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长久战略 动态规划

2017-2-27 10:41| 发布者: 电力信息化网| 查看: 554| 评论: 0|原作者: 文/芶建兵、曹培庆

摘要: 俗语:计划赶不上变化,但因噎废食无计划,事事难成。动态思维,及时变化,相时而动,均为明智之举。
企业信息化规划是在结合网络技术、数字化技术、应用技术和安防技术等各种信息化技术发展趋势的前提下,确定符合企业整体规划下的行动计划,应遵循总体规划、分步实施的原则,规划周期一般为三到五年,并适时滚动更新。

基础设施规划

1.物理网络规划。

电厂信息网络规划是企业信息化规划的基础。从目前情况看,国内绝大多数电厂在内网建设中都广泛采用了三层交换以太网技术。即使在这种情况下,规划者也需要考虑若干重要问题:
带宽选择。针对电厂网络,如果不考虑高清视频的大范围应用,桌面系统采用百兆网络接入是能够满足要求的,如果考虑未来不断增长的各种数据传输需求,如桌面系统在线视频会议和全厂视频监控,则需要考虑桌面系统的千兆接入,网络布线更应具有前瞻性。在桌面系统接入带宽确定后,应重视接入网络和核心网络的带宽选择,确保数据的无阻塞传输。

无线网络覆盖。建议网络规划时统一考虑无线网络建设,实现厂区内有线网络和无线网络统一的安全准入机制和网络监管,提高厂区通讯的可靠性和安全性。电厂生产区域的无线覆盖,需要重点考虑无线网络不能影响现场热工和电气二次设备的正常运行和信号传输。

网络可靠性。在设计上,核心交换设备在资金允许的情况下采用冗余交换机配置,采用主主模式运行(正常情况下双机同时对外提供服务,异常情况下可以由任意一台接管全部工作)。如果资金上有困难,则建议采用支持双电源,甚至双交换引擎的核心交换机。在链路上,要特别注意不同建筑物之间的链路可靠性,一方面采用双链路连接,可能情况下两条链路走不同光纤;另一方面针对最新型的核心交换机可以采用环路冗余技术,将各二级接入交换机和核心交换机连接成环,通过路由选择和链路切换决定数据传输途径。

2.存储和备份规划。

在电厂信息化规划设计中,应切合电厂自身的实际应用,尽量将各种不同应用、不同特点的数据集中存储在中心存储设备中,推荐采用一个基于SAN或者NAS架构的统一存储系统。存储系统应采用先进、成熟的技术和优良的系统设计,使整个存储系统具有高可靠性、高性价比、可扩展、易管理、易使用、性能优良等一系列优势,并能平滑地升级扩展,满足企业中长期发展的数据存储需求。

规划集中存储的同时应规划统一的备份系统,实现数据的高速安全备份,保证恢复数据的可用性和完整性,并可根据需要建立异地灾难备份中心。在备份系统设计时,应支持LAN-Free甚至Server-Free的数据备份技术,以尽可能降低海量数据备份对信息网络的带宽占用,从而提高存储系统的整体性能。

3.数据库规划。

电厂数据库一般包括三类:实时数据库、关系型数据库和文档数据库。传统的应用方式是每个应用自成体系,各自拥有专属的数据库服务器、应用服务器和发布服务器,其优点就是方便业务系统隔离,但是这种部署方式给系统运维带来很大挑战,同时可能造成资源浪费和成本上升。建议根据应用需要,全厂统一建设实时数据库和关系数据库。

在选用数据库时应重点考虑如下基本功能需求:

采取有效的压缩方式保存电厂所有生产过程实时数据和计算、分析结果。数据时间标签必须是在底层控制系统中产生的原始时间,不同种类的数据可以采用不同的采集频率和压缩率,以在保证重要数据精度的同时降低总体存储需求。

具有和电厂在用和拟用的各种控制系统的标准接口,至少应包括目前国际上主流的DCS系统和PLC系统,以减少数据接口开发工作量并提高接口稳定性。

系统具有很高的容错性。例如有效采用接口数据缓存技术和数据自动补录技术,防止通讯故障、接口机故障和服务器故障等导致的数据中断或丢失。

系统部署应支持高可靠性。数据采集接口机、服务器和发布系统均可根据需要进行冗余配置。

关系数据库的规划和选择需要考虑的因素很多,包括可靠性、开放性和应用支持等。目前,绝大多数电厂的关系型数据库应用都集中于Oracle、SQL Server和MySQL三种。在电厂中心数据库建设中,笔者更倾向于采用Oracle数据库,电厂可根据自身信息化总体规划和技术能力,将其部署在Unix小机、Linux服务器或者Windows服务器上。为提高可靠性和性能,可以采用主主模式的双机集群方式。

4.服务器规划。

在服务器规划方面,主要原则是根据各应用系统的特点选用合适的服务器,考虑到后期维护的工作量和成本,适当统一服务器的选型是非常必要的。在具体实践中主要需要考虑以下两个问题:

第一,是否选择UNIX小机承担核心数据库服务器。笔者认为,早期选用UNIX小机的主要原因是因为其高性能和高可靠性,而如今的高档PC服务器在性能和可靠性方面已经不输于中档UNIX小机,但是购置成本,尤其是后期维护成本却显著降低,完全可以承担电厂核心数据库服务器的角色。

第二,是否采用服务器虚拟化技术。服务器虚拟化技术可以充分利用服务器资源,显著提高系统部署的灵活性和可靠性,方便信息人员的统一维护。但是如果全面采用服务器虚拟化,就需要选择一个非常成熟可靠的服务器虚拟化软件,可能导致其初始投资较高,电厂可根据各自信息系统的规模和预算自行决定。

应用系统规划

从广义信息化角度看,电厂应用系统的规划可以从三个维度考虑:

第一,从时间维度考虑,建立覆盖整个电厂的规划、设计、采购、安装、调试、运行、报废等全寿命周期的信息管理系统,重点包括数字化工程管理和数字化移交。

第二,在纵向上实现数据贯通并覆盖电厂现场设备层、自动控制层、生产技术层、经营管理层和决策支持层的管控一体化规划。

第三,在横向上满足不同专业和部门的信息化需求,并有效实现数据交换和业务集成,满足各专业各部门的业务管理需求。

现场设备层:现场设备层主要包括电厂生产现场的各种设备和仪器仪表。对信息化规划而言,主要是要考虑随着现场总线技术的逐渐推广使用,各种智能仪表应用越来越多,因此,信息化规划不仅需要考虑如何有效获取现场智能仪表中丰富的信息,而且要重点考虑在上层信息化系统中如何管理和应用这些数据。

自动控制层:从信息规划的角度看,主要需要考虑如何高效安全地获取各控制系统的过程数据。按照电力系统二次防护有关安全规定,控制系统和上层信息系统之间必须实现严格的物理隔离措施,必须采用单向隔离网闸,在自动化规划和信息化规划中必须明确双方的数据接口方式和责任划分。

生产执行层:可以分为企业资产管理(EAM)、监控信息系统(SIS)和专业技术管理。企业资产管理主要是以设备为中心的日常管理和检修维护工作,包括设备台账管理、缺陷管理、检修管理、项目大小修管理和点巡检管理等。在SIS应用方面,基本模块包括全厂实时画面监视、运行报表管理、机组性能计算和耗差分析、运行超限统计和设备运行管理等,高级模块还包括热力性能试验、设备专家诊断系统和运行优化系统等。专业技术管理方面主要包括技术监督管理、安全管理、运行管理、煤场管理、节能及环保管理等。

经营管理层:首先是经营管理,包括人力资源管理、财务管理、物资管理、计划和预算管理、合同管理和燃料管理等;其次是统一办公平台,包括办公自动化(OA)系统、企业门户网站、生产统计管理、知识管理和电子档案管理等;最后是智能园区管理,包括视频监控、消防报警、门禁一卡通、周界安全和安防一体化平台等。

决策支持层:在电厂众多信息系统基础上,可以根据需要建设信息整合分析系统,用于企业决策支持。需要注意的是,数据集成不是目的,重要的是基于大量的底层数据建立结合实际的数据分析模型,从而得到真正有价值的企业决策支持信息。建议从全面对标分析、全面成本管控和全员绩效管理等几方面着手。

信息安全规划

随着电厂信息化技术的广泛使用,信息安全防护也越来越重要,原电监会、中电联、国家电网以及各大电力公司对此都高度重视,先后出台了许多关于电力信息化安全防护的规章和制度。电力信息的安全防护必须全方位考虑,技术上包括物理层的网络设备安全、数据传输安全、数据库安全、应用系统的安全等。常见的电厂信息化安全措施包括防病毒服务、漏洞扫描和入侵检测措施、VLAN和VPN技术、数据加密技术和桌面管理软件等。

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