柴  景

（浙江省电力建设总公司，浙江宁波315010）

摘要：介绍了长兴电厂四期工程（2×300 MW）厂级监控信息系统（SIS）系统网络构架、存储网络系统（SAN）、数据库软件的功能，以及在实际应用中遇到的问题和解决方法。

关键词：实时数据库；网络存储；服务器；交换机

1 SIS 系统网络构架

SIS 网络是由网络核心交换机和子交换机构成。其中核心交换机采用两台具有冗余功能的CISCO 4003 交换机，子交换机采用CISCO2950 交换机，以双路100M 光纤分别联接至两台核心交换机；实时数据库服务器、值长站、各功能站和系统维护站则分别通过各自的两条100M 双绞线，同时连接到冗余配置的两台核心交换机。同时，DCS 电子设备间内的数据采集机也是采用100M 双绞线以双连接方式与子交换机相联，从而保证数据通讯的可靠性。

SIS 网络系统的网管系统选用CiscoWorks2000 网络管理系统，该网管系统基于微软的Windows 2000 Advanced Server 平台。

SIS 网络防火墙通过一台CISCOPIX －515 防火墙（专用硬件和软件组成）与MIS 系统互连，以确保两个系统之间的隔离与可靠的安全性。

2 SIS 系统配置

SIS 作为面向生产过程控制的信息管理系统，其服务器及存储子系统是整个SIS 系统的中心数据处理平台，具有十分重要的作用。它包括实时／历史数据库服务器、数据存储子系统、功能站、应用客户终端及其过程应用控制SIS 软件，可以完成负荷分配调度，厂级性能计算和分析、回路优化，并向电厂管理信息系统（MIS）提供过程数据和计算、分析结果，以满足电厂对生产过程的管理要求，确保机组安全、高效运行。

实时／历史数据库服务器选用两台CompaqProliant DL580R 机柜式服务器，具体配置为Pentium Ⅲ XeonTM 700MHz／1024 －KB CPU ，冗余网卡NC3134 512MB ECC 内存。利用冗余的两块服务器网卡，配置成双冗余捆绑结构直接与核心交换机相连，以保证数据通讯的可靠性。采用Windows 2000 Advanced Server 企业版集群软件和Compaq 冗余管理软件来实现无单点故障的双机容错系统，保证实时数据库应用在任一服务器、数据库、或环路的单点故障时，都可以为用户继续提供数据处理访问服务。

功能站、值长站及系统维护站选用CompaqD3110 ，具体配置为D311 P4 1．7G／40GB／128M／DDR／WinXP HOME（英文版）商用PC 机，并在功能站和值长站上分别配置了双网卡，构成双冗余捆绑结构直接与核心交换机联接，以保证数据传输的可靠性。在系统维护站，配置一套NORTON 网络服务器版的防病毒软件系统（ 英文版），其它各功能站和服务器则配置NORTON客户版，可自动从服务器端升级病毒码文件，以确保自身和网络的安全。

客户终端选用联想开天4600 型（P4 2G／256M DDR／40GB／WinXP）商用PC 机，布置在操作员台上，其它关键生产管理部门可通过MIS网络客户终端来实现SIS 应用软件的系统显示功能。

长兴四期工程SIS 系统数据存储系统选用Compaq 公司的基于SAN 区域存储体系结构的SAN／F200 集群存储体系结构，包括RA4100 光纤通道外置存储系统，FC －AL 双环结构（4 ×18．2GB 热插拔硬盘，最多可支持12 块硬盘）、SAN 交换机、冗余控制器等，实现了Windows 2000 Advanced Server 操作系统下的双冗余互为备份的高可靠性系统。COMPAQ F200体系结构中，服务器、存储通道、存储控制器、硬盘子系统等全部采用双冗余结构，COMPAQ SECUEPATH 控制软件的驱动下可实现自动故障隔离，不需要人工干预，当设备修复后也可自动返回到初始状态而无需人工干预。同样在Windows 2000 Advanced Server 管理下，数据库系统和应用软件系统也可实现透明切换。

数据备份系统选用Compaq 公司的TL891磁带机备份系统，可自动或手动备份SIS 网络中服务器和功能站内的数据，并且能自动形成档案号，自动更换磁带，当需要数据恢复时可自动实现完整的数据还原。

3 SIS 系统与其他控制系统的数据通讯接口

实时信息管理系统的主要作用是处理实时数据，通过从与过程直接相关的控制系统中采集过程数据来实现全厂生产过程数据在实时信息管理系统平台上的信息共享；通过与管理信息系统的接口，使实时信息系统的信息为整个电厂的全面管理提供服务。需要与SIS 系统接口的外部系统主要有：两台机组的分散控制系统（DCS）；水处理系统；煤处理系统；灰处理系统；电厂网控系统；管理信息系统（MIS）。

3．1 与DCS 的接口

在每台机组DCS 系统的INFI 环路上增加两个计算机接口单元ICI03 ，同时配置两台接口采集上位计算机（研华工控机IPC －610 P Ⅲ800／256M／20G ／2xNIC），分别通过SIS 电缆与ICI03 接口单元相连。这两台采集计算机通过100M 双网卡冗余接入SIS 网络采集交换机。在采集计算机上安装ABB DCS 的接口软件Sem AP1 和ABB 实时数据库系统的接口软件Symphony Infi90 Scanner 。通过正确配置接口软件的参数，可以使DCS 的数据高速、安全地进入SIS 实时数据库系统—PlantConnect。

3．2 与水、煤、灰及网控系统的接口

SIS 系统与水、煤、灰辅助系统的接口联接考虑到距离较远，采用的是光纤联接，并通过光纤转换器转换成双绞线，实现SIS 系统接口机与辅助控制系统网络的相连。实时数据库接口软件OPC Scanner 作为OPC Client 与PLC网络中的OPC Server 通过OPC 协议进行通讯，采集到的数据写入SIS 的实时数据库中。其中OPC 协议是基于微软的“对象的嵌入和联接”技术专门为过程控制开发的一种通信协议。

与电厂网控系统的联网同样也是在一台接口PC 机上安装OPC Scanner 接口软件，即可实现与网控系统的通讯。

3．3 与MIS 的接口

考虑到MIS 系统应用范围比较广，应用软件众多，人员繁杂，为使MIS 系统的操作不至于影响SIS 系统网络，SIS 网络与MIS 网络是通过CISCO PIX －515 防火墙联接，从而保障系统的安全。在软件方面，ABB 提供实时数据库软件PlantConnect，通过SQL 和OLE 开发接口将SIS 的实时和历史数据传输至MIS 数据库服务器中，供MIS 系统使用。

4 SIS 实时数据库软件

长兴四期工程SIS 系统中实时数据库软件采用ABB 公司的PlantConnect（简称PlaCo）。

4．1 数据库管理

PlaCo 针对不同的过程设备或不同的通讯协议提供相应的各种接口软件，接口在采集到数据之后，通过标准的网络传递到数据库中。PlaCo 的接口具有数据暂存能力。当网络出现故障，采集的数据不能到达PlaCo 的服务器时，接口软件可以以数据文件的形式在本地硬盘上暂存7 天的数据，一旦网络恢复正常，数据会自动传递进入数据库服务器。

PlaCo 的数据库管理功能包括了数据分类、存储、压缩、输出、远程诊断等方面。数据从接口读到服务器上时，先存在内存中，按照规定的时间存放到硬盘上。通过一种时间分配机制使服务器的掉电对数据丢失造成的损失达到最小。数据存储采用异样存储的方式，当变量的变化超过规定时，数据才被以数值方式记录，用这样的方法可以节省大量内存空间。

PlaCo 提供远程诊断功能。管理人员可通过浏览器远程监视数据库及其接口的运行状态，状态报告可以帮助管理人员轻易地分析故障原因，从而快速排除故障。

PlaCo 专有一个嵌入式的数据浏览工具软件，当需要过程数据时，可以方便地通过浏览软件在数据中选择所需要的数据。PlaCo 采用树状结构的管理方式，使画面、公式、趋势、报表一目了然，使用非常方便。

4．2 过程监视画面

PlaCo 具有一整套画面设计系统，包括画面图形设计，动态数据调用，画面的结构化管理和通过画面与其它系统服务器共享资料等功能。与操作员平台的监视画面不同的是，这些画面具有更多的综合信息及分析结果，这些画面的主要目的是使管理人员了解过程的总貌与关键的数据汇总。

4．3 趋势画面

趋势画面提供了用实时与历史曲线的方式分析过程数据的工具。趋势画面的来源既可以来自实时数据库，也可以来自历史数据库，这样，管理人员不仅可以了解当前的过程信息，而且可以了解由其它功能软件计算出的过程分析的信息趋势，通过这些趋势，管理人员可以了解过程的性能随过程状态的变化情况。

4．4 数据报告

PlaCo 具有以各种周期或由过程事件驱动的报告过程信息的功能。报告的基本构成部分是用Excel 设计的，而数据来自于历史数据库。所有的报表与记录由统一的报告管理器管理，实现定时存储、传送、打印、记录等功能，报告管理器同样用Excel 设计。

5 实际应用中遇到的问题

5．1 数据库服务器响应有时速度慢

长兴四期工程SIS 系统目前标签点数为1．5万。以当前服务器的配置，当多个功能站同时访问服务器时，服务器响应速度较慢，CPU 负荷较高。特别当启动备份服务（PlantConnect 自带的备份程序）时，CPU 负荷保持在50 ％～70 ％，与性能计算功能站交换数据时，CPU 负荷甚至会达到70 ％～100 ％，对其它功能站运行造成很大影响。

5．2 功能站内存偏小

原设计Norton 防病毒软件网络版服务器端和CiscoWorks2000 都安装在系统维护站上，但由于CiscoWorks2000 对系统资源要求很高，在Norton 程序运行，256M 内存的情况下，CiscoWorks2000根本无法正常运行。目前解决的方法是把系统维护站和组态文件功能站内存由原来的256M 扩充至512M ，系统维护站上只安装Norton 防病毒软件网络版服务器端，而CiscoWorks2000安装在组态文件功能站上。

5．3 与外部系统的接口考虑兼容性

与水、煤、灰系统PLC 之间的通讯，原设计R1 、R2 机柜中设置采集机，在采集机中安装OPC Scanner ，采集机与外部系统PLC 的上位机相联。但在实际中发现，IFIX 的OPC Server有Gateway 及Professional 2 个版本。Gateway支持远程，Professional 只支持本地，而长兴电厂四期工程的水控、煤控、灰控提供的IFIXOPC Server 都是Professional 版， 所以只能把OPC Scanner 安装到上位机上，给施工和调试都带来了一定的影响。

6 结束语

本文对长兴电厂四期工程（2 ×300 MW ）厂级监控信息系统（SIS）系统作了简单的介绍，包括网络构架、存储网络系统（SAN）、数据库软件的功能。上述实际应用中遇到的问题，希望在其他工程的SIS 系统设计中能尽量避免或完善，使SIS 系统在火力发电厂中得到更好的应用。

作者简介：

柴景（1974 －），男，浙江宁波人，工程师，大学本科，主要从事电厂热工自动化的管理工作