廠級監控信息系統（SIS）運行性能優化

趙 銀

（山西大唐臨汾熱電有限責任公司，山西 臨汾 041000）

山西大唐國際臨汾熱電有限責任公司2×300MW燃煤發電機組＃1、＃2機分別于2010年12月15日和2011年01月04日通過168h試運正式投入運行。主要系統設計由山西省電力設計院承擔，主控采用DCS控制系統北京日立H5000M型，輔控采用PLC控制系統AB Controllogix控制器，全廠輔控系統采用集中控制，輔控網系統由河北華之杰公司提供，統一采用IFix監控軟件。現廠級監控信息系統（SIS系統）采用的是上海麥杰科技公司生產的基于openPlant實時數據庫的全廠SIS系統。

1 廠級監控信息系統（SIS）功能介紹

廠級監控信息系統是集過程實時監測、優化控制及生產過程管理為一體的廠級自動化信息系統[4]，是處于火電廠集散控制系統以及相關輔助程控系統與全廠管理信息系統之間的一套實時廠級監控信息系統[1]。SIS系統以機組的性能計算、廠級經濟性分析、廠級負荷分配以及機組的經濟運行為主要目的。SIS系統的實時性體現在SIS系統實時分析機組的運行參數，通過系統強大的數據挖掘、數據處理與優化的功能，對機組乃至全廠的運行狀況進行準確地分析、診斷與優化的系統。

圖1 廠級監控信息系統（SIS）配置Fig.1 Plant-level monitoring information system (SIS) configuration

2 廠級監控信息系統（SIS）配置

山西大唐國際臨汾熱電有限責任公司配置的廠級監控信息系統（SIS）采用的是上海麥杰科技公司生產的基于openPlant實時數據庫的全廠SIS系統。該系統不僅實現了全廠對兩臺機組主、輔控制系統生產數據的實時監視，承擔著兩臺機組主控及輔控全部生產數據的存儲和轉發，以及過程監視、過程曲線、數據一覽、歷史回放、性能計算、報表統計、超限統計與可靠性管理等應用功能軟件，為電廠運行分析和設備檢修提供了生產管理層面的統計和分析數據，同時也承擔著廠內為績效系統、計劃統計系統、可靠性系統等和廠外為省調度處、自動化處、環保廳、大唐國際及大唐集團的實時數據傳輸提供數據源和平臺支持的功能。廠級監控信息系統（SIS）配置如圖1所示。

3 廠級監控信息系統（SIS）運行性能分析

山西大唐國際臨汾熱電有限責任公司配置的廠級監控信息系統（SIS），自機組投產以來隨著機組改造，SIS系統數據量逐年增加，加上廠內績效系統、可靠性系統、計劃統計系統以及電網、環保、大唐國際及集團公司等相關系統的上線，均需要從SIS系統提供數據源，造成SIS系統鏡像服務器頻繁出現運行負荷率較高、運行緩慢及死機等故障問題，影響上層各級系統的數據分析和統計。該系統作為底層數據源，其運行的正常與否，直接影響著上層各系統數據的準確性。由于長期運行，目前設備老化、性能下降、故障率較高，已無法適應信息量巨大的現狀，需要進行廠級監控信息系統（SIS）運行性能整體優化。

具體問題如下：

1）鏡像服務器長期運行，造成硬件老化、性能下降，加上數據量及功能要求逐年增加，運行負荷率較高，頻繁出現運行緩慢及死機等故障問題。

2）鏡像服務器網絡結構為單服務器的形式，一旦服務器故障，所有與其關聯的系統數據均會異常，影響機組及廠級相關生產指標計算。

3）鏡像服務器既承擔著數據庫功能[3]，又承擔著相關分析處理功能（過程監視、過程曲線、數據一覽、歷史回放、性能計算、報表統計、超限統計以及可靠性管理等應用功能軟件），負荷率過高。

4 廠級監控信息系統（SIS）運行性能優化

4.1 優化范圍

1）鏡像服務器冗余改造。 SIS系統需要具有24h不間斷運行的能力，而實時數據庫服務器是整個系統的核心。因此，鏡像數據庫服務器應具有較大的存儲容量和先進的數據壓縮方式，用于存儲所有生產過程的實時數據和本系統對這些數據的計算、分析結果，使全廠的運行管理和經營管理建立在統一的生產實時過程數據基礎上[2]。

鏡像數據庫服務器采用兩臺高性能IBM System X3850服務器與一臺IBM DS3512存儲磁盤陣列構成核心數據庫集群系統，實現兩臺鏡像服務器的“冗余”和“熱備”。

2）數據庫與應用程序分離改造。鏡像服務器僅保留數據庫功能，其他相關分析處理功能全部移植到應用服務器（原鏡像服務器利舊），實現所有現有應用功能的全部正常使用。

3）結合近年來的改造情況，對現有數據庫及系統進行一次徹底完善。

4）對現有SIS系統軟、硬件系統進行全面保養、維護。

5）對全廠信息系統包括SIS和MIS統一規劃實施，使用廠方要求的專用系統設備編碼、數據源定義、應用軟件功能、信息處理流程等規約標準化，避免交叉重復，減少資源浪費；合理劃分網絡層次、結構和信息流向，各子系統及子系統內部的數據庫共享，盡可能減少數據的冗余浪費[2]；考慮實時信息的特殊要求，充分考慮系統接口和容量，滿足機組擴建以及擴展其他應用的需求。

4.2 優化方案

1）在充分滿足SIS系統各項功能、指標的前提下，選用當前較為先進、性價比較高的IBM X3850系列數據中心型服務器，對原SIS核心服務器進行更替。該服務器已有滿足30萬點實時數據處理能力的應用實例，且經測算10萬點數據庫CPU占用率20%～25%，可滿足本廠的實際需要。

圖2 優化后SIS系統配置圖Fig.2 Optimized SIS system configuration chart

2）使用兩臺IBM X 3850服務器，利用“心跳線”連接技術，完成服務器間控制指令和備份數據的高速交互，從而實現兩臺核心服務器間“熱備”運行的冗余方式。同時，為了提高數據存儲速率，以及數據存儲的安全性，在采用服務器集群管理的模式下，增加一臺IBM DS3512磁盤陣列，由兩臺核心服務器共同來管理。這樣，當某一臺服務器出現故障后，另一臺服務器可以自動“無縫”接管數據資源，從而保證數據的唯一性和連續性。

3）把SIS服務器的數據庫功能和其他應用處理功能分開，SIS鏡像服務器僅保留實時和歷史數據的存儲和轉發功能，把替換下來的原IBM X3650服務器作為應用服務器，其他相關分析處理功能（過程監視、過程曲線、數據一覽、歷史回放、性能計算、報表統計、超限統計以及可靠性管理等應用功能軟件）均移植到該服務器，兩個服務器之間相互聯系又獨立，應用服務器故障不影響數據服務器及其他上層系統的正常運行和數據交換。

4.3 成果展示

經過廠級監控信息系統（SIS）運行性能整體優化工作，極大提高了SIS服務器的設備性能及運行的安全穩定性，利用鏡像雙機冗余配置有效保證與其關聯上層各個系統的數據連續性和有效性，同時通過SIS鏡像服務器應用功能分離，有效減小了SIS鏡像各服務器的負載任務，有效確保了各服務器穩定、高效率、低負載運行。優化后SIS系統配置圖如圖2所示。

5 總結

通過廠級監控信息系統（SIS）運行性能整體優化，有效提高了SIS系統的穩定性、可靠性，為廠內機組的性能計算、廠級經濟性分析、廠級負荷分配以及機組的經濟運行提供了可靠的運行數據，同時為廠內績效系統、可靠性系統、計劃統計系統以及電網、環保、大唐國際及集團公司等相關系統提供了可靠的、連續的機組運行數據。在以后的工作中仍需要進一步分析優化后廠級監控信息系統（SIS）運行性能，針對不足之處進行進一步優化提升，不斷推進廠級監控信息系統（SIS）運行性能優化工作。