1厂级监控信息系统的提出
为实现全厂实时、安全管理，就需要一套能综合机组、辅助车间有关实时信息并对各机组、辅助系统的运行提供基于优化分析或计算的在线的运行指导或控制的计算机系统，该系统即为厂级监控信息系统SIS（SupervisoryInformat*temofplant）。
厂级监控信息系统（SIS）与管理信息系统（MIS）组成厂级自动化系统。
目前我国电厂的全厂监控自动化水平、厂级值班人员（值长）对各台机组的监视、指挥方式并未随单元机组控制水平的提高得到同步发展，国内多数电厂的运行监控方式仍停留在机组级和车间级自动化阶段。电力生产从安全管理到安全、经济并重的管理方式的转变，就促进了相关技术的发展。随着计算机技术的发展，近来一些控制系统厂家已将其DCS由原来的机组级发展为全厂级，即在DCS上扩展建立厂级通讯网络，为提高全厂的监控水平，满足高层次的生产管理需要创造了条件。
技术与管理是互相影响与促进的。DCS进入单元机组控制，引起了机组运行体制的变化，可以预见，建立厂级监控信息系统，也将促使电厂运行监控模式的变化。
2建立厂级监控信息系统的优点
（1）由于采用了计算机与通讯网络技术，使全厂各生产部门的实时信息即时上网传送，全厂共享。全厂运行总值班可全面了解情况，平时保持全厂的安全经济运行，一旦出现异常状态或事故，能及时做出分析决策，统一指挥有关部门迅速处理。
（2）全厂计算机监控网络总体设计，使系统合理配置，避免重复设置，节约投资及工程量。
（3）可使全厂计算机系统的硬件接口、通信规约规范化，有利于系统应用软件开发。
（4）可改变电网总调对电厂负荷控制方式，总调不再直接控制机组，而改为对全厂监控系统发出负荷指令，由后者对各台机组分配负荷，有利于电厂的经济运行，也有利于实行厂网分开、竞价上网的商业化运行方式的实现。
（5）为各种电厂运行、管理优化软件包的应用提供运行平台。
3厂级监控信息系统功能
厂级监控信息系统是全厂的实时监控和信息管理的中心，通过将各个控制系统联成一体的通信网络，能zui有效地提高电厂的安全及经济管理。
厂级监控信息系统应有如下主要功能：
（1）全厂各生产系统实时信息显示。
该功能以画面、曲线、棒状图等形式，显示锅炉、汽机、发电机及其辅机，以及输煤、除灰渣、化水等辅助生产系统的设计运行状态、参数、系统图，为厂级生产管理人员提供实时信息。
（2）生产报表生成
该功能记录生产过程的主要数据，生成各职能部门需要的全厂各类生产、经济指标统计报表。
（3）生产设备故障诊断、预测和缺陷管理
该功能通过对设备的监测，如锅炉寿命、汽机寿命及管道金属疲劳的计算和分析，汽机及辅机的振动故障分析等，掌握设备的健康状况，预测哪些设备需要进行维护，并对发生故障的设备发出消缺指令。
（4）厂级性能优化计算、分析和操作指导
该功能以获得*发电成本为目标，对机组及其主要辅机的当前效率与理想（优化）效率进行计算机比较，给出每项偏差造成的费用损失，并指导该采取何种运行或维护措施，以提高机组效率。
与目前DCS中所配的机组性能计算功能zui大的不同在于：现在的计算仅给出计算结果，不具偏差分析和指导运行功能，而SIS具有的厂级性能优化计算、分析和操作指导功能将提供多种供生产管理人员分析、管理生产过程的手段和工具。
（5）求得全厂zui大的经济效益
该功能根据总调来的预测负荷曲线，结合机组负荷响应性能（机组煤耗的微增率），求得使热耗率及可控损耗zui低条件下，向电网提供所需负荷量时各机组的负荷*分配，以获取全厂zui大的经济效益。
4厂级监控信息系统（SIS）与全厂各控制系统的关系
厂级监控信息系统对全厂的生产设备（单元机组、辅助车间、配电网络）的运行全面实施监控，总览各生产设备的运行工况、参数及设备状态；从电厂指挥的高度进行生产监视、分析判断并做出决策。
为此，厂级监控信息系统应位于各部门生产设备控制系统之上，其与全厂各控制系统的关系描述如下：
（1）单元机组DCS：厂级监控信息系统需集中各单元机组的参数及设备状态信息，分析、判断机组的工况，做出决策，指挥机组运行。厂级监控信息系统应有全厂的负荷管理功能，通过远动通信接口接受电网总调的负荷指令，根据本厂各台机组的状态进行负荷*分配，向各单元机组发出给定负荷，以求得*的经济效益。
厂级监控信息系统（SIS）要与DCS进行双向通讯，DCS将机组的信息送给SIS，同时SIS将基于这些信息的分析结果传给DCS并在操作员CRT上显示。
（2）电气网络控制系统：管理厂内输变电线路，厂级监控信息系统需集中其有关信息。该系统与SIS为单向通信，将厂内输变电线路的信息送给SIS。
（3）输煤控制系统：厂级监控信息系统仅需对其进行监控，集中其主要的参数及设备状态。该系统与SIS为单向通信，将主要的参数及设备状态的信息送给SIS。
（4）燃油控制系统：较简单，规模小，但对单元机组运行有实时性影响，监视与操作少。当现场不设就地的控制室，且由DCS实现监控时，燃油系统主要的参数及设备状态就单方向地由DCS送给SIS。
（5）化学补给水控制系统：由于管理的专业特点，单元机组的凝结水精处理系统、水汽取样分析装置、化学加药装置的实时参数与设备状态信息皆集中到化学补给水控制点，可由此单方向地转送厂级监控信息系统。
（6）除灰渣控制系统：主要参数与设备状态送厂级监控信息系统。
（7）压缩空气站、制氢站控制系统：设备少且工艺过程较简单，操作少，当现场不设就地的控制声，而由DCS实现监视控制时，系统主要的参数及设备状态就单方向地由DCS送给SIS。
以上分析是基于不设全厂辅助系统监控网络或公用系统DCS。当设立全厂辅助系统监控网络或公用系统DCS时，SIS要与其进行通信并获取有关的信息。厂级监控系统与各生产部门关系见图1。
5厂级监控信息系统应用情况
5．1厂级监控信息系统的开发
厂级监控信息系统是电厂自动化系统中的一个崭新领域。SIS之所以被作为一项重要的应用项目提出来，除了需求的因素外，还在于它的技术基础计算机技术的发展和电厂DCS应用的日益成熟。从目前情况看，已有一些国外的DCS生产厂商开发了类似于SIS的系统，并开发了一些优化软件包，但是应用的业绩不多。
西门子公司基于电厂的、经济管理要求，提出了一整套解决方案。建立厂级计算机网络，在次网络上设不同服务器和PC机，完成实时和非实时的管理任务。用于非实时管理的系统称之为BFS++；用于实时管理的系统包括在Sienegy（SiemensEnegy）中。Sienegy用于火电厂的软件包主要有：
（1）SienegyNBRNewunitcontrol：解决本生炉蓄热少，在负荷扰动时经常跳机问题。
（2）SienegyVFRLoadmargincomputer：解决机组快速启动与热应力的矛盾。
（3）SienegyKOSCondensatethrottling：与VFR软件包一起使用。机组在参与调峰、调负荷的过程中，利用除氧器水箱的蓄能，减少汽机调门参与调节所需的节流，即减少节流损失，提高机组效率。
（4）SuebegySR2Optimizationfortotalenergyplant：计算实际运行工况与理想（优化）运行工况之间的偏差，并确定运行设备的薄弱环节；以交通灯的颜色，向运行人员指示电厂何处需要采取操作或维修措施，以提率；显示各偏差、效率，以及造成的小时损失；提出优化自动吹扫要求。
（5）SienegySR4Unitanalysis／unitoptimization：通过计算汽水循环热动态模型，为运行人员提供整个工艺的热动态模型，为运行人员提供整个工艺的热动态情况与理想情况的比较，提供两者的偏差，在此基础上提出导致偏差的原因，提供维修的建议。
ABB公司开发了在线的电厂效率软件包Optimax，该软件包主要有：基于于电厂的数据库的故障诊断、设备评估的专家系统（MODl）和用于优化锅炉吹灰的软件包（BoilerCleanliness）。
5．2厂级监控信息系统的应用
5．2．1SIS硬件配置应考虑的原则及软件包设置方案
（1）由于SIS是全厂实时监控和信息管理的中心，其安全性应放在*，建在SIS中的实时数据库容量要足够大，同时还应冗余配置。除了对安全有较高的要求外，对其与其它系统通信接口也要有较高的要求。由于SIS与DCS之间有大量的信息交换，为解决好接口问题，对于新建项目，DCS和SIS均由DCS厂家提供为宜。
（2）全厂自动化网络应分三个层次：zui下层是实时控制层，包括各单元机组的实时控制网络和辅助车间的控制网络；第二层是全厂实时监控和信息管理层，负责机组和电厂的优化运行和管理，对象是值长、生技部门各专业专工和总工等；zui上层是经营管理层，负责电厂经营和行政管理，对象是厂长、财务人员、各种职能部门人员等。
优化软件包在内容上应区分SIS或DCS应用范围，但也不排除在不影响实时性的基础上运算软件包的计算机系统允许多台机组（设备）参数同时运行，为节省投资，若干台机组共用。如本特利公司提供的汽机振动故障分析系统，美国以kY公司提供的在线性能计算系统（OPM）等，均可若干台机组共用。
优化软件包总的设置原则是：机组的实时优化控制软件一般安装在DCS的服务器或控制器上，每台机组一套；优化管理软件包包括能量管理、性能计算、优化分析、设备管理软件，应安装在实时监控和信息管理层；而人事、财务、采购和办公自动化等软件安装在经营管理层。实时监控和信息管理层、经营管理层的软件包全厂只设一套。
（3）SIS在国内的应用才刚刚起步，对该系统重要性、必要性的认识还未*统一，有很多技术问题还待应用期间解决。
（4）在华东院设计的引进项目外高桥电厂二期工程中，拟设全厂实时监控和信息管理系统SIS。该工程将建两台900MW超监界机组，除机组DCS外，还将设公用系统DCS。
全厂自动化网络系统见图2。
该网络是将整个电厂的自动化系统统筹考虑，网络的信息基础是机组DCS、公用系统DCS、升压站监控系统及输煤控制系统、电量计量系统、电网调度系统等。为保证实时系统的安全性，电网调度系统来的负荷曲线指令是单方向的数据通信，SIS与同步招标的MIS也采用单方向的数据通信，将机组实时参数、主辅机的状态、用于计算上网电价的煤耗等信号送给MIS。
DCS侧网调负荷指令可以直接调机组，也可能调度到厂级，通过SIS的*负荷分配再到每台机组，运行人员可以根据要求进行切换选择。厂级调度可以是直接的指令信号（从升压站监控系统硬接线传到SIS），也可以是96点／天曲线通过通信方式到SIS。从SIS到机组DCS的负荷指令采用硬接线。
SIS、MIS将放在ILC岛中一起招标。SIS的功能主要有：
（1）通过与机组和公用DCS、升压站监控系统的双向通信收集用于实时管理的信息，并向MIS提供机组实时信息。SIS的功能主要包括：全厂时数据库的管理；机组在线性能计算和监视系统；电厂负荷经济分配系统等。
（2）在线性能计算和监视系统的主要目的，是通过收集和分析有用的、实时的运行数据，实现对电厂运行条件的优化，以增进电厂的性能和经济性，并包括电厂高可靠性的、*的预测和预防性维护程序。SIS系统计算结果应能通过与DCS的通信，在所有DCS的操作员站CRT上显示并能被查阅。操作人员就能够在SIS的终端上调看DCS或升压站监控系统的所有画面和参数
（3）电厂负荷经济分配系统与升压站监控系统接口，通过对机组及其它有关系统的经济分析，实现全厂的*负荷分配。电厂负荷经济分配系统如需要MIS的有关信息，这些信号应通过硬接线或使用独立的通信设备将这些信息从MIS送入SIS为实现全厂的*负荷分配功能，SIS与MCS的接口信号应包括：
1）负荷指令（应有三副模拟量信号，三取中。从升压站监控系统到SIS的模拟量输入信号）
2）全厂总负荷和每台机组负荷（从SIS到升压站监控系统的模拟量输出信号）
3）全厂负荷上限（从SIS到升压站监控系统的模拟量输出信号）
4）全厂负荷下限（从SIS到升压站监控系统的模拟量输出信号）
5）调节方式（手动、96点负荷曲线方式、AGC）（从SIS到升压站监控系统的开关量输出信号）
6）Runback（从SIS到升压站监控系统的开关量输出信号）
7）MFT（从SIS到升压站监控系统的开关量输出信号）
8）调频或调峰模式（从升压站监控系统到SIS的开关量输入信号）
9）就地调节系统故障（从SIS到升压站监控系统的开关量输出信号）
10）负荷分配系统到每台机组的负荷命令（从SIS到MCS的模拟量和脉冲量输出信号）
11）每台机组的功率（从MCS到SIS的模拟量输入信号）
12）AGC手动或自动状态（从MCS到SIS的开关量输出信号）
13）闭锁增（从MCS到SIS的开关量输入信号）
14）闭锁减（从MCS到SIS的开关量输入信号）
15）Runback（从MCS到SIS的开关量输入信号）
16）MFT（从MCS到SIS的开关量输入信号）
17）每台机组的煤量（从MCS到SIS的两副模拟量输入信号）
18）每台机组的电耗（从MCS到SIS的两副模拟量输入信号）
19）每台磨煤机运行状态（从MCS到SIS的开关量输入信号）
20）MCS接受SIS负荷指令的允许信号（从MCS到SIS的开关量输入信号）
21）负荷分配系统故障（从SIS到MCS的开关量输出信号）
22）向上调频（从SIS到MCS的两副开关量输出信号）
23）向下调频（从SIS到MCS的两副开关量输出信号）
（4）通过SIS的在线诊断功能来判断特殊问题的根源，可以充分发挥降低发电成本的潜能，也可以提出改进运行的建议。这些智能化的、*的软件的提供将为运行人员提供新的深入了解电厂性能参数和降低生产成本的方法。
外高桥电厂二期工程SIS设置总的目标是为集中运行管理、安全经济运行提供条件，是直接与运行相关的实时系统。而同步建设的MIS主要任务是提供设备检修管理、上网电价的计算及完成OA的功能。MIS需要实时信息但就其要完成的功能来说是非实时系统。
6结束语
建立厂级监控信息系统将有力地支持值长等厂级生产管理人员的生产管理，以提高运行的安全性与经济性。
由于这是一个崭新的领域，其系统功能、监控方式、管理范围等尚需在实践中不断总结经验，以逐步形成一个成熟模式。从国外开发、应用的经验看，还没有清晰完善的SIS定义，国外老电厂的改造往往偏重于增加专家系统，而新建机组应用不多。同时有些公司并不区分SIS和MIS，如西门子只设全厂的管理理信息网络，其上既有BFS++系统，也挂接运行Sienegy软件包的PC机，两者共享同一个电厂数据库。
用于电厂经济运行的专家系统，不能盲目引进。国外开发的专家系统，有些是结合某厂或某机组的产品，是该厂或该机组大量经验的积累，若要移置到国内机组上，就需做大量的工作。所以在引进类似的专家系统合理的做法是在对其充分了解的基础上，还要对外方完成的工作进行充分的论证，以避免不必要的浪费。
新建电厂均将设立全厂的MIS，但在厂级监控系统与MIS在功能上如何划分，如何互相构成一个全厂统一的监视控制管理信息系统，系统的安全性如何保证等问题上，有待进一步探讨。
