前 言
火力发电厂厂级监控信息系统近几年在国内得到快速发展。其主要作用包括：处理实时数据，完成生产过程的监控和管理，故障诊断和分析，性能计算、分析和经济负荷调度等。电厂运行发电时，SIS系统将用这些信息为运行管理提供基于优化分析的实时生产指导，也为点检定修管理提供辅助参考。
一、我国电力行业实时数据库及其生产信息化系统市场分析
据中国机电一体化协会工业实时数据库分会与汉鼎咨询共同研究表明，目前我国配备有各档次数据库的火力发电企业近1,100家，其中600家以上的火力发电企业数据库或在建工程、或较为落后，面临类型选择和升级，是未来实时数据库和SIS系统的主要需求市场;其余400多家火电企业的实时数据库系统具备完整的数据采集和储备功能。
1.1 数据库领域选择
实时数据库领域，PI、eDNA等占据了我国实时数据库产品的高端市场，但国内企业如上海麦杰、中科启信、三维力控等也表现出强大的市场竞争力。
SIS集成系统供应商则基本为内资企业。行业内表现突出的有西安热工、华电天仁等。
1.1.1 OSI-PI
OSI在高端数据库项目占有主导领域。在国内多家电厂、冶金、石油化工等企业实施了累积323个项目，是目前国内实现装机最多的实时数据库系统。
由于OSI侧重于销售大项目，强调以效益为主，而且PI数据库的SIS集成系统收入的50%以上需要支付给OSI公司，每套系统还需要缴纳15%的年维护费，所以定价普遍偏高。目前PI实时数据库已经不再是国内SIS系统集成商的首选产品。
1.1.2 INSTEP-eDNA
美国INSTEP软件公司是高技术、低成本的软件及解决方案提供商之一，其旗舰产品实时/历史流程数据eDNA具有业界独一无二的无损压缩技术并采用完全分布式体系结构。而且对硬件性能的要求较低。而今，该公司专门针对电厂设计升级了eDNA软件，添加了一些基本应用模块，并具有好管理、可开发等新特点。缺点有：软件运行不稳定;没有DCS相连的一些标准接口软件。
由于产品定价较低、质量尚可，投标成功率明显高于PI数据库，销量仅次于PI数据库，目前eDNA在国内电厂的知名度很高，是国内高端品牌的主要竞争对手。现诸多在建电厂都选用这个性价比较高的数据库产品。
1.1.3 麦杰科技
上海麦杰科技是国内“本土实时数据库系统行业的领头羊”企业，累积案例近50个。国内研发，本土高端品牌，与国际中低端产品eDNA形成激烈竞争。不过因为国内用户对国际品牌有很强的盲从性，openPlant的应用还需大量的案例来证明。
1.1.4 三维力控
北京三维力控科技股份是大庆三维集团在北京的分公司，其核心发展方向为管控一体化市场。公司所开发的pSPACe实时数据库产品广泛应用于石化、电力、钢铁等领域。该产品的研发是基于公司组态软件产品的基础，积累的都是行业客户，在产品价格上存在一定的优势。
1.1.5 其他重点企业
我国还有一些以国外Wonderware、GE Fanuc，国内中科启信为代表的其他企业。这些企业的共同特点是产品虽针对电力行业开发但具体应用案例非常少。
1.2 厂级监控信息系统
1.2.1 西安热工院
西安热工院是我国电力行业国家级热能动力科学技术研究与热力发电技术开发的机构。在国内的SIS系统集成方面享有盛誉，雄厚的技术实力和庞大的专业背景使其成为行业当之无愧的龙头企业。公司现有SIS系统合同量正以每年15-20个左右的速度平稳增长，在SIS系统实施方面西安热工研究院具有相当丰富的经验。
西安热工院在选择数据库上OSI-PI实例较多，性能计算和耗差分析上较为准确，代表着我国电力行业热能动力的方向和基准，尤其是600MW及以上机组。所做系统比较稳定，数据传输准确及时。但在软件二次开发应用上满足不了现行电厂管理的要求。
1.2.2 华电天仁
北京华电天仁电力控制技术有限公司是国电科技环保集团有限公司控股的高新技术企业。依托华北电力大学为研发背景，整体技术实力较强，在行业内具有较大名气。依托国电集团，对国电集团内部电力企业具有较强的控制力，而国电集团每年实施的SIS系统均保持十几套左右，为公司的发展奠定了稳固的基础。
华电天仁所实施的SIS项目多为装机容量在300MW及以下级别，在更高装机容量级别的层次业绩较少。相比在装机容量600MW及以上级别所做业绩较多的西安热工院、鲁能软件而言该公司产品在较高装机容量信息化项目中缺乏经验。该公司人员配置上以年轻人居多，对电力生产过程不甚了解，制约着公司的发展。
1.2.3 麦杰科技
上海麦杰科技目前是电力企业生产信息化系统开发的核心高科技企业之一。该公司是火电厂级监控信息系统(SIS系统)标准的主要起草成员。累积实施项目达数十个。但总的来看，该公司背景较为薄弱不利于业绩的稳定发展。
1.2.4 同方电子
北京同方电子科技有限公司是同方股份有限公司下属的核心企业之一，重点关注于电力行业，为电力企业提供信息化技术、行业应用软件及整体解决方案。凭借20多年对电仿真的积淀，对SIS系统并初步形成了一个较为完整、科学、全面的SIS系统解决方案。
由于同方电子是2004年开始在国内打拼SIS市场，相比同行业其他竞争对手而言进入该领域的时间较晚，在项目实施经验方面尚有一些差距。
1.2.5 国电南自
国电南京自动化股份有限公司在SIS系统产品领域享有很高的声誉，被誉为中国电力高科技第一股。目前几乎垄断了华电集团旗下所有电厂的SIS信息化系统需求，公司目前正以每年20套SIS出货量的速度在发展，未来发展潜力巨大。
1.2.6 大唐先一科技
湖南大唐先一科技有限公司成立于2004年12月，由湖南华银电力股份有限公司投资并绝对控股。先一科技是中国大唐集团公司科技创新体系中的一个重要组成部分。
大唐先一同同方电子属于同一批进入SIS实施领域的高科技公司，因此其共同的特点是在该实施领域所积累的经验不多。先一科技隶属于大唐集团，近些年致力于把握集团内部的项目工程。
1.2.7 其他重点企业
目前我国从事SIS系统开发的企业多达数十家，还有如山东鲁能软件有限公司、南京朗坤股份有限公司、南京科远控制工程有限公司等，都具备一定影响力。
总体而言，选择哪家公司来做SIS要依于本企业的实力和重视程度，同时也要注意对SIS人才的培养。事实上没有哪家单位做过非常完好的工程，对于电厂来说做好一套完整的SIS系统需要自家人员的精心维护才能充分体现SIS的功能。
二、SIS系统的硬件构成
2.1 系统网络构架
方案1：SIS和MIS采用一个共用网络，其间用防火墙等安全措施进行隔离。优点是方便SIS各种应用软件从MIS网上获取数据，同时也可以满足MIS网上用户访问实时数据库的需要。
方案2：SIS和MIS分别采用独立的网络，其间通过SIS和MIS各自的数据服务器之间互联和交换信息。优点是SIS网络上的应用只需与实时/历史数据服务器联系，而MIS的应用只需与MIS关系数据服务器通信，从而减少了通信的复杂性，提高了两个网络的独立性和可靠性。
根据行业技术条件规定：“电力监控系统的安全等级高于电力管理信息系统及办公自动化系统”。SIS属于“电力监控系统”的范畴，它不能与低等级的MIS直联，而“必须采用经国家有关部门认证的、可靠的、专用的有效安全隔离设施。”因此方案1是不可取的。那么就形成了SIS侧有一个服务器、MIS侧有同类型的镜像服务器，保证了两网的独立性。
同样作为电力生产过程的1区——DCS，也需要防火墙或物理隔离后向SIS发送数据。鉴于数据源项目多，发送格式各不相同，一般都需要单独的接口机来接收转发。当然这样利于管理维护。实际上多数电厂都是把几个相同发送格式的数据源通过二级交换后送入一个接口机处理，这样节省了接口机的数量，但增加了二级交换机。对于新建电厂，一般把SIS间设计在DCS系统侧，所以可以把SIS系统所有设备都放置在这里，这样大大节省了中间转换和设备成本。因为实践中低价二级交换机长期易出故障，而工业性质的千兆级二层交换价格也不菲，还增加了配置操作，所以这样的结构不太经济。
调查表明以每个接口机对应每个数据源是比较好管理的结构，把数据都送到核心交换机上。同时SIS网络作为独立网络，DCS和SIS之间安装防火墙(横向隔离和纵向认证功能)，SIS和MIS之间安装物理隔离器。SIS与DCS之间不需要硬件或物理隔离器，这样少投资设备成本。
2.2 SIS系统硬件择优
根据规定，SIS的主干网采用千兆级以太网，采用冗余配置，数据传输链路采用容错技术。SIS厂商一般采用双机集群方式和思科三层核心交换为主的冗余方式。
作为交换机而言，思科4506作为主流是有其优势的。思科功能强大，性能优越，其通用性、配置灵活，价格低廉是多数IT行业的首选。缺点是内质娇弱，场地环境要求高，易出故障。经过多个电厂考察发现核心引擎还是容易出毛病的，经常需要专业的人才去维护管理，才能持续工作。这对于SIS系统要求的数据完整性有一定的风险。所以选择思科就需要配置相应的专业人才，来保证系统的连续工作。而工业交换机赫斯曼、罗杰康RSG2300却以工业性质能保证其运行稳定性，只是价格昂贵，尤其是赫斯曼MACH4002产品。如果有专业维护SIS人员的话，可选用思科，这样对于在建SIS系统的电厂，可大大降低投资成本。
在服务器选择上，以应用容错服务器比较好。从多家电厂双机集群容错方式检查结果看，多数切换时间达到1分钟，数据丢失严重，有些竟没有切换过来。更主要的是集群管理非常复杂，多数维护人员不了解其中的原理，更别说如何优化软件系统了。
使用容错基本可以消除这些现象。其优点有许多，主要是永不宕机，支持任意硬件的热插拔,包括主板,CPU。而且速度快，易维护。当然价格上要比双机集群贵许多，但后期维护成本少，综合风险要低。建议：硬件优化的目的就是多采用尖端的设备，舍去没必要的东西。目前国内市场上流行的有NEC和FTSEVER两种主流产品。
2.3 其他功能站的取舍
在功能站中，为了系统安全、可靠，以及根据国家发布的标准，SIS厂商都做出了这样的配置，比如“值长监视站2台、过程管理计算分析站1台、网络系统管理维护站1台、应用软件管理维护站1台、MIS接口站1台、系统网络备份/防病毒服务器1台。它们均与核心交换机相连。”
根据几年的实际应用经验，在网络选用方案二情况下，网络管理站、软件维护站、系统备份站可以用一个台式机包括，甚至把这些功能放在核心服务器上也可以。这并不影响系统的功能，反而省去了几样高端机的设备成本。通常这些设置的理由是：当发生灾难性的事故时采用的恢复措施，如全厂停电、火灾等。事实上只需要把各个功能站、交换机的配置文件、步序记录下来就可以完成恢复。现在SIS系统电源的设计都选用厂UPS和保安电源两种，与DCS系统一样的供电方式，确保了电源的可靠性。若真发生全厂停电现象，那生产系统的数据也就不存在了，SIS数据传输也在这期间没了意义。所以，备用蓄电池保护方式实际作用也不大。至于值长站，专职人员不需要通过它来维护SIS系统，值长主要通过MIS看数据的。
三、软件功能体现与开发
3.1 实现功能的选择
我们在项目规划前期应对SIS各种功能的作用、成熟程度、难易程度、实用性等进行充分了解，实施方应向客户提供详尽的咨询及分析建议，使项目规划合理、适度、行之有效。同时新建电厂在规划功能时应依据需求，明确目的，量力而行。另外，规划SIS时必须考虑到它在电厂整体信息化建设的定位，只有纳入电厂信息化整体规划，采用统一的编码规范，才能实现数据共享，才能充分发挥效能，并使其具有更长的生命周期。
SIS系统在软件实施上，它包括很多功能。比如生产过程信息监视、统计和报表、耗差、小指标等都是需要实施的基本功能。而其它功能，例如机组负荷优化分配功能，对于全厂只有2台同类机组，或者该厂机组采用“直调”方式时，是否要配置该功能就值得研究。性能计算，都是厂商根据国家发布的标准开发，实际上效果不好，原因是每个机组的性能确定因素太多，厂商不好掌握。状态检修，技术可行，但需积累数据和进一步验证。至于大修数据管理就更需要论证和实践了。因此，当前不宜每个工程都将所有功能一哄而上，以免造成投入运行后发现无效、弃置不用造成浪费。可以先建设SIS网架、数据库以及少量相对成熟的功能软件，留有将来扩充完善的条件就可以了。
3.2 软件平台的考虑
目前主流的应用软件产品包大部分是基于C/S架构开发的。C/S架构因为响应快、操作个性化等受到企业热捧。随着互联网的发展，企业集团化的加强，分支机构的设立，这种传统的架构产生的问题接踵而来。已经很难适应百台电脑以上局域网用户同时使用，已经不能提供真正开放的环境。Internet技术的B/S架构产生，实现了对C/S结构的改进。
B/S结构的前端是以TCP/IP协议为基础的，我们SIS系统可以在MIS侧关系(或计算)服务器上添加www服务功能，终端用户可以通过Web浏览器，连接该服务器数据，可以调用系统资源来完成各种处理任务，这样大大简化了客户端，减轻了系统维护与升级的成本和工作量。
可是，SIS属于实时生产过程管理和监控范畴，实时性要求强。如果把生产过程数据实时监视、数据存储及各种计算都加在镜像或关系服务器上，它的进程会增多，性能会降低，cpu占用率会居高不下。还有B/S产品人机交互界面比较差，报表设计问题，安全问题、接入速度问题等等，也制约了B/S产品的普及。于是谋求将C/S与B/S相结合的形式体现电厂SIS系统是比较理想的手段，特别是人员多的老电厂。
这样既可以减少调取画面的时间，增强客户端数据刷新率，又降低网络资源占用率，达到技术要求，使维护成本最低。
3.3 工程实施过程中的注意事项
新建电厂不要求所有的DCS数据库点全引进SIS里，否则会造成数据拥挤，刷新周期长，磁盘容量不够情况。 导致的结果是数据提供不及时、计算不准确，消弱了SIS的建设意义。所以需要对所有数据进行挑选传送，对于2*300MW机组把有用数据控制在4万点以内、2*660MW控制在6万点以内。
SIS厂商在做机组性能、耗差分析时，一般要求其功能模块是开放的，参数能修改的，公式可调用的。许多计算只有在运行中不断了解机组运转特点，才找到减少偏差的方法。
在设备分工上，通过调查多个电厂的实行情况看，以热控专业为主导，运行节能专业为辅助的人员结构做出来的SIS系统比较全面，功能实现也较多。那些单独由信息中心或网络公司负责的电厂，其许多功能未能体现完整。
四、结束语
对于新建SIS工程来说，成本控制和设备利用率十分重要，为了使项目投资平稳，维护成本降低，我们需要综合考虑SIS系统的应用，确定优化软硬件的方案，才能有效地规避风险。这样不但可以获得很高的跟踪和控制项目的能力，并且可以增强项目组成员对项目如期完成的信心。
