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   【導(dǎo)讀：在電廠運(yùn)營(yíng)中，不僅需要提高電廠內(nèi)部的管理水平，加強(qiáng)計(jì)劃、經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)、財(cái)務(wù)等各個(gè)專業(yè)的管理，真正做到“精細(xì)”化，而且還要努力提高市場(chǎng)運(yùn)作的響應(yīng)速度和準(zhǔn)確度，降低生產(chǎn)成本和管理成本，為電廠贏得最大的“利潤(rùn)”。而要實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，就需要徹底消除“自動(dòng)孤島”現(xiàn)象，使電廠的信息化實(shí)現(xiàn)真正意義上的管控一體化。】

　在數(shù)字化電廠中，每一層數(shù)據(jù)都有相應(yīng)的管理工具和信息化產(chǎn)品來完成數(shù)據(jù)的管理和挖掘

　　發(fā)電廠是資產(chǎn)密集、技術(shù)密集、數(shù)據(jù)量大、產(chǎn)品即產(chǎn)即銷的特殊企業(yè)。如何管理好這種特殊性質(zhì)的企業(yè)，許多權(quán)威專家形成了以下共識(shí)：電廠要順利完成每年度制訂的各項(xiàng)經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)任務(wù)，要追求最大的利潤(rùn)目標(biāo)，需要按照計(jì)劃預(yù)算管理為龍頭、安全生產(chǎn)和設(shè)備管理為基礎(chǔ)、財(cái)務(wù)資金管理為核心的思路，開展各項(xiàng)工作。

　　目前，發(fā)電廠的管理層要求進(jìn)一步從生產(chǎn)過程自動(dòng)化和管理現(xiàn)代化中獲取投資效益，使基建投資少，生產(chǎn)運(yùn)行效率高，故障損失少，運(yùn)行及檢修等管理費(fèi)用低，上網(wǎng)電量盡可能多，上網(wǎng)電價(jià)盡可能高。但這一切需要借助于大量及時(shí)準(zhǔn)確的信息作為決策依據(jù)。

　　數(shù)據(jù)信息

　　電廠要完成每年制訂的計(jì)劃利潤(rùn)，就要保證整個(gè)生產(chǎn)過程的正常運(yùn)行，而因此產(chǎn)生的數(shù)據(jù)與整個(gè)運(yùn)行過程密切相關(guān)。電廠數(shù)據(jù)根據(jù)其采集手段的不同大體上可分為三大類：過程控制級(jí)數(shù)據(jù)、廠級(jí)監(jiān)控層數(shù)據(jù)和管理信息層數(shù)據(jù)。

　　過程控制級(jí)數(shù)據(jù)是發(fā)電廠機(jī)組（車間）級(jí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，采集方式取決于各廠所建立的控制系統(tǒng)，通常為自動(dòng)采集，因此具有數(shù)據(jù)真實(shí)、采集量大、采樣頻率高等特點(diǎn)。此類數(shù)據(jù)目前在國內(nèi)還只是用來指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)，還沒有進(jìn)一步通過細(xì)致分析用來為管理者輔助決策作參考。

　　廠級(jí)監(jiān)控層數(shù)據(jù)是電廠級(jí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，比過程控制級(jí)數(shù)據(jù)的范圍要大。其采集方式也為自動(dòng)采集，同樣具有數(shù)據(jù)準(zhǔn)確及時(shí)、數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)刷新頻率高等特點(diǎn)。目前，在使用SIS系統(tǒng)的電廠中，大多SIS系統(tǒng)只是用于數(shù)據(jù)采集和歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，在電廠生產(chǎn)管理優(yōu)化，以及經(jīng)營(yíng)管理中，如發(fā)電成本分析、競(jìng)價(jià)上網(wǎng)的報(bào)價(jià)參考等方面還未予以利用。

　　管理信息層數(shù)據(jù)是電廠級(jí)的管理數(shù)據(jù)，采集手段還主要依賴于人工錄入，而基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的組織又與電廠管理的深度和細(xì)度密切相關(guān)，因此其準(zhǔn)確性、數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)與廠級(jí)監(jiān)控層及過程控制級(jí)數(shù)據(jù)基本上是完全割裂開的,這種情況對(duì)信息化產(chǎn)品的應(yīng)用效率影響很大。

　　以上三層數(shù)據(jù)構(gòu)成了一個(gè)數(shù)字化電廠的數(shù)據(jù)架構(gòu)，每一層數(shù)據(jù)都有相應(yīng)的管理工具和信息化產(chǎn)品來完成數(shù)據(jù)的管理和挖掘?？七h(yuǎn)公司在長(zhǎng)期的自動(dòng)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和調(diào)試過程中，積累了大量的第一手資料，深化了對(duì)電廠信息化的認(rèn)識(shí)，并積極參與了電廠信息化的建設(shè)。通過多年的努力，科遠(yuǎn)公司已形成了一套完整的管控產(chǎn)品鏈，包括DCS、SIS、仿真系統(tǒng)和MIS。

　　科遠(yuǎn)管控一體化解決方案是從電廠的生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)目標(biāo)出發(fā)，為電廠的管理業(yè)務(wù)和運(yùn)轉(zhuǎn)流程提供信息化支撐的系統(tǒng)集合。它綜合了電廠的過程控制、廠級(jí)監(jiān)控、管理信息數(shù)據(jù)，將人、財(cái)、物有機(jī)組織成有序互動(dòng)的整體，以計(jì)劃、實(shí)現(xiàn)、檢查和調(diào)整的廣義閉環(huán)思想使整個(gè)組織具有自我優(yōu)化的能力，為實(shí)現(xiàn)組織目標(biāo)的最大化服務(wù)。

   圖1 管控一體化系統(tǒng)不僅要求實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)

　　科遠(yuǎn)管控一體化解決方案管理全廠的過程控制級(jí)數(shù)據(jù)、廠級(jí)監(jiān)控層數(shù)據(jù)和管理信息層數(shù)據(jù)。從數(shù)據(jù)的來源和特性上，我們可以很清晰地將三層數(shù)據(jù)分解成四個(gè)產(chǎn)品范疇，即控制系統(tǒng)（DCS）、廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）、仿真系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)（MIS）。DCS完成的是生產(chǎn)流程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，SIS完成的是廠級(jí)實(shí)時(shí)管理和優(yōu)化，仿真完成的是人員培訓(xùn)和故障分析，MIS完成的是管理業(yè)務(wù)的信息流轉(zhuǎn)和流程優(yōu)化。

　　從功能上來分析，對(duì)于完成電廠生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)目標(biāo)而言，DCS、SIS、仿真和MIS都只是一個(gè)模塊，而不是一個(gè)系統(tǒng)，因?yàn)樵诤芏嗲闆r下這些模塊只能為總體目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供部份方法和數(shù)據(jù)上的支持，而不能提供一個(gè)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(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與管理信息相融合，為企業(yè)全面實(shí)現(xiàn)信息化奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。但是，僅僅有了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，并不是完全意義上的管控一體化系統(tǒng)，管控一體化系統(tǒng)不僅要求實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及相關(guān)的信息化產(chǎn)品只是構(gòu)成了管控一體化系統(tǒng)的橫向架構(gòu)，為了發(fā)揮更大的作用，在橫向架構(gòu)基礎(chǔ)上，還需要數(shù)據(jù)和功能融合的縱向架構(gòu)。在縱向架構(gòu)中，三層數(shù)據(jù)的互連是基礎(chǔ)功能，而以完成生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)目標(biāo)為核心的管理流程和生產(chǎn)控制的優(yōu)化，才是管控一體化系統(tǒng)縱向架構(gòu)的主干。

　　因此，針對(duì)基建投資少、生產(chǎn)運(yùn)行效率高、故障損失少、運(yùn)行和檢修等管理費(fèi)用低、上網(wǎng)電量盡可能多、上網(wǎng)電價(jià)盡可能高等目標(biāo)的管理流程和生產(chǎn)控制優(yōu)化解決方案，就成了科遠(yuǎn)火電廠管控一體化解決方案區(qū)別于一般信息化產(chǎn)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)安全和隔離技術(shù)、模型仿真技術(shù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、工作流技術(shù)、管理業(yè)務(wù)開發(fā)平臺(tái)等技術(shù)在管控一體化解決方案中，才是這些信息化軟件產(chǎn)品的技術(shù)支撐。真正影響到管控一體化解決方案的總體結(jié)構(gòu)和布局的核心技術(shù)，是火電廠生產(chǎn)管理和經(jīng)營(yíng)管理的業(yè)務(wù)知識(shí)和優(yōu)化技術(shù)。按照這樣的原則，科遠(yuǎn)火電廠管控一體化系統(tǒng)從縱向上分解為四個(gè)方面，即生產(chǎn)管理、資產(chǎn)管理、經(jīng)營(yíng)管理和行政管理。

　　生產(chǎn)管理以生產(chǎn)運(yùn)行效率高、故障損失少、運(yùn)行和檢修管理費(fèi)用低為目標(biāo)。生產(chǎn)管理包括運(yùn)行管理、運(yùn)行優(yōu)化、運(yùn)行評(píng)價(jià)、安全管理、培訓(xùn)管理等功能，涵蓋了SIS、仿真機(jī)、MIS的生產(chǎn)相關(guān)功能范疇，將各個(gè)層面的數(shù)據(jù)和功能按生產(chǎn)管理的要求進(jìn)行匯總和連接，形成一套綜合的動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)。

　　資產(chǎn)管理是在資產(chǎn)密集型企業(yè)中，圍繞資產(chǎn)從設(shè)計(jì)采購、安裝調(diào)試、運(yùn)行管理到轉(zhuǎn)讓報(bào)廢的全生命周期，運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)提高資產(chǎn)的運(yùn)行可靠性與使用價(jià)值，降低維護(hù)與維修成本，提升企業(yè)管理水平與人員素養(yǎng)，加強(qiáng)資產(chǎn)密集型企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的一套系統(tǒng)。資產(chǎn)管理包括MIS中的設(shè)備管理、檢修管理、物資管理的功能，并與SIS中的設(shè)備相關(guān)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)相連接。資產(chǎn)管理在目前的裝備技術(shù)條件下，能夠大大提高火電廠設(shè)備的利用價(jià)值。

　　經(jīng)營(yíng)管理以綜合計(jì)劃管理為主線，以全面預(yù)算和成本管理為核心，提高實(shí)時(shí)成本計(jì)算速度，滿足商業(yè)化運(yùn)營(yíng)管理需求。通過對(duì)實(shí)時(shí)生產(chǎn)成本的運(yùn)算，使報(bào)價(jià)更加準(zhǔn)確和及時(shí)，以達(dá)到降低成本，提高收益的目的。經(jīng)營(yíng)管理包括計(jì)劃管理、燃料管理、成本管理等，并與生產(chǎn)管理中的運(yùn)行優(yōu)化和資產(chǎn)管理中的物資管理密切相關(guān)。

　　行政管理主要是辦公自動(dòng)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(dá)到提高個(gè)人工作效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、減少重復(fù)勞動(dòng)的目的。它強(qiáng)調(diào)協(xié)同工作和知識(shí)共享，統(tǒng)一管理整個(gè)信息化過程的人機(jī)互動(dòng)，為電廠經(jīng)營(yíng)管理目標(biāo)提供支持。

　　這四部分功能，也不是平行并列的關(guān)系。生產(chǎn)管理和資產(chǎn)管理是電廠的兩個(gè)業(yè)務(wù)主干；經(jīng)營(yíng)管理是電廠所有工作的主線，生產(chǎn)管理和資產(chǎn)管理從經(jīng)營(yíng)管理中取得目標(biāo)和要求，向經(jīng)營(yíng)管理提供業(yè)績(jī)指標(biāo)的參數(shù)；而行政管理為所有的信息化功能提供協(xié)同和知識(shí)平臺(tái)，是所有人員與信息化系統(tǒng)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(shù)或者單學(xué)科的優(yōu)化技術(shù)，而是面向問題的解決方案

　　技術(shù)整合特性

　　按功能命名的科遠(yuǎn)管控一體化解決方案和功能子項(xiàng)，是以其在火電廠實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)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(yuǎn)管控一體化解決方案可以綜合運(yùn)用DCS、SIS、仿真和MIS的各種數(shù)據(jù)和方法，并將其有機(jī)整合在一起。

　　如運(yùn)行考核功能，其基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫從DCS獲取的，在SIS層面進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和綜合，得出安全和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。將這些指標(biāo)與MIS層面的運(yùn)行管理相結(jié)合，可以得出對(duì)各班組運(yùn)行人員的安全經(jīng)濟(jì)考核結(jié)果。將這些結(jié)果與MIS層面的人事管理相結(jié)合，可以向績(jī)效考核提供關(guān)鍵業(yè)績(jī)指標(biāo)（KPI）。如事故回放功能，其基礎(chǔ)數(shù)據(jù)也是由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫從DCS獲取的；與仿真層面的虛擬DCS相結(jié)合，能夠?qū)⒄鎸?shí)機(jī)組上發(fā)生的故障在虛擬DCS上進(jìn)行回放，以便于事故分析。

　　由此可見，科遠(yuǎn)管控一體化解決方案是技術(shù)整合的產(chǎn)物，在互通互連的全廠數(shù)據(jù)平臺(tái)上，將各個(gè)層面的數(shù)據(jù)和功能進(jìn)行重組，以滿足生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的需要。相對(duì)于單純的信息化產(chǎn)品，這是一個(gè)重要進(jìn)步。在管控一體化層面，起決定意義的不再是單純的IT技術(shù)或者單學(xué)科的優(yōu)化技術(shù)，而是面向問題的解決方案。該解決方案能夠綜合運(yùn)用各種數(shù)據(jù)和方法，因此技術(shù)整合是科遠(yuǎn)管控一體化解決方案的一個(gè)重要特性。

　　閉環(huán)特性

　　開環(huán)和閉環(huán)是控制系統(tǒng)的術(shù)語。對(duì)于DCS的聯(lián)鎖保護(hù)功能，執(zhí)行器按照確定的條件進(jìn)行動(dòng)作，動(dòng)作后對(duì)被控對(duì)象產(chǎn)生的影響不再引入控制回路，因此稱為開環(huán)。對(duì)于調(diào)節(jié)系統(tǒng)而言，執(zhí)行器按照設(shè)定值和測(cè)量值的偏差進(jìn)行動(dòng)作，動(dòng)作后對(duì)被控對(duì)象產(chǎn)生的影響通過測(cè)量元件反映到測(cè)量值中，因此稱為閉環(huán)。其實(shí)從廣義上來說，絕對(duì)的開環(huán)系統(tǒng)是不存在的。以控制系統(tǒng)的開環(huán)邏輯設(shè)計(jì)為例，設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要過程，就是分析執(zhí)行器動(dòng)作對(duì)被控對(duì)象的影響，也就是常說的工藝系統(tǒng)分析。合理的設(shè)計(jì)必須保證執(zhí)行器動(dòng)作后，對(duì)被控對(duì)象產(chǎn)生確定的影響。如果將人為的分析過程考慮在內(nèi)，控制系統(tǒng)的開環(huán)邏輯也是具有廣義閉環(huán)特性的。

　　電廠信息化產(chǎn)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(yùn)行結(jié)果的顯示，而這些結(jié)果準(zhǔn)確不準(zhǔn)確？對(duì)電廠的技術(shù)管理人員有沒有用？他們看不看這些結(jié)果？就不得而知了。所以很多人認(rèn)為SIS是“開環(huán)”系統(tǒng)。 而“開環(huán)”還是“閉環(huán)”并不是產(chǎn)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(nèi)，所有的系統(tǒng)都可以設(shè)計(jì)成“閉環(huán)”。而且從目前的實(shí)際情況來看，也必須要設(shè)計(jì)成“閉環(huán)”。因?yàn)樵O(shè)計(jì)一個(gè)可看可不看的產(chǎn)品，無論其技術(shù)水準(zhǔn)有多高，都很有可能淪為一個(gè)可有可無的擺設(shè)，更何況產(chǎn)品必須要通過實(shí)踐的驗(yàn)證才能逐步成熟完善。一個(gè)不太完善的產(chǎn)品，得出一個(gè)不一定正確的結(jié)論，用戶用懷疑的眼光不定期地看一看，這樣的情況會(huì)極大傷害用戶，使產(chǎn)品處于一個(gè)非常尷尬的困境。

　　因此，科遠(yuǎn)管控一體化解決方案以廣義閉環(huán)的思路進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，并根據(jù)數(shù)據(jù)和功能的不同，分為三個(gè)層次的閉環(huán)特性?？刂茖娱]環(huán)，這與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)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(jí)監(jiān)控層。通過從廠級(jí)監(jiān)控層返回控制層的安全數(shù)據(jù)回路，將這部分功能形成閉環(huán)回路。廠級(jí)監(jiān)控層的閉環(huán)，對(duì)于全廠級(jí)的控制和效率優(yōu)化也通過從廠級(jí)監(jiān)控層返回控制層的安全數(shù)據(jù)回路，形成廠級(jí)的閉環(huán)回路。管理層閉環(huán)，對(duì)于一些評(píng)測(cè)型的功能，如性能計(jì)算、安全指導(dǎo)，則通過提取關(guān)鍵業(yè)績(jī)指標(biāo)和統(tǒng)計(jì)結(jié)果，向技術(shù)管理人員提供評(píng)價(jià)依據(jù)，再通過技術(shù)管理人員對(duì)運(yùn)行人員的管理行為，對(duì)運(yùn)行人員的運(yùn)行操作施加影響，也形成了閉環(huán)回路。

　　例如，性能計(jì)算和耗差分析功能，其主要表現(xiàn)形式就是對(duì)運(yùn)行人員的參考。如果功能僅限于此，運(yùn)行人員愿意看就看一看，不愿意看就不看，好象有點(diǎn)準(zhǔn)，又好象不太準(zhǔn)。時(shí)間一長(zhǎng)，此功能起的作用將非常有限，而且也會(huì)失去不斷改進(jìn)提高的機(jī)會(huì)。因此，將性能計(jì)算和耗差分析的結(jié)果作為運(yùn)行考核系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，再通過管理人員和運(yùn)行人員的互動(dòng)，形成廣義閉環(huán)。

　　這樣的設(shè)計(jì)，大大提高了運(yùn)行人員對(duì)性能計(jì)算和耗差分析功能的關(guān)注，這種關(guān)注促進(jìn)了性能計(jì)算和耗差分析功能的不斷改進(jìn)。如設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能通過對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分析處理，對(duì)設(shè)備的工作狀態(tài)提出參考性意見。將這個(gè)參考性意見與設(shè)備管理系統(tǒng)相連接，得出設(shè)備檢修狀況和設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)結(jié)果之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系，那么就會(huì)對(duì)設(shè)備管理人員提供非常有用的幫助，指導(dǎo)檢修和運(yùn)行。