电厂信息系统的规划与设计信息技术的发展使我们进入了一个后工业化社会，或称信息化社会。

信息作为一种资源，它和材料、能源一样是社会生产的基本要素，同时又是人类生产的重要产品。

信息化则是以信息资源开发利用为核心，以计算机、网络、通信等技术为依托的一种新技术扩散的过程。

这一过程将会使传统产业的生产和管理方式发生变化。

从我国电力信息化的发展历程来看，间接地印证了专家们对社会及信息技术发展的预测。

然而，电厂信息化既是管理和运营者的要求，又是一个社会的行为。

特别是那些新建的电厂，信息系统的规划设计、硬件的配置和布置、软件的选购与实施都会成为重要的影响因素。

因此，有必要对电厂信息系统的规划设计进行深入地研究，使信息系统真正发挥作用，带动企业生产和管理的进步。

为了能够更好地对电厂信息系统进行规划设计，需要首先了解电厂信息化的特点及当今国际上的发展趋势，只有这样才符合2000年示范电厂的设计思路，把电厂建设成为一个符合现代化生产和管理要求的新型电厂。

1 电厂信息化的特点电厂的主要产品是电能（少数企业还有热能及建材等副产品）。

从电力供应来看，电能已经成为人们日常生产和生活中消耗的主要能源，不论城市或农村，不论生产或生活都离不开电，一个国家电气化水平越高，电能对社会的影响就越大。

此外，电能还具有均质性和不可存储等特点，电厂的发电量不能由企业自己确定，而是电力负荷需求和电网调度的结果。

从电力需求来看，社会对电量的需要是不确定的，它会随着地区、时间、季节、气候等方面的变化而变化。

对这种不能储备，需要量又是瞬息万变的电能，就需要实时精确地掌握供给和需求，以便及时地对系统进行调整和控制，才能够保证整个供电系统的稳定运行。

因此，电能是一个按需生产的系统，就其能量产品而言，早已实现了零库存，当然实现零库存的出发点和动机并不完全是经济性和企业生产效率的原因，更多是由于各级调度控制的结果，主要基于电力系统的可靠性和稳定性为前提。

可见，电力的供应链是电力负荷需求拉动的，供应链上各个环节控制的自动化程度及信息管理的水平都直接影响着整个系统运行的安全和稳定。

从电厂生产和管理的要求来说，对信息的安全、快速、完整和准确性都提出了较高的要求。

因此，电厂的信息化具有如下特点：（1）安全性和可靠性；（2）信息应具有实时性；（3）信息应具有准确性；（4）信息应具有完整性；（5）全厂信息应共享、集中管理。

2 电厂信息化的发展方向随着电厂信息技术应用的深入，以图形为用户界面、网络和数据库为支撑针对各种不同应用的信息系统不断出现，并逐步在电厂的企业管理（包括计划、经营、采购、人力资源、财务等）、生产管理（包括运行、维护、物资等）和过程管理（过程监视、故障诊断、性能计算分析、操作指导等）中推广应用，提高了电厂的生产运行和经营管理水平。

另一方面，随着计算机技术在电厂控制系统中的广泛应用，特别是近年来生产的DCS和PLC大多采用了通用的操作系统和网络协议，从而与其他信息系统在计算机平台上实现了对接，形成了过程自动控制、过程管理、生产管理到企业管理等系统的集成［1］，并实现了过程自动控制网络与全厂信息管理网络在安全隔离情况下的数据连接，如下图所示。

因此，从电厂的实际需要来看，只有两个计算机网络，即：一个是用于过程自动控制的网络；另一个是用于各种信息管理的网络。

在国内，由于种种原因把信息管理的网络划分为SIS和MIS，并将过程自动控制网络部分功能（如：运行调度和机组负荷分配）和信息管理网络中的部分功能（如：生产过程信息监视、统计和分析，机组和设备寿命管理）放入SIS 网络中，将生产信息与过程信息分开，厂级控制与过程自动控制系统分开，形成了三个网络。

从上图可以看出国内称之为SIS定义的内容主要涉及到过程信息，它与生产信息有很多联系，特别是有关设备的相关信息。

二者所不同的在于一个是实时信息（如：设备的状态和运行参数等），而另一个是非实时信息（如：设备的台帐、缺陷、检修记录、备品备件等）。

从设备信息的整体性来看，实时信息和非实时信息反映了设备的不同方面，具有很强的关联关系，人为地将实时信息和非实时信息分开，就不能够把这些关系反映出来，设备的相关信息如下图所示：国外发达国家，虽然没有SIS的概念，也没有把电厂的信息系统划分为SIS和MIS，但在信息系统的建设和应用水平等方面要比我们先进［2］。

究其原因，有如下几个方面需要我们认真思考：（1）信息系统的规划设计不是仅从某个专业的需求出发考虑问题，而是从企业生产和管理的整体要求出发搭建信息系统的框架；（2）信息系统的内容不追求概念和形式，更注重实际的功能和应用效果。

硬件配置和软件采购都是按照企业的实际需要选定，没有笼统地采购SIS或MIS；（3）信息系统的建设是一项系统工程，除了硬件、软件的建设外，更注重编码的统一、数据的积累和流程的优化；（4）不照搬控制系统的建设方式，注重整体规划、分步实施、重在应用的系统建设方法，使信息系统在工程建设的初期就能够发挥作用。

（5）网络划分为过程自动控制网和信息管理网，信息管理网络中既有非实时信息，也有实时信息，企业的全部信息在此集中共享，并遵循“控制网络的规模以满足控制需要为限”，不做扩充。

（6）机组负荷分配等具有厂级控制要求的功能放在厂级DCS系统中完成。

而国内对以上几个方面的认识有着一定的差距，特别是由于专业划分导致信息网络和数据库的不合理配置，影响了企业信息资源的集中管理和共享。

按照目前国内已经建成的SIS系统网络来看，实际上就是一个不参加控制的普通以太网络。

既然不参加控制，DCS与其完全隔离且单向通信，SIS和MIS是否还有必要再划分成两个网络，值得商榷［3］。

3 电厂信息系统的规划与设计在发电工程设计中，信息系统的规划设计与控制系统的设计有很大差别。

控制系统的设计主要满足工艺流程的需要，对象是设备，其功能是根据系统和设备性能的要求协调设备之间的关系，为电厂运行服务。

信息系统的规划设计则不光是着眼于电厂的运行，还要考虑电厂建设期的信息管理和积累；对象不仅是设备，还有其他事物的数据和信息；其功能既服务于系统运行和生产，还要考虑设备的维护、检修和管理，为整个电厂的生命周期服务［4］。

同时，信息系统的规划设计与企业的信息规划也有所不同。

前者的工作内容和重点主要集中在工程各阶段的信息管理、信息的积累、各个信息系统之间的接口，以及和其他专业的配合工作；而后者主要集中在业务调研、企业策划、信息需求分析、业务流程优化等大量与企业管理咨询相关的内容。

可见，电厂信息系统的规划设计应该紧紧围绕着工程的要求开展工作，而涉及到管理模式和业务流程的那部分内容应该满足项目所属集团公司或项目法人提出的要求。

电厂信息系统模型如下图所示：电厂信息系统的主要结构：数据库—包括4类数据：实时数据库（RTDB）、关系数据库（RDB）、图档数据库（DOC）、文件库（FILE）。

这4类数据库如何配置要根据电厂实际应用情况确定，例如：关系数据库如果配置在微机服务器上，数据库的数量就比较多，而配置在小型机上，数据库的数量就可以减少。

但无论数据库服务器的数量有多少，都应该集中放置，这样做不但节省投资，更重要的是便于备份、灾难恢复、维护和管理。

服务器—包括8类的服务器：数据库服务器、应用服务器、文件服务器、邮件服务器、Web服务器、视频服务器、安全认证服务器、防病毒及过滤服务器。

这8类服务器是从应用角度所作的逻辑划分，物理设备应根据实际情况配置。

例如：Web服务器和安全认证服务器在外部访问数量不大的情况下，可以放在一台设备上完成；而应用服务器也可以把不同的应用放在多台服务器上。

计算机网络—包括2个计算机网络：一个是过程自动控制的网络，另一个是用于各种信息管理的网络。

从技术原理和技术实现上来说，这两个网络是一样的，但从应用的特点和要求来看，两者有一定差异，主要体现在下面几个方面：从应用的对象来看，使用控制网的人员主要是调度、运行和操作人员，接受信息对象主要是设备和系统；使用管理网的人员比较广泛，在信息化较好的企业中多数员工都可以使用管理网来完成相应的工作内容。

从应用的要求来看，控制网的对象主要是设备和系统，内容主要是控制信号，包括开关控量、模拟量和数字量；管理网的对象要广泛的多，除了设备的信息要用以外，更多的是生产、经营和管理的信息，这些信息的内容往往随着应用的不断变化，越来越复杂。

从传输信息量来看，由于控制网传输的内容多为控制和设备状态信息号不存在多媒体的内容，网上的信息传输量较小，一般百兆网络即可满足应用的要求；而管理网传输的内容要复杂得多，特别是多媒体的大量应用，数据量也大得多，网络骨干为千兆交换比较适宜。

从安全和可靠性来看，控制网的安全性和可靠性要求比较高，因此，大多数控制网络采用全冗余配置，以确保网络通信万无一失；而管理网的要求则相对较低，暂时的网络故障对应用的影响不大，可以采用部分冗余配置即可满足要求。

机组负荷分配等具有厂级控制要求的功能放在厂级DCS系统中完成，信息管理的网络包括过程管理信息、生产管理信息、企业管理信息，为企业实现全息数据的集中管理奠定基础。

因此，过程自动控制计算机网络和信息管理计算机网络在网络设计和配置等方面的侧重是不一样的，需要分别对待。

两个网络之间的通信应按照国家经贸委[2002]第30号令《电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护的规定》的要求，做好有效隔离和安全措施。

应用系统—本着不重复、不漏项、经济实用的原则，对全厂应用系统做出统一规划，包括电厂采用的标识系统。

规划应具有一定的先进性，考虑企业在整个生命周期中信息管理的要求，并规划好基建与生产之间的过渡内容。

设计时要瞻前顾后，对于扩建电厂，需要与现有机组进行统一规划。

在数据处理和信息采集等方面，还需考虑电厂今后续建机组时的需要。

鉴于电厂建立系统时更倾向于采购成熟的商品化软件，因此，应用系统的规划设计应侧重在全厂信息系统的结构、商品化软件的集成以及在电厂建设过程中的数据积累等方面。

应用系统的规划设计是一项系统工程，应该从系统的整体性出发考虑各应用软件之间的协调关系，不应片面地追求某个软件的先进性。

此外还要根据电厂的情况和具体应用需求，设计相应的系统，切不可千篇一律地套用某些概念，形成某些系统的固化配置（例如：某些燃机电厂的控制系统网络已经连在一起的情况下，又配置SIS系统），使设计工作流于形式。

4 规划与设计中应注意的问题电力体制改革后，各发电集团十分重视信息化工作，将其作为企业核心竞争力的主要内容，投入大量资金建设信息系统，仅这几年新建电厂SIS系统每年的投资就高达3~5亿元［5］。

如此大的投入是否真正发挥了作用？怎样才能够更为合理、更加实用地建设电厂信息系统是摆在电力信息化工作者面前的重要课题。