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利用生产实时数据强化发电厂可靠性管理 |
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| 利用生产实时数据强化发电厂可靠性管理 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 17:36:57  |
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摘要： 文章介绍了利用生产实时采集系统信息所建立的可靠性管理系统的流程、各功能模块的设置情况，该可靠性管理系统在华能珞璜电厂的实施应用情况。该可靠性管理系统的应用，不仅使发电设备可靠性工作人员从传统的手工方法中解放出来，同时使运用这些可靠性管理指标信息来监督、预测各专业的设备运行可靠性情况，为企业开展以设备可靠性为中心的状态检修提供准确、完整的资料成为可能。
关键词： 实时采集；设备；可靠性；管理
1 设备可靠性系统应用情况及存在问题
可靠性管理是电力系统和设施的全面质量管理和全过程的安全管理，是适合现代化电力行业特点的科学管理方法之一，是电力工业现代化管理的一个重要的组成部分。对于发电厂的可靠性而言，主要包括发电设备（机组、辅助设备）和输变电设施可靠性2大部分。
华能珞璜电厂从20世纪90年代开始使用由电力可靠性管理中心指定的发电设备和输变电设施可靠性管理系统；1998年更新为由电力可靠性管理中心和华北电力公司编制的可靠性管理系统，该系统程序是在Windows95、Visual
Foxpro 3下开发的；2005年开始使用新的网络版可靠性管理系统。利用这些系统电厂先将主机、辅机、输变电设施的事件上报到华能集团公司，然后再由华能集团公司将有关数据上报到电力可靠性管理中心。对于电厂而言，上述系统、特别是单机版系统所提供的功能是比较薄弱的，使用不太方便，主要体现在：①单机的FOX程序未能充分利用共享的数据。②输入系统的数据范围窄，只有几个大设备的数据，限制了可靠性管理的范围。③数据统计不灵活。目前主要由发电厂可靠性管理人员查阅记录、手工摘录、录入相关设备的可靠性数据，这样不仅效率低，而且容易出现人为差错。
目前，华能珞璜电厂已进行了分散控制系统（DCS）改造，并建立了可靠性实时管理系统。该系统进行可靠性管理所需设备数据可以直接从DCS中取出，再经可靠性管理系统的运算转变为设备可靠性事件，经过修正、确认后形成正式事件数据存入系统数据库。可靠性实时管理系统是基于生产实时采集信息的设备可靠性系统，系统数据可与可靠性管理中心要求使用的网络版实现数据共享。本文将重点对该系统进行详细介绍。
2 设备可靠性系统的应用目标和特点
华能珞璜电厂的可靠性管理系统是运用现代化统计工具，充分利用生产实时采集系统信息计算出设备事件，从而自动计算汇总设备可靠性指标，为领导及相关管理人员提供可靠性信息；同时运用这些可靠性管理指标信息来监督预测各专业的设备运行可靠性情况，以此来保证机组的经济、可靠、安全运行，实现电厂设备的全面质量管理和全过程的安全管理。通过该系统的应用，至少可实现如下几个基本目标：①对现场的设备运行状况、可靠性进行连续监测、统计、分析、预测，以保证运行设备的可靠、安全和高效运行；②能够将设备的运行状态变化，经各级人员确认、修正后，全部采集进入本系统；③运用进入系统的机组、辅机、输变电设施的数据进行可靠性数据汇总、指标计算；④为上报可靠性数据，可与其网络版系统接口，共享数据，避免多次进行人工输入，浪费人力和出现错误。
为达到以上目标，要求该系统有足够的灵活性和自动性：①体系配置的灵活性。如灵活定义设备体系的范围、灵活定义每一设备的运行状态判断方法、灵活定义设备指标公式、灵活定义设备降出力组合等等。②后台计算的自动性。在每次交班前，系统自动发出指令，后台采集该班所辖的设备在该班次所涉及到的测点的所有数据，自动得出设备在本班次的运行情况信息，提高了设备状态时间记录的精度。对月/季/年的设备指标都可自动的计算得到。③其他诸如系统具有强大的图形显示功能、数据转存功能、适应未来的扩展需要。
3 可靠性实时管理系统
3.1 整体情况
可靠性实时管理系统流程见图1。该系统由体系设置、指标设置、降出力设置、其他设置、计划总结管理、运行管理、可靠性统计、可靠性接口8大模块组成。其中，体系设置、指标设置、降出力设置、其他设置4个模块是基础信息的设置。
图1 设备可靠性系统流程图
对该系统，使用者及其可使用的模块是：①可靠性及计算机维护专工。所有的模块。②运行人员。根据设备管理权限使用运行管理模块。③电厂各专业专工。根据专业权限使用运行管理模块。④电厂领导。设备可靠性统计模块（年/季/月指标统计）。可以根据权限加入相关人员。
3.2 具体模块功能结构设计
>3.2.1 体系设置
设备体系维护是一项基本工作，是系统管理员首先要配置的一个模块。当整个可靠性管理系统正式开始使用以后，对本体系所配置的设备类别和具体的设备都不能删除，只能停用或注销。此模块包括体系目录、体系设备2部分，是用来设置可靠性设备体系结构的。
（1） 体系目录。用户通过该子模块对整个电厂按照设备可靠性体系的框架特点进行归类，这个类别并不指具体的设备，而是指设备类别树、设备类别属性、设备类别表。
（2） 体系设备。可靠启用设备类别后，系统管理员在该子模块中完成具体设备的注册，从而完成对整个可靠性管理体系的定义。本模块的主要工作是对每一个设备配置其运行状态和停止状态的测点组合。这个配置的主要用途是，在进行数据计算时，后台程序会根据这个设备的测点来判断设备的状态，其中包括：①设备体系树。显示整个设备体系，具体的设备类别以文件夹图标表示，而某一设备则以文件页的图标显示。②设备属性。本组合框内的数据项是显示和编辑系统所配置的在当前的设备体系树上选中的具体设备的属性值。③其他。本模块可决定设备归于哪一组运行人员确认；决定当前设备是否纳入系统的统计范围；配置设备处于运行、停止状态时的测点状态等。
>3.2.2 指标设置
（1） 设备状态维护。在系统正式使用之前，系统管理员配置本模块。本模块根据国家可靠性规程对主机、辅机、输变电设备这3种类型设备的状态进行配置。对每一个设备状态又定义了它对于运行、停止、不能确认3种状态的属性关系，以及是否纳入降出力的考虑范围，后台计算时自动的对应默认启停标志。
（2） 指标维护。这是需要重点配置的模块。根据设备可靠性规程来定义每个类别设备的指标及其计算方法。在定义指标公式时，包含已有指标、发电量、状态累计时间、理论降出力、通用指标等几种指标数据来源，并可对当前指标的公式进行清除，重新输入。
>3.2.3 设备降出力标准设置
系统管理员通过本模块来设置具体的设备降出力状态，在给定的时间区段中所产生的降出力值，以及这些设备组合中的每一个具体设备所应分摊的降出力的值。本模块分设备组合种类设定和设备组合明细2个子模块:①设备组合种类设定。该子模块用来设置可能产生降出力的所有设备的停用组合，包括设备降出力组合总表和明细表。②设备组合明细。该子模块是对上一子模块所设置的每一个降出力组合区分时段和机组进行分摊，包括降出力组合选择、设备降出力标准组合和降出力组合对时间和机组明细。
>3.2.4 其他设置
它是对其他一些可靠性设置进行管理的模块，如管理权限、生产厂家信息等。
3.2.5 计划总结管理
可靠性专工用来管理可靠性工作计划，进行可靠性分析和工作总结的模块。系统将每一份计划以Word文档存入数据库，可以随时方便地查阅。
（1） 工作计划。可靠性专工用来制定工作计划（年/季/月），其中包括主要机组指标的计划值，同时可以附存一份详细Word
文档进行说明。
（2） 可靠性分析。该子模块来用来对设备可靠性指标进行统计对比分析。可根据检修计划计算出当年的达标值，并以达标值为目标来指导各项工作。由于设备缺陷与可靠性息息相关，可通过设备缺陷的发生情况及比较可靠性的变化，找出影响设备可靠性指标的主要问题、原因，用它作为设备整治与技术改造的依据之一。
（3） 工作总结。可靠性专工将可靠性工作总结储存入数据库，供大家查阅、分析。同时可以附存一份详细word
文档进行说明。
（4） 月/年计划考核管理。系统查询出月计划指标的实际完成情况，与计划指标对比，超出计划指标的以红色显示。
3.2.6 运行管理
所有的设备运行状态数据由计算机根据DCS采集的测点数据自动得出，需要经过运行人员和可靠性专工2级确认，必要时可增加各专业专工确认。
（1） 运行数据管理。本模块是整个可靠性管理系统的主要的数据来源，系统接受运行人员处理来的基础运行数据，经运行人员确认后存入库中。运行人员登录进入本系统时，根据其权限设定出现该权限范围内的所有设备运行事件：①在各运行班组交接班前30
min（可人为设定），后台自动对设备班次运行情况数据进行计算。②每个设备由后台计算出的正常运行状态应该有“运行”和“备用”2种状态，对于后台无法确认的运行状态，则标志为“不可信”状态。对处于“不可信”状态的设备，用户须首先对“不可信”状态进行修改，设备处于运行中的改为“运行”，不在运行状态的改为“备用”，对于备用状态中的非正常停运的设备，要在说明中注明原因；对于“运行”和“备用”状态与实际情况不符的，也要在说明中注明，以便核查。当用户对所有的运行信息确认无误后，即可确认数据。③用户可以查看指定历史班次的设备运行信息。设备运行信息有未确认、已确认和未执行3种状态。④用户可以对一个设备或者多个设备的运行图形进行分析，可以查看该班次设备的运行时间统计，可以将当班数据倒为XLS格式，并可批量修改。
（2） 专工数据管理。专工对运行人员确认的数据进行再确认的处理，最终形成设备可靠性事件基础数据。
3.2.7 可靠性统计
该模块是可靠性专工用来对所有的基础数据进行汇总统计并生成指标的模块。它包括事件浏览、机组启停记录、降出力统计、月度/季度/年度综合指标统计等功能。
>3.2.8 与电力可靠性管理中心软件的数据接口
原国家经贸委颁布的《发电设备可靠性评价规程》中要求，对于发电企业或机组，不论其产权所属，均应纳入电力可靠性信息管理系统。因此为了保证MIS系统数据与上报数据一致，在实现可靠性数据的智能化采集后，应着重解决所采数据与电厂现在使用的可靠性网络版软件数据库的连接问题。采取建立相同表结构的基表等手段，通过可靠性接口，即可实现网络版可靠性管理系统与发电厂可靠性软件的数据共享（包括原有系统的历史数据）。
4 可靠性实时管理系统在电厂的开发、实施
为保证可靠性实时管理系统的顺利实施，设立了项目实施小组，对项目实施提供全面的指导，从技术上保证系统的先进性、实用性、可靠性和可扩展性，从组织和管理上保证整个项目统一规划、统一管理、统一标准。项目采用快速原型法开发方式，边设计、边开发，测试完成后，投入运行，试运行的过程中进行现场调整。根据电厂现有管理信息系统（MIS）的运行情况，重点强调了以下问题。
4.1 和现有MIS挂接
（1） 充分考虑该系统与MIS的接口，减少数据信息重复操作的工作量；
（2） 需要在原系统中增加对于可靠性系统的权限功能的方面的控制；
（3） 增加MIS中的导航进入功能，实现与原有MIS系统的无逢连接；
（4） 与MIS系统共享设备信息/部门信息/人员信息等。
4.2 实时系统/PASA平台
（1） 实时系统部分。电厂实时系统共4台机组，由于数据瓶颈，每台机组能够出大约600个测点，DCS传出频率大约为3次/min。受此瓶颈影响，原先系统的实时频率最大为3次/min。1、2号机组经过改造后，测点数目不再受限制，采集频率也达到秒级，但3、4号机组还是以原先的方式提供数据。实时系统部分需要达到的目标是在不改变可靠性原有数据接口的情况下为可靠性系统提供数据，能获取历史数据，能进行任意时间段的统计。
（2） PASA平台部分。华能珞璜电厂现有的PASA运行环境为C/S/S，权限、组织结构、人员信息是独立的。PASA平台部分需要达到的目标是为可靠性系统提供运行支撑，同时融合原先系统的权限、组织结构内容。
4.3 设计开发的基本原则
在系统开发过程中，始终遵循实用、适用、先进的指导原则：①开放性。在系统设计阶段就充分考虑系统运行环节上的开放性,实现与相关系统信息的交互共享。②自治性。系统具有相对独立的应用环境和功能，在考虑兼容的基础上实现信息的交互和共享。③适应性。不仅充分考虑电厂现有的模式，还要考虑未来的发展变化，以适应不同管理模式和管理方式下的信息管理功能。④可维护性。采用面向对象及组态的程序开发技术，从根本上解决应用软件的可修改性、可扩充性、可理解性和可测试性，真正完善软件的可维护性。⑤整体性。特别强调以企业级的整体观念来设计应用系统，强调系统的集成整合和数据交流，保证各功能模块数据的整体性和一致性，真正做到任何基本数据项一次录入多处共享，既保证数据的一致性，又减少重复劳动。⑥实用性与先进性。最大限度满足企业管理的需要，做到界面友好、简单易学。提供帮助，使用户在较短的时间内学会使用该系统。⑦安全性与可靠性。
5 结束语
经过电厂1年多的正式运行，证明可靠性实时管理系统是符合开发初期设想，适应电厂生产实际的。系统运用现代化工具，充分利用生产实时采集系统信息，对现场的设备运行状况、可靠性进行连续监测、统计、分析、预测，保证了运行设备的可靠、安全和高效运行；发电设备可靠性数据的智能化采集和录入，不仅避免了各种人为原因造成的数据差错和漏项，还使可靠性工作人员从传统的手工采集和录入数据中解放出来，有时间对更多的发电设备实施可靠性管理，为发电企业实现以可靠性为中心的状态检修工作提供全面、准确的基础数据和依据，使企业有能力创造出更多的经济效益和社会效益。
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