火电厂厂级监控信息系统（SIS）是集发电实时生产过程检测、优化控制、实时生产过程管理为一体，具有厂级实时生产过程监控、厂级能量统计、厂级负荷优化调度、厂级及机组性能计算、经济指标分析及诊断、优化运行操作、设备寿命管理、主机和辅机故障诊断等功能。其作用是 提高机组运行的安全性和经济性，提供在线分析指导，并为管理决策服务。

SIS系统不但能提升发电生产的安全性和经济性，它还是对电厂各DCS等自动化系统整合、与管理信息系统联结、在实现数字化电厂中期到桥梁作用的关键环节。

火电厂SIS项目是以实时/历史数据库为核心的厂级监控信息系统。通过高速以太网将各个生产过程控制系统的信息和实时数据根据系统的要求采集到SIS的实时/历史数据库中，SIS的实时数据服务器负责收集、整理各种直接和间接的实时历史数据，同时通过应用层网络供SIS子系统调用数据，并允许各子系统处理后将数据存入实时/历史数据库。

GE Fanuc提供的以Proficy Historian实时历史数据库为平台的SIS系统解决方案，以其卓越的性能、易用的组态、安全可靠的系统架构、开放式的互连性为实现SIS系统的应用搭建了优异的平台。

 

SIS系统位于DCS、PLC及现场总线等自动化系统之上，在全厂范围内采集、汇集以实时数据库为主体的生产数据。网络主要采用了分层分布式设计，整个SIS系统分为三层，下层为SIS接口层网络，采用独立接口机连接各个独立控制系统进行数据采集。中间为SIS应用层网络，连接SIS层历史服务器、各计算、分析、维护服务器及值长站。上层应用为SIS/MIS综合信息发布，包括Web Server和浏览客户端。

在SIS系统中为了提高可靠性，可以配置冗余历史数据库服务器，将两台互为冗余的历史数据服务器通过双网冗余星形拓扑结构以太网与电厂各生产系统进行通讯，读取所有子系统的信息，形成SIS的历史数据数据库。

应用报表和数据分析部分是SIS系统应用集成功能计算分析的核心，这部分功能同样要结合MIS进行集成开发，结果的发布和表现形式则可通过WEB服务器集中发布完成。Proficy Real  Time Information Portal企业信息门户技术（简称RTIP）， 负责将SIS应用与MIS应用集成为统一信息发布平台，所有生产实时信息可通过RTIP服务器发布到厂级的管理信息网络上，供给厂长，总工及生产科室等厂级用户浏览、分析。

数据采集

来自生产现场自动化系统的实时数据，采用接口机进行数据采集：

[a]    有效隔离厂级监控信息系统网络与控制层，不增加控制层负荷，不影响过程生产，保证系统安全

[b]   建立统一上层应用数据平台，iFIX Server作为采集站上的数据源，具有兼容各类开放通信接口的特点，为远期规划提供便利条件

Proficy Historian的数据采集器具有采集速度快（可达毫秒级），接口种类多（多种采集器），有效保证数据完整性（存储并转发功能，采集过程中网络中断还可保持数据完整性）等特点。

对于已使用GE公司iFIX HMI软件系统，可以不用设置专用采集站直接安装相应采集器即可将数据送至历史数据库。但考虑控制系统HMI/SCADA结构多样性，也可专设采集站，这时只需安装iFIX Scada Server Only及iFIX采集器即可。

对于iFIX未提供驱动接口的PLC或其他系统，需设置采集站。采集站上可以选择安装第3方公司OPC Server（或利用iFIX提供的专用OPC Server Toolkit开发包开发相应OPC Server）。通过Proficy Historian中提供的标准OPC数据采集器接口，实现OPC Server与历史数据库的数据通讯。

对于DCS系统,设置数据采集站，安装自行开发或第三方公司提供的OPC Server与DCS通信，同样采用OPC 数据采集器与历史数据库连接。

数据采集器可以设置数据缓存，当与历史数据库连接中断可在当地缓存历史数据并在恢复连接后将数据补发到历史数据库。从而保证历史数据的完整性。

数据存储

厂级实时历史数据库采用Proficy Historian数据库。根据系统规模，选用最大25万标签点容量的历史数据库。该数据库可接收来自数据采集站采集的实时数据，或通过API写入的性能计算数据，并以极高的压缩比存储在数据服务器中。

为了提高SIS系统的安全级别，要求SIS系统与底层（自动化层）进行网络逻辑隔离，而与上层（管理信息网）通过单向网闸进行物理隔离。保证MIS侧系统不会影响SIS系统及控制系统的安全。这样在网闸外侧同样要配置历史数据库的镜像服务器，所有镜像服务器的数据均通过主服务器进行更新。

Proficy Historian:

[a]    接收各类采集器的数据，包括iFIX采集器、OPC采集器以及文件采集器。

[b]   提供计算采集器，可以将部分采集数据进行实时在线2次运算后存入历史数据库中。

[c]    提供压缩存档服务，采集来的数据经死区压缩和斜率压缩后形成压缩文档后放置在历史服务器上，该服务有高速安全的处理性能。

[d]   提供图形化的历史数据库管理维护工具，该工具可以安装在服务器上也可以在网络其它PC机上。同时管理维护工具也支持瘦客户方式，用户可以采用浏览器完成对历史数据的管理维护。

[e]   提供一系列访问接口：OLE DB、EXCEL加载宏、OPC以及编程开发用的SDK/API。

[f]     标签点的安全等级可自定义，只有各级的合法授权用户才能访问该级别的数据。数据库系统采取多种安全措施,防止计算机病毒、操作失误或人为破坏数据系统。

SIS应用服务器（实时信息门户服务器）

SIS系统中用户界面是通过Proficy Real Time Information Portal（实时信息门户）服务器进行发布的。该服务器可以：

[a]    直接连接历史数据库数据

[b]   直接连接SIS计算服务器数据

[c]    直接连接MIS系统的关系型数据库

[d]   内置图形、数据开发平台；图形、报表、趋势、统计工具。

[e]   在该服务器上完成集成SIS与MIS应用所发布的通用信息。

[f]     所有开发结果以Web方式发布，形成电厂信息门户。客户端采用瘦客户方式。

应用维护站负责对厂级监控系统SIS的各种功能软件进行管理和二次开发。

值长站可以浏览所有SIS应用操作。

普通客户端均采用IE浏览器，从生产信息门户服务器获取SIS实时信息。

工程师维护站

工程师维护站除安装专用网络维护软件之外，可以安装Proficy Historian的管理器，负责对历史数据库标签、历史库归档文件及各类采集器的管理、监视和维护。

 

 

高速数据采集和检索 — 每秒超过20,000 事件的持续存储和检索，Proficy Historian 能够为信息采集、存储和检索提供无与伦比的性能。

精确的时间标签分辨率 — Proficy Historian提供时间标签，所有的采集器自动与服务器保持时钟同步。因此，即使各接口机时间不同，仍能非常方便、快捷地创建基于“事件时序”的分析报告。

超效的数据压缩 — 采用高效数据压缩算法，将存储的数据压缩到只占磁盘极小空间，平均每个开关量数据值只占3个字节。

丰富的数据类型 — 能够采集多种数据类型的数据，包括数字、字符串和二进制对象（例如文档、图像和其它文件）。为所有数据点建立索引，并可通过产品代码和其它数据值实现数据检索，大大简化生产过程中或不同生产阶段数据的比较和分析。可存储和检索包括插入值、平均值、最大值、最小值和标准偏差在内的计算值。

Proficy Historian作为SIS系统中的核心软件平台，实现高速采集、归档并发布大量实时的现场过程信息。Proficy Historian 不论在性能、实用性及功能上都代表了企业级历史数据采集和管理的最先进水平。由于每一台服务器可归档250,000 标签点，Proficy Historian 可以在不牺牲速度及性能的前提下，采集和检索大量SIS系统中的历史数据。

 

这里的数据采集指的是将实时或手动数据采集到实时历史数据库。Proficy Historian提供了多种数据采集器和开放式的数据接口，主要支持的数据采集器如下：

iFIX数据采集器：直接连接GE Fanuc的iFIX HMI/SCADA软件。

CSV/XML文件采集器：支持以文件形式的数据采集，可以支持Excel的CSV格式和标准的XML格式。

OPC数据采集器：提供更为广泛的数据采集形式，可以连接标准的OPC服务器，采集来自第三方OPC服务器的实时数据。

OPC 报警和事件采集器：对DCS或其他子系统中的报警和事件信息可通过该采集器进行记录，使管理层用户及时了解生产现场的报警和事件信息。

计算采集器：支持原始数据的计算和存储功能。

服务器到服务器采集器：支持在分布式Proficy Historian数据库之间数据的同步传递。

数据存储部分负责建立整个应用集成的数据基础。 通过Proficy Historian数据库连接各个系统的自动控制系统，Proficy Historian作为全厂的生产数据存储中心通过其高速可靠的数据采集器连接各种不同的系统进行数据采集，存储和管理。其主要实现的功能包括：

Proficy Historian归档管理器可管理多个归档文件，并且完全可以配置成满足您应用的特殊需求。它作为主要数据保存和信息传输组件，提供了完整的归档管理和消息服务。

通过Microsoft Cluster Server 2003，可以将两台服务器配置为主备服务器，保证客户端不中断地访问历史数据库。当某台服务器故障时，群集服务器会自动启动备用服务器，并且自动转发所有数据的读写操作到备份服务器。这些都会在后台进行，没有数据丢失。

系统管理员对Proficy Historian历史数据库平台的管理和系统组态，它包括如下几个方面的内容：

用户权限管理：实时历史数据库平台支持基于角色的用户权限管理，可以对每个用户指定具体的操作权限，确保其只能进行权限范围内的操作。

数据组态：单独或者批量组态数据点：创建、更新、删除、查询数据点以及相关属性。离线和在线两种方式进行数据库组态和配置，所谓在线方式是指系统运行过程中修改数据库配置避免数据库停机和重装的修改。

运行管理：设置系统参数和系统运行监视。（系统参数如：采集规模、归档文件、压缩策略、采集接口、负载、并发用户、系统报警和系统消息等）。

备份与恢复：通过手工方式或者自动方式备份数据库系统配置信息和历史归档数据，并可从备份文件恢复数据。

审计功能：记录和追踪数据库配置信息与数据修改。

日志功能：记录数据库系统运行中的操作信息、警告信息、错误信息等。

远程维护：支持Web方式通过浏览器完成以上功能远程维护。

Proficy Historian提供多用户、多应用的并发访问的机制（接口工具）：

针对用户各种应用在数据回取或访问时的权限管理，如根据权限运行服务器、配置标签点、读写数据。

提供数据回取时的统计计算能力：计算最大最小值、计算指定时间范围均值、计算累计、计算记录个数或者次数、最大最小值发生时间等。

提供采样数据回取能力：指定间隔时间的采样数据回取、指定采样数目的数据回取。

为开发数据应用提供二次开发工具，以API或者SDK的方式提供函数调用接口，支持的函数应包括：面向服务器管理和状态信息的查询、面向数据点管理和状态信息的查询、面向接口站和数据采集的管理和状态信息的查询、面向数据的查询、更改、统计计算。

提供ODBC或OLE DB接口，支持SQL SELECT子集，以SQL语句实现面向服务器信息的查询、面向数据点属性的查询、面向接口站和数据采集信息的查询、面向数据信息的查询（计算方式或者采样方式）。

提供具备图形化的应用开发界面，实现生产流程图动态展现、关键性能指标参数动态计算、趋势显示与分析工具。

支持Web访问解决方案：生产流程图动态再现、KPI动态展现、趋势显示与分析工具。

提供以报表开发手段：专门报表开发工具、Excel加载宏或者其它形式的报表功能。

单台服务器采集规模25万标签点

采集点的时间分辨率ms级

采集轮循速度 100ms

分布式采集，远程管理，分布式应用

支持多时区  

最终的数据集成和显示均通过Web客户端应用平台Proficy Real Time Information Portal实现，该软件允许客户建立具有不同用途的网络应用，并集成在一个操作员画面应用中。它提供了各种商业数据库和现场实时控制系统的连接器。

在实时信息门户模块中用户可以开发如下功能应用：

·           电厂信息集成：通过Web界面，客户可以直接查询机组运行数据并获得分析曲线和报表

·           安全保护：通过与Windows集成的安全系统，可以对各用户定义不同的安全操作等级，保证所有浏览和操作均是安全的

·           报警显示：可以实时显示各机组和控制系统上传的报警信息

·           生产计算：负荷运算、损耗运算、寿命计算

·           趋势分析：时间趋势、事件趋势、参数趋势查询、状态分析

·           SPC控制图：XBar-R, U, P等十余种控制图

Web Report组件允许用户通过Web和Excel两种方式自由组态和运行各种相关报表

·           报表模板：产品报表、生产计划报表、原材料消耗报表等几十种报表模板

·           报表组件：统计计算结果、生产事件、趋势、饼图、帕雷脱图等报表组建

·           报表类型：Excel、 Access Snapshot、Acrobat PDF、 HTML、ASP、 TXT 等

·           报表发布：事件触发报表、定时Web发布报表、Web交互查询报表等

根据前面的系统功能描述，整个系统是一个先进的系统， 它建立在最新的软件标准上， 利用了SOAP，XML，ASP等标准的数据库和网络技术， 同时在各个层面上均支持OPC双向工业标准， 其先进性表现在以下几个方面

系统的高度可扩展性表现在软件的各个层面上，

采集站功能的扩展：所有采集站都可连接无限客户端，并支持各类接口，轻易将数据送往各类系统。

数据库容量和功能的扩展：实时历史数据库的容量也可以根据用户的需要扩容，过程点的扩容只需升级许可证文件即可。

网络应用客户的扩展：允许在网络上配置无限多个基于Web的操作和管理客户，任意客户机可以连接任何一台网络上的应用服务器或实时数据服务器。

报表客户的扩展：报表客户可以根据用户需要选择EXCEL或Web格式，只需购买相应的许可证即可将额外的报表客户挂到网络上。

综上所述，整个系统提供的极大灵活性在各个层面上为用户的系统扩展提供了方便， 用户可以根据生产和管理的需要自由扩展系统的功能和容量。

作为在电厂信息系统中承上启下的部分， 系统一方面同底层DCS及其他控制系统高度集成， 另一方面同MIS系统高度集成。

在GE Fanuc的软件平台的各个部分上均提供各种强大的集成工具以供集成的功能使用。

 实时历史数据库平台： 一方面与底层的OPC数据或其他SCADA/HMI系统应用无缝连接，另一方面可以将数据输出到EXCEL， 以供原始数据报表。同时它提供SDK，可以通过VC或VB调用其所有功能，实施内部集成。

应用平台：作为核心应用平台，RTIP可以连接各类历史数据库,可以连接关系型数据库如SQL、Oracle，可以连接生产实时数据如OPC SERVER，还可以连接报警数据、质量数据等， 其数据集成能力在业界首屈一指。 同时它又提供丰富的画面开发工具、分析工具、运算工具、报表工具切所有功能集中通过WEB方式开发及显示。提供这一切的同时还提供一套安全策略，保证建立电厂安全操作机智。

对于系统中的其它需要信息交互的软件系统，如Oracle等， 系统在各个层面上均提供集成通道， 如在标准浏览器界面层，它可以直接连接基于数据库的各种软件系统查询和显示数据，也可以直接通过OPC连接控制系统或实时数据库下发指令。对于浏览器的客户端，同时集成了各种应用数据库发布的报表和生产参数的现实，还可以集成质量相关的数据。 而应用数据库是基于SQL 2000的平台， 通过内部预制的接口模块如ODBC等直接连接其它关系数据库，也可以支持各种其它信息交互方式，如XML，SDK开发工具包，OPC，OLE DB等。

各平台内部集成度： 与其他公司的产品不同， GE Fanuc的Proficy各产品模块在开发上具有一致性，均基于统一的结构，而不是通过单纯的软件产品来简单组合。 从历史数据库到SIS分析平台到报表和Web分析集成显示均有统一的系统设计， 内部完全集成，各模块具有紧密的联系，是业界目前集成度最高的系统平台。

作为基于Windows平台的应用软件， 系统的易用性提供给用户更快的实施速度，更方便的客户化功能， 更少的系统维护费用。

组态式系统：从实时数据采集系统到分析系统， 所有的软件平台均是组态式的，无需大量的编程开发工作， 对使用者的要求也大大降低，一般的用户通过培训均可进行工程工作。

瘦客户操作： 对于数据库的管理和生产报表的发布均可以通过浏览器方式完成。 最终的报表浏览和实时过程分析、趋势和监视也均可通过浏览器完成。 最终管理用户无需进行任何软件培训均可获得自己希望的数据。

所有软件在结构设计上均是开放的，从数据采集系统到上层MIS系统从数据到功能均是开放的，主要表现在几个方面：

标准连接能力： 主要数据库支持ODBC，OLE DB，OPC等数据通讯标准。其它应用程序可以通过标准形式访问数据和事件。

各种开发工具包： 无论是历史数据库还是生产管理数据库均提供系统开发工具包SDK，通过SDK，用户可以开发各种用户应用程序，使用VC++或VB进行开发， SDK不仅支持数据获取，还支持各种生产事件和模型检测。

EXCEL数据输出功能：历史数据库和MIS数据库均可以将数据或事件输出到EXCEL表格，为报表提供原始信息。

整个系统的安全性通过各个软件的安全系统设置完成，均极大的满足了用户的不同层次的操作需求。

首先在基础数据层的数据采集系统和生产历史数据库系统中均支持多重安全系统定义和安全操作规范。

数据库的安全系统可以和操作系统的安全系统同步，可以用户自定义安全等级和应用程序操作能力。