1、热电联产机组在线监测系统中应用的关键技术摘要：热电联产机组在线监测系统旨在建立面向省级区域的热电联产企业生产经济性能考核、生产过程实时数据和历史数据库平台、实现全省所有企业的信息共享，从而做到“以热定电” ，为电网的节能发电调度提供技术支持。 关键词：在线监测统一平台安全解决方案 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 1. 背景 2007 年 8 月国务院颁布了节能发电调度办法（试行） ，要求开展节能发电调度试点工作，2007 年 12 月又出台了节能发电调度办法实施细则 ，其中要求：“燃煤热电联产机组按照以热定电的原则安排发电负荷” 。为了响应国家节能减排的号召，依据实际热负荷来
2、确定热电联产机组运行的电负荷上限，并以此为基础开展热电联产的节能发电调度和在线监测，对实现“全社会能耗水平最低，污染物排放最少”的目标具有十分重要的现实意义。 “热电联产机组在线监测系统”的目标是建立一个覆盖省级区域各个热电机组的在线信息监测网络，从而实现全省范围内热电联产机组的节能发电调度以及热电比在线监测，涉及热电厂热负荷数据采集，电负荷数据采集，数据传输，热电关系信息库建立以及热电比分析结果展示和发布等环节。这就需要综合利用计算机硬件资源、先进的互联网技术和中央数据库系统构建一个统一的架构和平台，同时提供完整的安全解决方案。 2、构建热电联产机组在线监测系统的关键技术 “热电联产机组在线
3、监测系统”专注的目标是构建在生产过程信息处理的基础之上的综合信息整合。其系统整体架构如下图： 由上图可以初步了解到本系统是集应用服务器、集成服务器、关系数据库于一身，并将开发和管理环境融于一体，架构连贯的集成平台。这种应用集成平台采用独一无二的面向对象的技术融合，能轻松高效地集成复杂的系统。 2.1 三统一的技术平台 “热电联产机组在线监测系统”共有三层架构，分别为支持表现(称为统一的信息表现平台)、业务逻辑(称为统一的业务计算平台)和数据连接存贮(称为统一的数据存取平台) 统一的信息表现平台负责管理应用的用户界面：通过提供一系列的面向电厂业务和通用业务的组件(画面、报表、曲线、查询、表单、报
4、告、网页等)组合成信息表现的交互平台，表现的内容通过 iStudio 等应用程序生成，可以通过 iBrowser 这样的客户浏览器进行信息的浏览。 统一的业务计算平台包含各种业务逻辑：含有各种面向电厂应用的计算。如：基本数据的滤波、在线的热经济性能分析计算等。业务逻辑的开发可以是各种不同的方式：存贮过程、独立的程序、动态链接库、对象模型的方法等。业务层的作用就是将各类数据加工成有效的信息。 统一的数据存取平台负责数据连结存贮：提供所有业务和表示的信息连接，数据连结层提供了整个系统得数据源，它含有：现场 DCS、辅控系统、网控系统实时采集的信息，手工录入的信息、其他关系型数据库的信息(ERP,M
5、IS)、其他系统的信息、在业务层经过计算得出的二次信息等。数据连结层不仅仅提供整个系统所需要的实时信息，同时可以通过工业数据库系统提供任一时间段的历史信息和通过 SQL 方式查询的其他关系数据库中的信息。 这三种结构的组合就成为了“热电联产机组在线监测系统”的统一平台解决方案。 2.1.1 统一的信息表现平台 表现平台负责管理与桌面应用、Web 浏览器或其他客户机类型的交互。本信息表示层的信息获得是基于 SOA 构架的，所有信息都是由服务器端的特定服务提供的，而客户端则需要对于特定的信息提供特殊的解释即可。所以，信息表示层是在标准的 web 服务的基础上扩展的信息服务。如：实时信息的传输和解释
6、。 信息表现层的用户界面通过类似于微软网络浏览器 IE 的客户端协议解释程序专用浏览器(iBrowser)完成。专用浏览器不仅仅包括有微软 IE的所有通用的信息解释功能(可以将专用浏览器替代 IE),同时可以实现对于特殊的表现电厂信息的数据格式进行特别的解释以及嵌入用户特别定义的 FORM 进行运行。 客户端可以完成对于所有用户程序的自动更新和定时下载。保证客户程序和数据的一致更新。 2.1.2 统一的业务计算平台 统一的业务计算平台负责电厂业务中数据加工成成有用的信息的所有程序模块和组件，业务层包含独立于用户界面的应用业务逻辑，其中包括可以运行在应用服务器环境中的分布式组件。这些计算通过类似
7、于高级语言语法的编程方式组成，统一的业务计算平台是一个面向工业逻辑开发应用的快速程序开发环境(RAD)，它可以使用系统提供的数据源函数可以帮助任何没有计算机专业背景的工程师(热控、锅炉、汽机)方便地获得现场信息，并在施加了响应的计算之后，把结果方便地写回实时数据库系统或者系统的其它数据存贮方式中。所有的结果都可以通过统一的信息表现平台在客户端被准确地有效地使用。 该平台是主要用于服务端的业务逻辑组件架构，便于开发人员设计、开发可定制、可重复使用的业务逻辑。系统提供可伸缩、可移植的服务端组件，可与任何种类的客户机交互。 平台为了保证系统得流畅高效运行，还提供了运行监视、自动重启、运行日志、以及杀
8、死无效进程的功能。 统一的业务平台本身就是一个系统的增值平台，用户可以在平台上实现简单或者复杂的业务逻辑。平台的使用对象不仅仅是实施公司的开发人员，同时可以使电厂信息中心的开发人员、第三方逻辑供应商、以及合作伙伴。 2.1.3 统一的数据存取平台 “热电联产机组在线监测系统”的数据存贮平台提供了一个，分布在整个企业内部各个信息点的，以工业数据库为核心的生产数据和业务逻辑信息的存贮、通讯、抽取的平台。本平台的功能就是完成和本系统相关的数据和信息服务。数据和信息的来源可以是 DCS、辅控系统、电气系统、业务逻辑模块以及电厂其它系统的数据。在数据平台中被绑定到统一的设备对象模型上，实现针对用户的信息
9、来源无关(即用户不必关心数据和信息是来自于电厂中的哪一个系统)的引用。 信息存取平台不仅仅提供信息的引用，同时还负责系统和其它系统(DCS、远动、ERP 等)之间的信息安全和网络完全控制。 2.2 系统的安全性解决方案 系统的安全特性可以分为物理安全、网络安全、操作系统安全和数据库安全几个部分。2.2.1 身份验证 数据库本身安全又分系统管理级、系统应用工程师级及操作员级。在系统管理级下，注册工程师(组)及操作员(组)账号和口令，同时严格规定其各自权限。进入系统时，必须登记注册及校验口令。 本系统系统采用基于角色的系统用户身份验证机制，在系统运行的各个方面编程时，将内部参量按区划分，系统授权操
10、作员按权限操作指定的区域，同时采用系统安全保护。 系统的客户端用户必须是授权的角色，且必须输入用户名和密码才能进入，WEB 必须是本单位的机器方可访问。 用户可以通过和系统开发人员自定义若干个安全级别，并通过程序给予确认，即可获得对于网络上所有用户的权限管理。 2.2.2 网络数据安全 网络数据采用加密的数据流传输，一来可以较好地解决网络带宽的问题，同时可以实现网络信息的反跟踪、反窃听。 系统的网络系统纳入整个电厂的网络安全系统中，采用统一的防病毒软件、通过划分虚网和采用双网卡机制将信息系统和控制系统从物理上隔离开来，保证系统和现场运行系统的运行免受病毒的干扰。 整个网络系统的安全采用虚拟专用
11、网络 VPN 实现。 VPN 的英文全称是“Virtual Private Network”，翻译过来就是“虚拟专用网络” 。顾名思义，虚拟专用网络可以把它理解成是虚拟出来的企业内部专线。 虚拟专用网（vpn）被定义为通过一个公用网络（通常是因特网）建立一个临时的、安全的连接，是一条穿过混乱的公用网络的安全、稳定的隧道。使用这条隧道可以对数据进行几倍加密达到安全使用互联网的目的。虚拟专用网是对企业内部网的扩展。虚拟专用网可以帮助远程用户、公司分支机构、商业伙伴及供应商同公司的内部网建立可信的安全连接，并保证数据的安全传输。虚拟专用网可用于不断增长的移动用户的全球因特网接入，以实现安全连接；可用
12、于实现企业网站之间安全通信的虚拟专用线路，用于经济有效地连接到商业伙伴和用户的安全外联网虚拟专用网。 VPN 可以提供的功能： 防火墙功能、认证、加密、隧道化 VPN 可以通过特殊的加密的通讯协议在连接在 Internet 上的位于不同地方的两个或多个企业内部网之间建立一条专有的通讯线路，就好比是架设了一条专线一样，但是它并不需要真正的去铺设光缆之类的物理线路。这就好比去电信局申请专线，但是不用给铺设线路的费用，也不用购买路由器等硬件设备。VPN 技术原是路由器具有的重要技术之一，在交换机，防火墙设备或 Windows 等软件里也都支持 VPN 功能，一句话，VPN 的核心就是在利用公共网络建
13、立虚拟私有网。 VPN 主要采用的四项安全保证技术 VPN 主要采用隧道技术、加解密技术、密钥管理技术和使用者与设备身份认证技术。 2.2.3 灾难恢复 系统的数据采集具备自诊断和自恢复的功能，即所谓 Buffer 功能。当个别前置机出现故障时，不会影响整个的正常运行。前置机和服务器重启互不影响。当前置机重新启动时，服务器可以正常接收和存储从其它前置机采集到的数据，并发出报警。当服务器重新启动时，前置机将采集的数据保存在数据缓存区中，当服务器工作正常时，再将数据缓存区中的数据传送到服务器中，从而保证数据的完整和连续性。 实时/历史数据库的数据操作和维护可以为“在线”操作和“离线”操作，可以实现自动备份、修复和转储。 参考文献： 电监市场200813 号节能发电调度信息发布办法（试行） 节能发电调度办法实施细则（试行） 安徽省热电联产机组在线监测系统技术方案
