分散控制系统 DCS 数据站在钰湖电厂的应用

历史数据站是分散控制系统 DCS 的重要部分。随着现代机组对运行参数监视严格要求，历史数据也随之越来重要。这就要求历史站必须具备生产过程变化趋势预报、历史数据查询、报表生成、异常信号诊断、事故分析等功能。且保证历史数据站节点时间、DCS系统时间和全厂时间完全同步，满足对机组监控的要求。

关键词：分散控制系统；历史站数据；参数监视。

中图分类号：TP273；TM621   文章编号：1674-2583(2019)04-0055-02

DOI：10.19339/j.issn.1674-2583.2019.04.018

中文引用格式：王骋宇. 分散控制系统DCS数据站在钰湖电厂的应用[J].集成电路应用, 2019, 36(04): 55-56.

Application of DCS Data Station in Yuhu Power Plant 

WANG Chengyu 

Abstract — Historical data station is an important part of DCS. With the strict requirement of modern units for monitoring operation parameters, historical data is becoming more and more important. This requires that the historical station must have the functions of production process trend prediction, historical data query, report generation, abnormal signal diagnosis, accident analysis and so on. It also ensures that the node time of historical data station, the time of DCS system and the time of the whole plant are fully synchronized to meet the requirements of unit monitoring. 

Index Terms —  distributed control system, historical station data, parameter monitoring. 

1  引言

深圳钰湖电力有限公司现配备两套燃气蒸汽联合循环 9E 机组（一拖一形式），分散控制系统 DCS 系统采用的是 ABB 的 Symphony 系统，工程师站软件为 Composer 版本 V6.0.1，操作员站软件为 Conductor NT 版本 V5.0.9 。公司 DCS 控制系统未设置专用历史数据站，导致实时的数据、日常的事件信息、SOE 事件、报警信息、历史趋势只能通过操作员站进行监控和存贮，由于操作员站系统容量较小，只能存贮 3～5天的历史数据，功能不完善。5 天以上的数据只能通过 SIS 系统（厂级信息监控系统）进行查询，但 SIS 系统采集数据时间较长（时间 3 s），不能满足数据历史追溯要求，不利于燃气轮机、汽轮机等跨越控制系统的事故分析。

经调研，根据深圳德顺兴 HDB 历史站优缺点和 ABB S+ Operations 历史站优缺点，明确二者均可实现历史站功能。但考虑到本厂现有 DCS 系统为 ABB 厂家研发，使用 ABB 研发的 S+ Operations 历史站与操作员站和工程师站兼容性更好，故选择 ABB S+ Operations 历史站作为最终方案，对历史站进行升级改造，解决了上述问题[1,2]。

2  系统原理及结构

ABB S+ Operations 是一***立的历史站，它通过 IET800 连入环网。系统以一台安装 S+ Operations 的工业主机为核心，通过接口与 DCS 系统 Cnet 网络数据进行数据通信，再通过 GPS 时钟同步装置完成时钟同步，并装有打印机（图 1）。

3  历史站的功能

3.1 标签库的导入

将操作员站 Conductor NT 中标签等相关数据导出，通过 Composer、S+ Operations 将标签转换为 Excel 文件，将 Excel 文件通过过初始化方式导入历史站标签库。我们还可以通过在线增加和离线增加两种方式增加标签点。

3.2 历史数据的报表

报表对用户来讲是一个很重要的功能，用于采集和格式化历史数据，S+ Operations 历史站中报表基于 Excel，所采集的数据可以通过 Excel 提供函数来计算和分析，在处理和组态过程中非常灵活。

报表可以通过自己创建也可以使用标准报表模板，还可以通过 Output Control 选择保存报表文件和打印报表。当然也可以根据计划制定日报表、月报表和年报表方便日后保存使用，如锅炉除氧器系统日报表，这些启机时需要的重要参数，我们可以通过报表有效分析启机时系统运行的状态，系统也可以通过 Report Scheduler 自动生成报表。

3.3 历史数据的趋势

趋势的记录应包括当前趋势、历史趋势。每一幅趋势画面至少能绘制 8 条以上历史数据曲线。趋势显示分实时和历史模式。两种模式均能达到 1 s 分辨率。最大 1 年的数据，可通过设定标尺来实现不同的时间长度数据显示。

趋势查看可以通过三种方式，（1）单个信号趋势查看；（2）通过 Signal Explorer；（3）建立一个长期保存趋势组。

趋势分析是 S+ Operations 历史站的一个基本应用，在这里趋势画面是一个重要工具，它提供以下功能：（1）没有数量限制的信号可以插入到一个趋势图中；（2）信号范围可以自由调整；（3）图例可以显示或禁止；（4）利用数据库使功能平均值、最大值、最小值、微分和积分值可以显示在趋势图上；（5）信号可在不同时域切换来比较；（6）创建趋势图简单便捷。

为了便于数据查看，曲线能够填充，XY 方向可以切换，可以被扩展和压缩，每个信号可以设置不同颜色，还可以通过打印机直接打印。

3.4 画面的制作编辑

S+ Operations 历史数据站可以很容易地创建过程画面，画面编辑器带有大量标准的图形元素，通过组态的设置可以轻松完成画面的编辑。这些画面不但能够表现过程数据，还可以显示计算结果。计算参数和实验数据可以手动输入系统。通过所选测量点的名字可以启动一个外部应用，该功能可以让你自动导航到相关的应用。

3.5 S+ 数据备份

S+ 数据需要长时间保留，目的是为了当系统收到损坏时数据可追溯。一般情况下，只需要把 HistData 文件里的 RAW 文件和 Events 文件拷走即可。这里，我们需要借助 ExImNew 工具来完成备份，ExImNew 工具的作用是当系统产生数据时就会产生备份，防止当某天需要备份的时候，大量的数据开始备份，占用系统资源。

3.6 技术总结

（1）历史数据站支持至少 7 000 个历史数据点存储和检索，能根据不同采样周期存储历史数据，最快可达到 1 s。（2）任一标签点历史数据至少能保留 1 年，且可在 1 s 内调出半年的历史数据。（3）可定义生成各类报表（包括 Excel 格式）和趋势图，采集的数据可以通过 Excel 提供函数来计算和分析。（4）历史数据存储不受时间的限制，支持压缩功能（采用先进的压缩/解压算法），可把数据分类压缩存贮，数据恢复时可选择按标签恢复。（5）环路上的模拟量和数字量都可以做成实时历史数据趋势，方便人员分析查看。（6）历史数据站配置可读写光盘驱动器，以转存硬盘中的历史数据成为长期备份，归档可根据用户设置自动进行。（7）历史数据站中存储的所有数据都可以通过打印机打印。（8）趋势记录应包括当前趋势、历史趋势。每一幅趋势画面至少能绘制 8 条以上历史数据曲线，提供 9 999 幅画面的组态能力。趋势显示分实时和历史模式。两种模式均能达到 1 s 分辨率。每幅画面能显示最小 30 s（1 s 分辨率时），最大 1 年的数据，这可通过设定标尺来实现不同的时间长度数据显示。趋势画面还可通过打印机输出，其输出分辨率取决于打印机分辨率。（9）曲线能够填充，XY 方向可以切换，可以被扩展和压缩，每个信号可以设置不同颜色，还可以通过打印机直接打印。（10）画面编辑器带有大量标准的图形元素，方便用户画面创建。（11）S+ Operations 历史数据站使用寿命达 10 年，电子设备间恒温控制在温度为  20～25 ℃、湿度为 20%～60%，对电子设备友好，项目持续能力能达到 10 年以上。（12）必须基于一个完整数据平台上（不能周期性的产生若干个数据文件，这对数据查询和定位是极其不方便的），提供功能强大、快速的查询、浏览功能。

4  结语

2018 年 12 月 DCS 系统历史数据站系统改造完成运行正常，历史数据能保存三年以上，很好地达到数据追溯。历史站还提供日报表、月报表、年报表功能，并能对数据运算进行，满足电厂监视对各参数数据的要求。

同时 S+ Operations 历史站可以协助热控人员利用历史趋势进行事故运行情况和事故分析。深圳钰湖历史站的成功改造，满足了历史数据的存储和报表要求，解决了重要问题。

参考文献

[1]庞继清.完善湛江电厂1号机组DCS环保数据查询功能[J].贵州电力技术,2014,17(04):15-19+9.

[2]Symphony Plus-Engineering培训教程[M].北京ABB贝利工程有限公司.