòng)態(tài)建模；

• 模塊化的應(yīng)用功能，提供切合用戶應(yīng)用實(shí)際需求的廠級(jí)實(shí)時(shí)性能計(jì)算、統(tǒng)計(jì)分析、優(yōu)化運(yùn)行、故障診斷和設(shè)備管理，支持用戶實(shí)現(xiàn)事故回放；

• 分層分布式高速網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，接口層網(wǎng)絡(luò)提供多種標(biāo)準(zhǔn)接口與DCS、PLC等網(wǎng)絡(luò)連接，支持OPC等諸多接口標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)運(yùn)行信息的可靠性采集和存儲(chǔ)；

• 實(shí)現(xiàn)廠級(jí)信息集中管理和“管控一體化”，降低生產(chǎn)成本，具備可靠性高、集成性強(qiáng)、擴(kuò)展性好等特點(diǎn)；

• 系統(tǒng)易于維護(hù)，大大降低了維護(hù)量和維護(hù)成本；