SIS激活電廠信息化——專訪侯子良
記 者:作為世界上第一位提出電力行業SIS(Supervisor Information System,廠級監控信息系統)概念的專家,您是基于怎樣的背景和考慮提出此概念的? 侯子良:發展火電廠廠級自動化系統是近些年提出
記 者:作為世界上第一位提出電力行業SIS(Supervisor Information System,廠級監控信息系統)概念的專家,您是基于怎樣的背景和考慮提出此概念的?
侯子良:發展火電廠廠級自動化系統是近些年提出的新任務。20 世紀90 年代中期以前,火電廠自動化僅停留在機組級和車間級,基本上沒有為廠級生產過程綜合自動化和管理現代化提供自動化系統。近10 多年,是我國火電廠自動化技術發展最快的時期。這一時期的技術發展,大體經歷了3 個階段:(1)80年代末到90 年代初期,分散控制系統(DCS)從試點到推廣應用。(2)90 年代中期,以DCS為基礎的火電廠自動化應用技術逐步成熟。(3)90 年代后期,2000年火電廠自動化設計新思路的提出和應用。它提出了發展輔助車間(系統)網絡化和廠級SIS、MIS系統的任務,從此火電廠從分散控制系統時代進入了網絡化時代,同時吹響了信息化的號角。技術發展必然要求我們盡快進入以推廣應用現場總線技術為標志的數字化時代,進而向電廠信息化時代全面邁進。
關于SIS概念,國內外雖然沒有明確和完整的提出過,但SIS的某些功能早在上世紀90 年代中、后期就已開始在國內外火電廠廠級信息化系統中出現。依據國內外技術發展趨勢,如何確立2000年我國火電廠自動化建設方向,應適時提到議程上來。1997年10月,電力規劃設計總院向國家電力公司上報"關于建設2000年新一代示范(試點)電廠"一文的附件中提出"2000年電廠儀表和控制(I&C)系統設計原則"。主要包括4個方面:單元機組控制進一步智能化、自動化、控制中心小型化;監控系統物理分段設計原則的應用;全廠輔助系統 (車間)進一步集中監控;發展廠級監控信息系統(SIS)和管理信息系統(MIS),形成了全廠計算機監控和信息網絡。
之所以要提出SIS概念,主要是因為廠級信息化系統中包含管理信息系統(MIS)和監控信息系統兩大部分內容,且兩大系統的信息特征、開發和管理要求差異很大,安全可靠性等級亦不相同。把SIS概念從MIS概念中獨立分離、加以突出,可迅速凝聚熟悉電廠生產過程背景的開發公司和用戶(設計院、電廠等)投入進來,而不致由于SIS功能融在MIS概念中而被排斥在外,或處于從屬地位;同時,也可迅速把SIS的功能、性能和技術要求等方面的特點顯現出來。這些思路迅速在全國得到響應,示范電廠中試點工作還未完成,就被納入規程、規范,得到推廣應用,發展速度之快超出意料。事實證明,SIS概念的出現使我國SIS功能的完善化程度、SIS開發公司的成長速度等方面的發展大大超過了國外。不久,一批按新思路設計的電廠將投入運行,相信這將使我國火電廠自動化水平再上一個臺階。實現在21 世紀前10 年,中國火電廠自動化應用步入國際先進水平的目標。
記 者:SIS概念提出后,經歷怎樣的發展?它的核心功能和經濟價值表現在哪里?您如何展望中國火電廠自動化的發展趨勢?
侯子良:SIS概念提出后,經歷了從爭論到試點,再到普遍立項、推廣應用的發展歷程。它比歷史上任一項自動化技術(包括DCS)在火電廠的應用發展都要迅速,實際上試點工程還沒有投產,就已在新建單機容量300 MW機組的電廠中推廣應用,甚至在部分老廠中也在逐步規劃實施。
火電廠廠級監控信息系統(Supervisory Information System in Plant Level,簡稱SIS)是主要為火電廠全廠生產過程綜合優化服務的生產過程管理和監控信息系統,是介于電廠管理信息系統(MIS)和過程自動化系統(DCS、PLCS等)之間的中間層系統。SIS系統以安全經濟運行和提高發電企業整體效益為目的。一般具有四大核心功能:生產過程信息采集、處理和監視;經濟性能計算分析和操作指導;運行調度;以及設備狀態監測和故障診斷。電廠SIS的實際應用可降低發電成本、提高安全系數,增強電廠的整體效益。
對于SIS系統經濟價值的量化問題,應該說迄今為止,SIS系統在我國乃至世界來說,都是一個新的課題,目前我國大部分SIS項目尚處于立項和在建階段,具體的量化數據尚無法準確給出。這的確是一種遺憾,不過這也是一種新事物誕生初期的必然現象,它總要經歷一個走向成熟的過程。而且,這個問題很快將會有所突破,隨著國內一批大型火電廠的SIS項目投入運行,可以很快地直觀看到SIS系統的實際效果。
伴隨著高科技飛速發展,世界進入信息時代;我國社會主義市場經濟體制日趨完善,經濟實力進一步加強,電力市場將真正形成,在未來的幾年時間里,中國火電廠自動化技術應用將以更快的速度前行。同時,一場管理體制改革正在蘊動,它要求火電廠自動化專業機構的重組和領導隊伍的強化,以順應和支持應用技術的實時進步和不斷創新。
記 者:目前,SIS系統建設和應用推廣暴露出的突出問題是什么?電力行業熱工自動化標準化技術委員會對此展開了哪些工作?您認為SIS發展同數字化電廠的建設存在怎樣的關系?
侯子良:由于SIS如此迅速地推廣應用,經驗少、技術不太成熟就成為非常突出的問題。目前各大發電公司都在組織力量,加強對SIS的規劃、指導和管理。我認為擔負電力行業管理和服務的機構也應積極協助各大發電公司,做好服務工作。電力行業熱工自動化標準化技術委員會正為此努力做好下列工作:
(1)根據國家發改委任務,組織編制電力行業標準《火力發電廠廠級監控信息系統技術條件》,編制大綱已于2003年12月審查通過,預計2004年中將完成送審稿的審查,年內完成報批稿。(2)正在立項修編鍋爐、汽輪機、發電機、磨煤機、風機和水泵等工藝設備的熱工檢測控制技術條件,這些標準將充分考慮設備狀態監督和狀態檢修等SIS和MIS功能的要求。(3)組織全國性的SIS技術研討、交流和評審,其中包括于今年3月份召開的"SIS實時/歷史數據庫應用技術研討會",加強對數據庫選型的指導,同時形成數據庫市場競爭的局面。(4)進一步建立經常性的機構,加強SIS的培訓和交流。
"用信息化推動電廠現代化"已成為共識,SIS的提出實際上僅僅是吹響了火電廠信息化的號角。所謂火電廠信息化,就是火電廠生產過程監控和企業管理的所有必要信息均應無重復的得以采集和通過數字網絡共享;經自動處理,使信息盡可能濃縮和智能化;信息的采集、處理和反饋應最大限度實現自動化,減少繁重的人工信息采集、錄入、處理和反饋的工作量,提高安全性和勞動生產率。目前,信息智能化還只是開始,很多智能軟件正在開發和實踐;另一方面,實現電廠現代化監控和管理所需的大量信息還沒有做到自動采集和處理,如一臺300 MW機組,單是為實現現場變送器、執行器和開關柜的現代化管理,就需要采集6 000、7 000 點信息。如果要實現工藝設備狀態檢修,還需要增加一些測點,這么多信息如果用傳統采集方式幾乎是不可能的。因此,火電廠必須在廠級、機組(車間)級實現數字化(網絡化)基礎上,實現現場設備級數字化,即全面推廣應用現場總線系統。這樣,SIS的有些功能才不致成為無米之炊。從這個角度上講,火電廠全面實現數字化,或者說數字化電廠應當成為我們下一個奮斗目標。
記 者:目前,我國的大部分電廠已引入MIS系統來提高信息管理水平,但應用效果并不盡如人意。據國外統計顯示,在發達國家MIS系統實施成功率(各行業綜合統計)大約為30%,而在發展中國家,這一數字一般只能達到15%~20%。隨著SIS概念的提出和完善,并逐漸為多數業內人士所接受,有人斷言:電廠MIS系統已經步入黃昏。您對于此觀點持何種看法?
侯子良:火電廠廠級監控信息系統(SIS)和管理信息系統(MIS)是電廠實現生產過程自動化和管理現代化的二個不可缺少的工具,它們的關系是相輔相成的,而不是互相取代。我們要有 "一體化"的發展概念和規劃。SIS+MIS系統,對內是實現生產過程自動化和管理現代化的系統,對外是電網運營和調度系統。整個電廠的信息系統核心,包括DCS、SIS和MIS,有機地構成了一個整體。
記 者:對于SIS發展的商業前景,您曾作出"在電廠信息化演進的過程中, SIS每年正產生出3 億~5 億元商機,并且這個市場容量還將以加速度膨脹"的論斷。您認為對于SIS供應商的選擇,要注重哪些問題和條件?應如何發展民族自動化工業?
侯子良:目前,如何選擇合適的建設廠商已成為電廠企業SIS系統建設所面臨的一大問題。對于SIS供應商的選擇,我認為應注重以下4 方面:(1)應有深厚的行業背景,熟悉火電廠生產過程及控制。這并不是排斥這個領域的新進入者,而是建設成功的SIS系統,相關的行業背景和經驗確實是必需的。新進入者可通過資本運作、收購和合作等方式來實現前期介入。(2)要有自己的核心技術。僅從建設成本一方面看,擁具有自己的核心技術、自主產權,會顯著降低工程成本,為電廠節約大量資金。(3)擁有一支優秀的開發和實施隊伍。只有完美的方案,缺乏強大的實施隊伍,工程亦不可行。(4)企業在電力信息化市場上的穩定性和地位。當然,SIS系統是個相對大型的工程,未來隨著技術的成熟和產業化、模塊化發展,小型企業在其中若干模塊的提供上依然有著廣闊的空間。
迅速發展的電力信息化市場為我國民族自動化工業提供了很好的發展機遇。特別是SIS產業,我國自主開發和應用的前進步伐是相當快的。我國潛在的高科技人才資源的豐富為世界公認。但我們與外國相比,我們需要快速造就一批杰出的企業家和具有現代化機制的、運作高效的企業,并開發出一批自主版權的名牌軟件產品。綜合形勢對我國非常有利,我相信隨著火電廠信息化時代的到來,上述目標也必將實現。
侯子良:發展火電廠廠級自動化系統是近些年提出的新任務。20 世紀90 年代中期以前,火電廠自動化僅停留在機組級和車間級,基本上沒有為廠級生產過程綜合自動化和管理現代化提供自動化系統。近10 多年,是我國火電廠自動化技術發展最快的時期。這一時期的技術發展,大體經歷了3 個階段:(1)80年代末到90 年代初期,分散控制系統(DCS)從試點到推廣應用。(2)90 年代中期,以DCS為基礎的火電廠自動化應用技術逐步成熟。(3)90 年代后期,2000年火電廠自動化設計新思路的提出和應用。它提出了發展輔助車間(系統)網絡化和廠級SIS、MIS系統的任務,從此火電廠從分散控制系統時代進入了網絡化時代,同時吹響了信息化的號角。技術發展必然要求我們盡快進入以推廣應用現場總線技術為標志的數字化時代,進而向電廠信息化時代全面邁進。
關于SIS概念,國內外雖然沒有明確和完整的提出過,但SIS的某些功能早在上世紀90 年代中、后期就已開始在國內外火電廠廠級信息化系統中出現。依據國內外技術發展趨勢,如何確立2000年我國火電廠自動化建設方向,應適時提到議程上來。1997年10月,電力規劃設計總院向國家電力公司上報"關于建設2000年新一代示范(試點)電廠"一文的附件中提出"2000年電廠儀表和控制(I&C)系統設計原則"。主要包括4個方面:單元機組控制進一步智能化、自動化、控制中心小型化;監控系統物理分段設計原則的應用;全廠輔助系統 (車間)進一步集中監控;發展廠級監控信息系統(SIS)和管理信息系統(MIS),形成了全廠計算機監控和信息網絡。
之所以要提出SIS概念,主要是因為廠級信息化系統中包含管理信息系統(MIS)和監控信息系統兩大部分內容,且兩大系統的信息特征、開發和管理要求差異很大,安全可靠性等級亦不相同。把SIS概念從MIS概念中獨立分離、加以突出,可迅速凝聚熟悉電廠生產過程背景的開發公司和用戶(設計院、電廠等)投入進來,而不致由于SIS功能融在MIS概念中而被排斥在外,或處于從屬地位;同時,也可迅速把SIS的功能、性能和技術要求等方面的特點顯現出來。這些思路迅速在全國得到響應,示范電廠中試點工作還未完成,就被納入規程、規范,得到推廣應用,發展速度之快超出意料。事實證明,SIS概念的出現使我國SIS功能的完善化程度、SIS開發公司的成長速度等方面的發展大大超過了國外。不久,一批按新思路設計的電廠將投入運行,相信這將使我國火電廠自動化水平再上一個臺階。實現在21 世紀前10 年,中國火電廠自動化應用步入國際先進水平的目標。
記 者:SIS概念提出后,經歷怎樣的發展?它的核心功能和經濟價值表現在哪里?您如何展望中國火電廠自動化的發展趨勢?
侯子良:SIS概念提出后,經歷了從爭論到試點,再到普遍立項、推廣應用的發展歷程。它比歷史上任一項自動化技術(包括DCS)在火電廠的應用發展都要迅速,實際上試點工程還沒有投產,就已在新建單機容量300 MW機組的電廠中推廣應用,甚至在部分老廠中也在逐步規劃實施。
火電廠廠級監控信息系統(Supervisory Information System in Plant Level,簡稱SIS)是主要為火電廠全廠生產過程綜合優化服務的生產過程管理和監控信息系統,是介于電廠管理信息系統(MIS)和過程自動化系統(DCS、PLCS等)之間的中間層系統。SIS系統以安全經濟運行和提高發電企業整體效益為目的。一般具有四大核心功能:生產過程信息采集、處理和監視;經濟性能計算分析和操作指導;運行調度;以及設備狀態監測和故障診斷。電廠SIS的實際應用可降低發電成本、提高安全系數,增強電廠的整體效益。
對于SIS系統經濟價值的量化問題,應該說迄今為止,SIS系統在我國乃至世界來說,都是一個新的課題,目前我國大部分SIS項目尚處于立項和在建階段,具體的量化數據尚無法準確給出。這的確是一種遺憾,不過這也是一種新事物誕生初期的必然現象,它總要經歷一個走向成熟的過程。而且,這個問題很快將會有所突破,隨著國內一批大型火電廠的SIS項目投入運行,可以很快地直觀看到SIS系統的實際效果。
伴隨著高科技飛速發展,世界進入信息時代;我國社會主義市場經濟體制日趨完善,經濟實力進一步加強,電力市場將真正形成,在未來的幾年時間里,中國火電廠自動化技術應用將以更快的速度前行。同時,一場管理體制改革正在蘊動,它要求火電廠自動化專業機構的重組和領導隊伍的強化,以順應和支持應用技術的實時進步和不斷創新。
記 者:目前,SIS系統建設和應用推廣暴露出的突出問題是什么?電力行業熱工自動化標準化技術委員會對此展開了哪些工作?您認為SIS發展同數字化電廠的建設存在怎樣的關系?
侯子良:由于SIS如此迅速地推廣應用,經驗少、技術不太成熟就成為非常突出的問題。目前各大發電公司都在組織力量,加強對SIS的規劃、指導和管理。我認為擔負電力行業管理和服務的機構也應積極協助各大發電公司,做好服務工作。電力行業熱工自動化標準化技術委員會正為此努力做好下列工作:
(1)根據國家發改委任務,組織編制電力行業標準《火力發電廠廠級監控信息系統技術條件》,編制大綱已于2003年12月審查通過,預計2004年中將完成送審稿的審查,年內完成報批稿。(2)正在立項修編鍋爐、汽輪機、發電機、磨煤機、風機和水泵等工藝設備的熱工檢測控制技術條件,這些標準將充分考慮設備狀態監督和狀態檢修等SIS和MIS功能的要求。(3)組織全國性的SIS技術研討、交流和評審,其中包括于今年3月份召開的"SIS實時/歷史數據庫應用技術研討會",加強對數據庫選型的指導,同時形成數據庫市場競爭的局面。(4)進一步建立經常性的機構,加強SIS的培訓和交流。
"用信息化推動電廠現代化"已成為共識,SIS的提出實際上僅僅是吹響了火電廠信息化的號角。所謂火電廠信息化,就是火電廠生產過程監控和企業管理的所有必要信息均應無重復的得以采集和通過數字網絡共享;經自動處理,使信息盡可能濃縮和智能化;信息的采集、處理和反饋應最大限度實現自動化,減少繁重的人工信息采集、錄入、處理和反饋的工作量,提高安全性和勞動生產率。目前,信息智能化還只是開始,很多智能軟件正在開發和實踐;另一方面,實現電廠現代化監控和管理所需的大量信息還沒有做到自動采集和處理,如一臺300 MW機組,單是為實現現場變送器、執行器和開關柜的現代化管理,就需要采集6 000、7 000 點信息。如果要實現工藝設備狀態檢修,還需要增加一些測點,這么多信息如果用傳統采集方式幾乎是不可能的。因此,火電廠必須在廠級、機組(車間)級實現數字化(網絡化)基礎上,實現現場設備級數字化,即全面推廣應用現場總線系統。這樣,SIS的有些功能才不致成為無米之炊。從這個角度上講,火電廠全面實現數字化,或者說數字化電廠應當成為我們下一個奮斗目標。
記 者:目前,我國的大部分電廠已引入MIS系統來提高信息管理水平,但應用效果并不盡如人意。據國外統計顯示,在發達國家MIS系統實施成功率(各行業綜合統計)大約為30%,而在發展中國家,這一數字一般只能達到15%~20%。隨著SIS概念的提出和完善,并逐漸為多數業內人士所接受,有人斷言:電廠MIS系統已經步入黃昏。您對于此觀點持何種看法?
侯子良:火電廠廠級監控信息系統(SIS)和管理信息系統(MIS)是電廠實現生產過程自動化和管理現代化的二個不可缺少的工具,它們的關系是相輔相成的,而不是互相取代。我們要有 "一體化"的發展概念和規劃。SIS+MIS系統,對內是實現生產過程自動化和管理現代化的系統,對外是電網運營和調度系統。整個電廠的信息系統核心,包括DCS、SIS和MIS,有機地構成了一個整體。
記 者:對于SIS發展的商業前景,您曾作出"在電廠信息化演進的過程中, SIS每年正產生出3 億~5 億元商機,并且這個市場容量還將以加速度膨脹"的論斷。您認為對于SIS供應商的選擇,要注重哪些問題和條件?應如何發展民族自動化工業?
侯子良:目前,如何選擇合適的建設廠商已成為電廠企業SIS系統建設所面臨的一大問題。對于SIS供應商的選擇,我認為應注重以下4 方面:(1)應有深厚的行業背景,熟悉火電廠生產過程及控制。這并不是排斥這個領域的新進入者,而是建設成功的SIS系統,相關的行業背景和經驗確實是必需的。新進入者可通過資本運作、收購和合作等方式來實現前期介入。(2)要有自己的核心技術。僅從建設成本一方面看,擁具有自己的核心技術、自主產權,會顯著降低工程成本,為電廠節約大量資金。(3)擁有一支優秀的開發和實施隊伍。只有完美的方案,缺乏強大的實施隊伍,工程亦不可行。(4)企業在電力信息化市場上的穩定性和地位。當然,SIS系統是個相對大型的工程,未來隨著技術的成熟和產業化、模塊化發展,小型企業在其中若干模塊的提供上依然有著廣闊的空間。
迅速發展的電力信息化市場為我國民族自動化工業提供了很好的發展機遇。特別是SIS產業,我國自主開發和應用的前進步伐是相當快的。我國潛在的高科技人才資源的豐富為世界公認。但我們與外國相比,我們需要快速造就一批杰出的企業家和具有現代化機制的、運作高效的企業,并開發出一批自主版權的名牌軟件產品。綜合形勢對我國非常有利,我相信隨著火電廠信息化時代的到來,上述目標也必將實現。
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責任編輯:何健
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