用PI监视发电生产

如何利用大数据技术，充分地整合和利用有价值的实时数据和历史数据，实现信息一体化，满足企业生产管理、经营管理对数据信息准确性、完整性和安全共享的需求？

为了解决这个问题，华能鹤岗发电有限公司通过调研发现，由美国OSIsoft公司开发的PI(Plant information)系统作为大型实时数据库能够对数据进行实时采集、存储和监视，并能够对数据进行合理有效的压缩，确保数据的安全性、完整性和实时性，可以清晰精确地浏览设备状态画面及性能参数，也可对过去任意时间的历史事件进行回放，从而对实际生产运行状况进行监视，满足电力企业对实时信息一体化、集中化的需求。

鹤电公司借助PI Asset Framework (AF)资产数据库基本实现了全公司三台机组所有设备的台账管理。

鹤电公司对所有生产设备进行了合理详尽的划分，搭建了设备的多层次树形结构，并将设备缺陷清单及工作票一并纳入到树形结构中。以设备为中心，将设备本体及其辅助设备的所有相关数据测点引入到元素的属性中，并将该设备的静态属性（设备型号、额定出力、额定电压等）作为该设备的元素属性，最后借助PI Processbook客户端将此设备的所有属性进行集中展示，真正实现了数据分析与设备资产的有机结合。

生产人员可以根据设备导航简单明了地查看每台机组的设备，借助PI AF的Link功能将所搭建的设备资产与鹤岗电厂现存的SAP系统进行实时通讯，真正做到设备资产与工作票及缺陷清单对接并实时更新，并将公司已搭建起来的SharePoint平台与PI系统相关联，PI可随时调用SharePoint平台中的任何资料，彻底放弃了传统的纸质资料的收集整理工作。把所有设备资料以电子版的形式储存在SharePoint中，可永久保存和调用。

利用PI系统管理工具SMT强大的计算功能，鹤岗电厂对机组设备能效指标的计算数量已经达到1400个以上，包括锅炉效率、每台机组及设备的耗电率、单耗、焓值、机组发电量等等指标。对重要设备如磨煤机、空预器等设备的启停次数及运行时间进行了计算统计，并将设备资产与其对应的能效指标进行可视化展示，通过PI Processbook客户端的时间回放功能，可随时查看过去任意时间的设备状态及运行参数的变化情况，有效地进行事故分析及状态检修工作，大大提高了设备的可靠性，强化了设备的寿命管理。

鹤电公司还通过对锅炉各个受热面超温累计时间的计算及管壁泄露报警来对锅炉管壁进行监督，通过PI系统与Microsoft的结合，将累计时间用Excel报表或Processbook展示的方式，及时进行超温报警，有效地避免管壁爆裂造成的严重损失。实现了部分节能管理和优化调度功能。

PI Datalink作为PI系统的重要组成部分可以与Microsoft Excel进行无缝结合。鹤电公司应用PI Datalink对三台机组的生产运行各个班值进行了小指标数据统计，并根据各个指标的目标值与每个班值的实际完成值进行比较，将绩效奖金的分配原则与指标的完成情况进行结合，根据每个班值的实际完成情况进行分配，并将指标完成情况表放置于运行集控室，客观公正地考核各班值。公司还利用PI Datalink对机组发电量和煤耗等全厂综合指标进行了计算统计，可查看过去任意时间段的指标参数，可自定义定时自动更新，对机组节能优化起到了积极的促进作用，实现了生产集中化、精细化管理。

鹤岗电厂利用PI ActiveView开发出了一套能效综合管理信息平台，将存储在实时数据库及资产数据库中的生产实时数据及性能指标参数引入到平台，通过添加设备预警仪表盘及能效KPI监视板等方式，随时监视设备参数的当前值及预警限值。当设备出现预警后，系统会向专业负责人发送任务处理通知，由专业负责人进行查看分析，最终将预警原因及拟处理方案通过报告单的形式发送给班组专责人进行处理，处理完成后再将处理措施及原因填写完善，经负责人确认后任务终结，整个过程形成闭环管理，并将所有报告单保存到系统中，形成专家系统经验库，真正意义上达到了边工作边总结边学习的良性循环。如图1所示。

鹤电公司对公司三号机组的某些主要转机及辅机重要参数的报警触发进行了配置。根据实际运行规程所规定的报警限值设定其触发条件，自定义其报警内容、报警级别及负责人，通过公司网页报警邮箱接收，公司所有生产人员均可浏览此邮箱。公司还开发了手机报警浏览模式，只要在局域网内人人均可通过手机邮箱来浏览报警内容，将报警触发自动地发送到负责人的手机上，进行短信提示，使工作负责人与管辖设备实行捆绑，让人与工作如影随形，在设备缺陷及状态检修方面真正实现跟踪式管理模式，提高工作效率，减小事故发生率。如图2所示。

PI系统在生产过程控制与管理系统之间架起了一道桥梁，利用PI系统实时数据库及资产数据库强大的计算和展示功能，鹤电公司在设备资产管理、设备故障预警及设备指标管等方面取得了明显的效果，通过信息集中化、一体化的管理，并将大数据进行拟合分析，实现了数据共享，在设备寿命管理、节能管理、性能指标、状态检修等方面跨出了重要的一步。