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1、IndustrialSQLServer系统在电厂SIS系统中的应用IndustrialSQLServer系统在电厂SIS系统中的应用xuzh导语:近几年来,为了适应中国经济的快速开展,电力行业进一步进步了全厂综合自动化程度,注重信息化的建立,十分是各地的火电厂纷纷提出合适自己工厂的厂级监控信息系统也就是如今所讲的SIS系统以进步消费效率,实现电厂治理信息系统与各种分散控制系统之间的数据交换。厂级实时监控信息系统以分散控制系统为根底,以经济运行和进步发电企业整体效益为目的,采用先进、适用、有效的专业计算方法,实现整个电厂范围内信息分享,厂级消费经过的实时信息监控和调度,同时又进步了机组运行的可靠
2、性。它为电厂治理层的决策提供真实、可靠的实时运行数据,为市场运作下的企业提供科学、准确的经济性指标。但是SIS系统的开发往往不仅需要有一定的计算机知识,还需要理解自动化常识以及对电厂实时消费经过治理有比拟深入的理解。假如单纯依靠软件开发人员开发,那么很难完成如此艰巨而又责任重大的任务,即使完成了也已经消耗了大量的人力和时间。目前电厂SIS系统主要实现的功能有:1监视、指导机组的运行2降低发电企业的火电煤耗3主机和主要辅机故障诊断4科学分配机组负荷5降低本钱、进步效益6管控一体化针对目前各个电厂消费治理的目的以及火电厂运行期间的各个特点,我们推出了一系列的解决方案,其主要核心是实时数据库。固然目
3、前市面上有很多关系数据库,但是均不能知足电厂的需求,我们需要建立一个实时历史数据库并具有如下特点:为消费和治理获取所有的相关信息,可以生成过去和如今的所有操纵情况画面,以足够的信息供用户以不同的视角在统一的数据仓库访问一样的信息,获得不同的应用。目前电厂需要查看的数据大于有两三万点。在线存储多年的工艺数据,即以用户或者应用的要求,包括毫秒级的数据存储历史数据,以利于工艺和设备的运行状况分析。电厂需要分析的数据跨度大概需要两年或者更多。以数据的原型存贮,即数据的收集与存贮保持原有的采样间隔和采样精度而不必考虑将来怎样用,但这需要占用大量的磁盘空间,采用先进的压缩技术和保持原有精度的复原技术是可取
4、的。数据只存贮一次,以数据的根本形式存贮,并可对数据进展任何格式的计算和归纳处理。支持经过优化、先进控制、专家系统和其它复杂计算功能,以知足不同用户或者应用程序的要求。数据库是一个全厂范围内的统一数据平台,是用来在不同厂商的产品间传送信息。因此,必须具有开放性,例如采用分布构造的计算机环境,ClientServer构造,可在多种系统配置下运行,在客户端产品底层采用Windows技术和Windows化的界面,有丰富的贸易化数据处理工具,对不同的DCS、PLC、工控机等厂商产品有丰富的接口经历。数据收集和存储的可靠性。采用分布式构造进展数据收集和存储,接口能支持网络节点之间的容错技术,当发生故障时
5、仍可继续收集网络节点式接口设备的数据,采用分布式数据存贮数据暂时保存在该节点上,保证数据在节点上的故障数据不丧失。由于实时历史数据库收集的速度快,数据量大,精度要求高,并且带有时标,便于分析和生成报表,因此特别合适目前电厂的数据收集和分析,而常规的关系数据库那么在这些方面都相距甚远。鉴于以上的这些原因,市场上也出现了很多不同级别的实时/历史数据库,目前最经济且性价比最优的那么是美国Wonderware软件公司的IndustrialSQLServer以下简称为InSQL。InSQL是一套基于ClientServer构造的商品化软件应用平台。它是时间序列的数据库,最合适处理经过数据。她有六大特点:
6、1数据收集InSQL可以实现快速数据收集。而在电厂内是不是需要这样快速的数据收集呢?1分钟的数据,可以知足ASME标准与国标的有关性能分析,也能产生很多报告及表示某些主要流程状态。但是对于经过诊断而言,那么是缺乏的,有相当多的经过快于一分钟,对模拟量,根据Shannon采样定理,选择采样周期至少应是经过周期的1/2。事实上,工业上常用的是1/101/20。以炉膛负压为例,在对应的送引风机作用下,其经过一般为以4060秒为自然周期,考虑到实际经过中噪声与各次谐波的再现,实际采样周期不应高于2秒。对开关量经过,前一秒的因可能是后一秒的果,某泵的出口门关就会引发保护跳闸。电站中不管是电量保护还是非电
7、量保护,往往是多个原因触发唯一的结果跳闸,而且结果发生后会使原来的多个原因迅速发生变化。要对这样的经过进展追溯以查找因果,1分钟的采样周期显然是不能胜任的,可以以为越快越好。对当前的电厂,对于少量十分重要的顺序关系开关量,一般使用毫秒级的SOESequenceofevents系统进展记录,而对少量十分重要的模拟量,那么用专用的故障录波仪系统进展记录。但是多余的采样会使信号过于冗余,产生显示与分析障碍。对于实际的采样记录计算机设备,会造成资源的浪费与可靠性下降。InSQL提供毫秒级的数据收集,最快的数据收集速率为3毫秒,大大超出电厂的需要。电厂内有大量的DCS,而大多数DCS中的开关量的周期为0
8、.1秒,模拟量大约为500毫秒,很显然,超过这个限度是不明智的,所以当经过记录到达1秒时,应能知足96%的经过监视、追溯与诊断要求。2数据压缩有了毫秒级的数据收集,硬盘就成为数据存储的最大瓶颈,InSQL内有一个称之为Loss-Less的压缩算法来实现数据存放的问题。她的压缩率非常的高,可以到达90%以上,且是无损压缩,整个经过对用户完全透明。那么电厂的实时数据终究需要存放多久呢?我们以为最好能存2年或者更多,由于目前机组的检修周期一般是一年至一年半,工程师应能与去年同期或者修前的数据进展分析比拟。有了这样的一个压缩率,就有可能在硬盘上存储足够多的数据以便查询。3实时查询有了海量的存储,有了压
9、缩算法,我们还需要有一个便捷的查询手段。InSQL固然是一个实时数据库,但是她也兼顾关系型的优点。除了直接支持用标准的SQL语句查询数据,还对现有的SQL语言做了一定的扩展,提供了专用的关键字,用来实现返回等间隔的数据。查询的速度也非常的快,主要是由于InSQL天天都存储一个目录,所以在查询时的效率会进步。4事件系统固然InSQL提供快速的数据收集,也有相当优秀的数据压缩率,也支持实时查询,但是InSQL所能做的还不只是这些,她还内嵌了一个便捷的事件系统。一旦系统有故障产生,系统就会触发数据库中的事件,事件系统会根据不同的情况执行不同的动作。比方当天天早上八点钟时就计算昨天的产量和消耗,再比方
10、当某个开关量从0变为1时,系统就记录几个相关的模拟量值,做一个快照功能等等。利用事件用户可以方便的从数据库中直接获取需要的相关数据,简单的统计数据或者是提醒机制Email方式。只要配置事件系统就可以诊断状态和机组分析,到达事半功倍的效果。5内嵌MSSQLServerInSQL是一个实时数据库,但是她还兼有关系型数据库的特点,由于内嵌了一个MSSQLServer数据库。InSQL数据库把所有的配置信息,所有的事件信息等都存储在MSSQLServer数据库中。一旦需要访问数据的时候,用户可以直接访问MSSQLServer来获得数据,也可通过OLE-DB的方式访问InSQL数据库。从下列图中可以看出
11、InSQLServer和MSSQLServer之间的架构关系,也表达出InSQL是一个实时关系型数据的全新特性。两者缺一不可,相辅相成。有了内嵌的MSSQLServer,还可以和其他数据库实现连接,为用户编程提供了方便。6支持冗余InSQL支持冗余,并且提供多种不同的冗余方案。通过内部的IDASIndustrialSQLDataAcquisitionServer效劳实现。一种方式称为失效切换:当有一组数据源出现问题时,InSQL会自动找到备用数据源,并把所有测点全部切换到备用节点上去。另一种方法称为存储转寄:当现场只有一组数据源,而其中的网络又由于某种原因断开了,系统会在数据源上自动缓存数据,
12、当网络再次连通时,再把损失的数据传回InSQL数据库中,以保证数据库的完好性。对于有些十分的情况,整个系统需要有一定的备用余量,那么以上两种冗余方案那么都不能知足需要。用户还可以调用InSQL的存储经过来实现复杂的冗余,整个经过也相当的轻易,只要有一定数据常识的人员就可以完成。从整体上来讲InSQL的冗余还是考虑的相当细致和周到,为用户提供了很多的访问和切换的手段。InSQL不仅支持数据的冗余,还支持自身的冗余,两个InSQL之间也能通过软件配置到达数据库的同步,确实为用户提供了众多的方便。总体上来讲InSQL是一个相当优秀的实时关系型数据库软件,这不仅表达在性能上,在价格上也有一定的上风。对于25000点的数据库与20个客户端而言,InSQL只需花费其他软件的25%,而且接口友好,不仅支持OPC/Suitelink,ODBC,还支持MSSQL编程接口。下面针对电厂的详细情况,我们提出两个不同的系统架构。一是InSQL+InTouch的架构,这也是目前最为流行的架构;另一个是Application+InSQL的架构,这是Wonderware公司建立在ArchestrA工业平台上的全新架构,具有更多更灵敏的优点。