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   【導讀：在電廠運營中，不僅需要提高電廠內部的管理水平，加強計劃、經營、生產、財務等各個專業(yè)的管理，真正做到“精細”化，而且還要努力提高市場運作的響應速度和準確度，降低生產成本和管理成本，為電廠贏得最大的“利潤”。而要實現這些目標，就需要徹底消除“自動孤島”現象，使電廠的信息化實現真正意義上的管控一體化?！?/span>

　在數字化電廠中，每一層數據都有相應的管理工具和信息化產品來完成數據的管理和挖掘

　　發(fā)電廠是資產密集、技術密集、數據量大、產品即產即銷的特殊企業(yè)。如何管理好這種特殊性質的企業(yè)，許多權威專家形成了以下共識：電廠要順利完成每年度制訂的各項經營生產任務，要追求最大的利潤目標，需要按照計劃預算管理為龍頭、安全生產和設備管理為基礎、財務資金管理為核心的思路，開展各項工作。

　　目前，發(fā)電廠的管理層要求進一步從生產過程自動化和管理現代化中獲取投資效益，使基建投資少，生產運行效率高，故障損失少，運行及檢修等管理費用低，上網電量盡可能多，上網電價盡可能高。但這一切需要借助于大量及時準確的信息作為決策依據。

　　數據信息

　　電廠要完成每年制訂的計劃利潤，就要保證整個生產過程的正常運行，而因此產生的數據與整個運行過程密切相關。電廠數據根據其采集手段的不同大體上可分為三大類：過程控制級數據、廠級監(jiān)控層數據和管理信息層數據。

　　過程控制級數據是發(fā)電廠機組（車間）級的實時數據，采集方式取決于各廠所建立的控制系統，通常為自動采集，因此具有數據真實、采集量大、采樣頻率高等特點。此類數據目前在國內還只是用來指導現場生產，還沒有進一步通過細致分析用來為管理者輔助決策作參考。

　　廠級監(jiān)控層數據是電廠級的實時數據，比過程控制級數據的范圍要大。其采集方式也為自動采集，同樣具有數據準確及時、數據量大、數據刷新頻率高等特點。目前，在使用SIS系統的電廠中，大多SIS系統只是用于數據采集和歷史數據的存儲，在電廠生產管理優(yōu)化，以及經營管理中，如發(fā)電成本分析、競價上網的報價參考等方面還未予以利用。

　　管理信息層數據是電廠級的管理數據，采集手段還主要依賴于人工錄入，而基礎數據的組織又與電廠管理的深度和細度密切相關，因此其準確性、數據量大小、更新頻率在不同電廠之間存在著差異。由于種種原因，目前管理信息層數據與廠級監(jiān)控層及過程控制級數據基本上是完全割裂開的,這種情況對信息化產品的應用效率影響很大。

　　以上三層數據構成了一個數字化電廠的數據架構，每一層數據都有相應的管理工具和信息化產品來完成數據的管理和挖掘?？七h公司在長期的自動化產品設計、制造和調試過程中，積累了大量的第一手資料，深化了對電廠信息化的認識，并積極參與了電廠信息化的建設。通過多年的努力，科遠公司已形成了一套完整的管控產品鏈，包括DCS、SIS、仿真系統和MIS。

　　科遠管控一體化解決方案是從電廠的生產和經營目標出發(fā)，為電廠的管理業(yè)務和運轉流程提供信息化支撐的系統集合。它綜合了電廠的過程控制、廠級監(jiān)控、管理信息數據，將人、財、物有機組織成有序互動的整體，以計劃、實現、檢查和調整的廣義閉環(huán)思想使整個組織具有自我優(yōu)化的能力，為實現組織目標的最大化服務。

   圖1 管控一體化系統不僅要求實時數據與管理信息融合，而且要求管理優(yōu)化過程與控制優(yōu)化過程融合

　　功能結構

　　科遠管控一體化解決方案管理全廠的過程控制級數據、廠級監(jiān)控層數據和管理信息層數據。從數據的來源和特性上，我們可以很清晰地將三層數據分解成四個產品范疇，即控制系統（DCS）、廠級監(jiān)控信息系統（SIS）、仿真系統、管理信息系統（MIS）。DCS完成的是生產流程的實時監(jiān)控，SIS完成的是廠級實時管理和優(yōu)化，仿真完成的是人員培訓和故障分析，MIS完成的是管理業(yè)務的信息流轉和流程優(yōu)化。

　　從功能上來分析，對于完成電廠生產和經營目標而言，DCS、SIS、仿真和MIS都只是一個模塊，而不是一個系統，因為在很多情況下這些模塊只能為總體目標的實現提供部份方法和數據上的支持，而不能提供一個面向問題的解決方案。常規(guī)管控一體化的定義就是管理與控制的一體化，將生產現場的各種實時數據與管理信息相融合，為企業(yè)全面實現信息化奠定數據基礎。但是，僅僅有了數據基礎，并不是完全意義上的管控一體化系統，管控一體化系統不僅要求實時數據與管理信息融合，而且要求管理優(yōu)化過程與控制優(yōu)化過程融合。

　　三層數據結構及相關的信息化產品只是構成了管控一體化系統的橫向架構，為了發(fā)揮更大的作用，在橫向架構基礎上，還需要數據和功能融合的縱向架構。在縱向架構中，三層數據的互連是基礎功能，而以完成生產和經營目標為核心的管理流程和生產控制的優(yōu)化，才是管控一體化系統縱向架構的主干。

　　因此，針對基建投資少、生產運行效率高、故障損失少、運行和檢修等管理費用低、上網電量盡可能多、上網電價盡可能高等目標的管理流程和生產控制優(yōu)化解決方案，就成了科遠火電廠管控一體化解決方案區(qū)別于一般信息化產品的主要特征。至于DCS、SIS、仿真和MIS則是在解決這些問題過程中使用到的信息化模塊，而計算機網絡、數據安全和隔離技術、模型仿真技術、實時數據庫、工作流技術、管理業(yè)務開發(fā)平臺等技術在管控一體化解決方案中，才是這些信息化軟件產品的技術支撐。真正影響到管控一體化解決方案的總體結構和布局的核心技術，是火電廠生產管理和經營管理的業(yè)務知識和優(yōu)化技術。按照這樣的原則，科遠火電廠管控一體化系統從縱向上分解為四個方面，即生產管理、資產管理、經營管理和行政管理。

　　生產管理以生產運行效率高、故障損失少、運行和檢修管理費用低為目標。生產管理包括運行管理、運行優(yōu)化、運行評價、安全管理、培訓管理等功能，涵蓋了SIS、仿真機、MIS的生產相關功能范疇，將各個層面的數據和功能按生產管理的要求進行匯總和連接，形成一套綜合的動態(tài)管理系統。

　　資產管理是在資產密集型企業(yè)中，圍繞資產從設計采購、安裝調試、運行管理到轉讓報廢的全生命周期，運用現代信息技術提高資產的運行可靠性與使用價值，降低維護與維修成本，提升企業(yè)管理水平與人員素養(yǎng)，加強資產密集型企業(yè)核心競爭力的一套系統。資產管理包括MIS中的設備管理、檢修管理、物資管理的功能，并與SIS中的設備相關實時數據相連接。資產管理在目前的裝備技術條件下，能夠大大提高火電廠設備的利用價值。

　　經營管理以綜合計劃管理為主線，以全面預算和成本管理為核心，提高實時成本計算速度，滿足商業(yè)化運營管理需求。通過對實時生產成本的運算，使報價更加準確和及時，以達到降低成本，提高收益的目的。經營管理包括計劃管理、燃料管理、成本管理等，并與生產管理中的運行優(yōu)化和資產管理中的物資管理密切相關。

　　行政管理主要是辦公自動化層面的概念，通過有效的資源共享和信息交流及發(fā)布，達到提高個人工作效率、降低勞動強度、減少重復勞動的目的。它強調協同工作和知識共享，統一管理整個信息化過程的人機互動，為電廠經營管理目標提供支持。

　　這四部分功能，也不是平行并列的關系。生產管理和資產管理是電廠的兩個業(yè)務主干；經營管理是電廠所有工作的主線，生產管理和資產管理從經營管理中取得目標和要求，向經營管理提供業(yè)績指標的參數；而行政管理為所有的信息化功能提供協同和知識平臺，是所有人員與信息化系統的交互接口。

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　　圖2 在管控一體化層面，起決定意義的不再是單純的IT技術或者單學科的優(yōu)化技術，而是面向問題的解決方案

　　技術整合特性

　　按功能命名的科遠管控一體化解決方案和功能子項，是以其在火電廠實際生產經營活動中所起的作用劃分的，是面向問題的解決方案。為了解決問題，科遠管控一體化解決方案可以綜合運用DCS、SIS、仿真和MIS的各種數據和方法，并將其有機整合在一起。

　　如運行考核功能，其基礎數據是由實時數據庫從DCS獲取的，在SIS層面進行數據的處理和綜合，得出安全和經濟指標。將這些指標與MIS層面的運行管理相結合，可以得出對各班組運行人員的安全經濟考核結果。將這些結果與MIS層面的人事管理相結合，可以向績效考核提供關鍵業(yè)績指標（KPI）。如事故回放功能，其基礎數據也是由實時數據庫從DCS獲取的；與仿真層面的虛擬DCS相結合，能夠將真實機組上發(fā)生的故障在虛擬DCS上進行回放，以便于事故分析。

　　由此可見，科遠管控一體化解決方案是技術整合的產物，在互通互連的全廠數據平臺上，將各個層面的數據和功能進行重組，以滿足生產經營管理的需要。相對于單純的信息化產品，這是一個重要進步。在管控一體化層面，起決定意義的不再是單純的IT技術或者單學科的優(yōu)化技術，而是面向問題的解決方案。該解決方案能夠綜合運用各種數據和方法，因此技術整合是科遠管控一體化解決方案的一個重要特性。

　　閉環(huán)特性

　　開環(huán)和閉環(huán)是控制系統的術語。對于DCS的聯鎖保護功能，執(zhí)行器按照確定的條件進行動作，動作后對被控對象產生的影響不再引入控制回路，因此稱為開環(huán)。對于調節(jié)系統而言，執(zhí)行器按照設定值和測量值的偏差進行動作，動作后對被控對象產生的影響通過測量元件反映到測量值中，因此稱為閉環(huán)。其實從廣義上來說，絕對的開環(huán)系統是不存在的。以控制系統的開環(huán)邏輯設計為例，設計中的一個重要過程，就是分析執(zhí)行器動作對被控對象的影響，也就是常說的工藝系統分析。合理的設計必須保證執(zhí)行器動作后，對被控對象產生確定的影響。如果將人為的分析過程考慮在內，控制系統的開環(huán)邏輯也是具有廣義閉環(huán)特性的。

　　電廠信息化產品中，也有很多這樣的例子。例如SIS，它的輸入來自DCS，在很多情況下輸出僅是運行結果的顯示，而這些結果準確不準確？對電廠的技術管理人員有沒有用？他們看不看這些結果？就不得而知了。所以很多人認為SIS是“開環(huán)”系統。 而“開環(huán)”還是“閉環(huán)”并不是產品本身固有的特性，特別是從廣義上來說，將人的因素考慮在內，所有的系統都可以設計成“閉環(huán)”。而且從目前的實際情況來看，也必須要設計成“閉環(huán)”。因為設計一個可看可不看的產品，無論其技術水準有多高，都很有可能淪為一個可有可無的擺設，更何況產品必須要通過實踐的驗證才能逐步成熟完善。一個不太完善的產品，得出一個不一定正確的結論，用戶用懷疑的眼光不定期地看一看，這樣的情況會極大傷害用戶，使產品處于一個非常尷尬的困境。

　　因此，科遠管控一體化解決方案以廣義閉環(huán)的思路進行產品設計，并根據數據和功能的不同，分為三個層次的閉環(huán)特性?？刂茖娱]環(huán)，這與傳統控制系統閉環(huán)功能完全一樣，只是由于DCS的功能和安全性的限制，將一部分優(yōu)化功能放在了廠級監(jiān)控層。通過從廠級監(jiān)控層返回控制層的安全數據回路，將這部分功能形成閉環(huán)回路。廠級監(jiān)控層的閉環(huán)，對于全廠級的控制和效率優(yōu)化也通過從廠級監(jiān)控層返回控制層的安全數據回路，形成廠級的閉環(huán)回路。管理層閉環(huán)，對于一些評測型的功能，如性能計算、安全指導，則通過提取關鍵業(yè)績指標和統計結果，向技術管理人員提供評價依據，再通過技術管理人員對運行人員的管理行為，對運行人員的運行操作施加影響，也形成了閉環(huán)回路。

　　例如，性能計算和耗差分析功能，其主要表現形式就是對運行人員的參考。如果功能僅限于此，運行人員愿意看就看一看，不愿意看就不看，好象有點準，又好象不太準。時間一長，此功能起的作用將非常有限，而且也會失去不斷改進提高的機會。因此，將性能計算和耗差分析的結果作為運行考核系統的基礎數據，再通過管理人員和運行人員的互動，形成廣義閉環(huán)。

　　這樣的設計，大大提高了運行人員對性能計算和耗差分析功能的關注，這種關注促進了性能計算和耗差分析功能的不斷改進。如設備狀態(tài)監(jiān)測功能通過對實時數據的分析處理，對設備的工作狀態(tài)提出參考性意見。將這個參考性意見與設備管理系統相連接，得出設備檢修狀況和設備狀態(tài)監(jiān)測結果之間的統計關系，那么就會對設備管理人員提供非常有用的幫助，指導檢修和運行。