電廠信息實時數據庫系統在1000 MW機組的應用

吳祥濤，劉建榮，何輝，針偉

(華電國際鄒縣發電廠，山東 鄒城 273522)

0 引言

電廠信息實時數據庫系統PI－RTDBS(Plant Information Real－time Database System) 是 一 套 用于自動采集、存儲、管理工廠信息的服務器和客戶端軟件。電廠信息通用數據服務器PI－UDS(Plant Information Universal Data Server)從多個數據源采集信息，服務器除了完成數據庫的功能之外，還使得數據采集功能更優化。目前，PI實時數據庫系統是華電國際鄒縣發電廠(以下簡稱鄒縣電廠)實現廠級生產監控系統的基礎數據平臺，是企業生產層和管理層之間的主要連接紐帶。

本文從PI實時數據庫系統的框架構建、服務器安裝、系統數據接口、PI測點建立等方面，對PI實時數據庫系統在鄒縣電廠1 000 MW機組上的應用進行論述。

1 電廠信息實時數據庫系統及框架概述

鄒縣電廠2×1 000 MW機組分散控制系統(DCS)、輔控系統、脫硫系統、遠程終端控制系統(RTU)5個現場控制系統的實時生產數據要納入到PI系統，需要搭建生產專網與前期已經建設好的生產專網相連，形成全廠型的生產網絡，通過雙機熱備冗余隔離裝置與管理信息系統(MIS)局域網相隔離。

將原有的電廠信息(PI)系統移植到新的系統平臺上，同時在MIS局域網增加1臺鏡像服務器向電廠信息(PI)系統使用人員提供服務請求，在PI系統平臺上進行二次應用開發，根據生產需要采用標準的客戶機/服務器方式和IE瀏覽器方式，以直觀的監控畫面和數據報表的人機界面形式進行數據展示。總體網絡連接如圖1所示。

2 PI實時數據庫系統組建過程

2.1 通訊光纜鋪設

新的生產管理網共鋪設4根光纜:從四期集控室、三期脫硫控制室、四期脫硫控制室、遠動機房分別至生產樓。具體分布如圖2所示。

2.2 PI生產網雙機服務器及管理網鏡像服務器的安裝

生產網雙機服務器采用Windows 2003操作系統配置域和群集，共同管理盤柜，盤柜配置RADI5與熱備份區。PI數據庫文件與歷史數據歸檔文件安裝在盤柜硬盤中。管理網鏡像服務器采用Windows 2003操作系統，PI數據庫文件與鏡像服務器歷史數據歸檔文件安裝在該鏡像服務器中?？紤]到原有PI服務器遷移的安全、穩定與快捷，生產網雙機PI服務器虛擬IP地址采用原有PI服務器IP地址，管理網PI服務器IP地址采用現有PIweb服務器的IP地址，將原有PIweb網頁服務器上的網頁文件移植到PI數據庫鏡像服務器上。配置隔離器，做到雙機熱備，用PItoPI軟件測試隔離器，隔離器工作正常。

PI雙機主服務器數據庫的安裝:首先將盤柜控制權通過群集管理器轉換到主服務器上;運行PI數據庫安裝光盤setup.exe文件，彈出安裝確認信息對話框;確認所有配置內容準確無誤后，單擊Next按鈕開始安裝進程，直至完成安裝。

2.3 PI系統與各分系統數據接口

2.3.1#7，#8機組對象連接與嵌入過程控制(OPC)接口調試

#7，#8機組控制系統采用了Westinghouse公司的Ovation系統，該系統配有OPC Server數據程序，在#7工程師室和#8工程師室的180工作站安裝PI數據庫、OPC接口程序、PItoPI軟件、PI－OPC接口軟件，實現從DCS工程師站180工作站采集現場實時數據，存儲到本機PI數據庫中，再通過PItoPI軟件單向傳輸到PI雙機數據庫。在電子間MIS機柜放置1臺單向隔離器和1臺小LinkSys交換機，數據通過隔離器、LinkSys交換機與 PI系統主數據庫連接。

圖1 總體網絡連接圖

圖2 新的生產管理網光纜鋪設分布圖

2.3.2 輔控系統數據接口

輔控系統采用的是Intellution公司的IFIX 3.5系統，該系統具備OPC Server數據程序。在IFIX OPC Server上安裝PI數據庫、OPC接口程序、PItoPI軟件、PI－OPC接口軟件，實現從IFIX OPC Server采集現場實時數據，存儲到本機PI數據庫中，再通過PItoPI軟件單向傳輸到PI雙機數據庫。在電子間MIS機柜放置1臺單向隔離器和1臺小LinkSys交換機，數據通過隔離器、LinkSys交換機與PI系統主數據庫連接。

2.3.3 脫硫系統數據接口

脫硫系統采用了Ovation系統，該系統有1個OPC Server數據程序，在脫硫180工作站安裝PI數據庫、OPC接口程序、PItoPI軟件、PI－OPC接口軟件，實現從DCS工程師站180工作站采集現場實時數據，存儲到本機PI數據庫中，再通過PItoPI軟件單向傳輸到PI雙機數據庫。再放置1臺單向隔離器和1臺小 LinkSys交換機。數據通過隔離器、LinkSys交換機與PI系統主數據庫連接。

2.3.4 RTU系統數據接口

RTU系統為標準的1801規約接口，PI接口機通過串口線與RTU系統相連，再通過雙絞網線與PI服務器相連，在PI接口機上安裝PI－RTU系統接口軟件，實現RTU系統與PI系統的數據通訊。

3 PI實時數據庫系統測點的建立

各個系統的接口軟件讀取現場的實時數據，都是要將這些數據寫入相應的PI測點中，所以，PI測點的建立就尤為重要，下面對各個系統PI測點的建立進行詳細說明。因#7，#8機組脫硫、輔控均為標準的PI－OPC接口，RTU為自行開發的接口，所以，分2部分對PI測點的建立進行說明。

3.1 PI－OPC標準接口的測點建立

以#7機組發電機功率為例說明模擬量的建立，以#7機組的F1煤火檢有火為例說明開關量的建立，具體見表1。

表1中:Tag為測點名，保持和現場控制系統的測點名相同即可;Descriptor為測點中文描述，DCS測點表里都有詳細的中文描述，拷貝過來即可;Digitalset為開關量狀態集，在前面的數據庫安裝過程中已經解釋過，均填入set1即可;Engunits為模擬量單位，DCS測點表里中都有詳細的單位描述，拷貝過來即可;Instrumenttag為PI測點與DCS測點對應屬性，必須保持一一對應;Location1為PI－OPC接接口ID號，均填入1即可;Location2為模擬量、開關量測點專有屬性，模擬量填入5，開關量填入2即可;Pointsource為測點數據源，每個OPC接口都設定了專署的數據源;Pointtype為數據類型，開關量為 digital，模擬量為 float32;Userreal1為PItoPI傳輸專用屬性，填入非零整數，表示該測點的數值需要傳輸，必須保持此屬性的唯一性，不能有重復的數值。

表1 模擬量和開關量的建立

3.2 RTU接口測點的建立

RTU接口只需要配置 Instrumenttag，Pointsource，Userreal1，其中:Instrumenttag按照測點的順序從整數1開始往后排列，一直排列到最后一個RTU測點，另外2個屬性按照OPC接口的測點規則配置即可。

4 PI系統的畫面顯示

趨勢圖是一種動態的元素，數據以時間為坐標在圖中顯示，趨勢圖可以以多種格式顯示數據。大部分的畫面元素都與數據相關聯，畫面經常使用趨勢圖。趨勢圖是一種簡單、直觀的畫面，通過它能很容易地了解到一段時間內一個點或多個點的數據。

使用趨勢圖的方法:放大→全屏→時間移動→時間范圍功能→單量程和多量程→最小和最大值選擇→趨勢游標→恢復按鈕。

PI實時數據系統客戶端在班組辦公機器安裝成功后，登錄PI服務器，即可采集實時數據并在趨勢圖上進行顯示。

5 結束語

作者根據PI實時數據庫系統在鄒縣電廠1000 MW機組上的應用情況，對PI實時數據庫系統的框架構建、服務器安裝、系統數據接口、PI測點建立等進行了簡單論述。目前，PI系統應用十分廣泛，已經成為企業生產上應用的一個主要平臺，是企業生產層和管理層之間的主要連接紐帶，希望本文能夠給PI實時數據庫系統在企業生產上的應用提供借鑒和參考。

［1］中國華電集團公司電氣及熱控技術研究中心.電力系統中計算機網絡技術及其應用［M］.北京:中國水利水電出版社，2009.

［2］中國華電集團公司電氣及熱控技術研究中心.分散控制系統的原理及運行案例［M］.北京:中國水利水電出版社，2009.

［3］鄒金昌.對廠級監控信息系統(SIS)的幾點看法［J］.電力信息化，2004，2(9):19 －21.