作者：马振涛　

摘要：本文首先从在线仿真系统的概念进手，对其进行一个较为简要的介绍；然后用系统组成的方式介绍来在线仿真系统的各个部门；经由过程对软件功能进行重点解析，论述在线仿真系统在伊敏电厂的实施与运用价值。
要害词：在线仿真　实时跟踪　返回重演　故障诊断
1　引言
随着计较机技术的成长，电厂仿真技术也在发生着日新月异的变化，实时仿真技术已被普遍地运用于运行人员培训和系统设计验证等方面，但这些仿真系统都是与机组运行和生产治理没有直接联系的孤立系统。另外一方面，电厂仿真技术的成长使模子的精度和仿真的深度有了很年夜成长，在许多方面年夜年夜跨越了人员培训需求的范围，而信息技术和网络通讯技术和电厂的计较机自动控制技术的高速成长使电厂年夜量数据的同享成为可能。这类数据同享会提高电厂数据的哄骗效率，发生更多的附加值，从而更好地阐扬仿真系统及信息系统的效能。数字化电厂[2]解决方案当令而生，将生产与治理有机融为一体，是对电厂的控制、仿真与信息系统的整体解决方案。其重要完成的就是其根蒂根基组成部门-在线仿真系统（On-LineSimulation,OLS）。
对伊敏电厂而言，在线仿真系统用"科英"支持平台建立实时同享数据库，接收现场控制系统数据、在线仿真系统模拟的数据，实时地对数据进行分析与处置，并保留在实时同享数据库与历史数据库中，实现信息的周全同享。这类信息的同享能实现在线的运行分析，辅助电厂的运行，并对故障进行在线猜想、报警、诊断与分析，从而提高电厂的平安性和经济性。
从技术上讲，在线仿真与传统离线仿真相比，技术上的主要差异包括：
(1)更全的同享信息：建立包括控制系统、仿真系统的实时/历史同享数据库；
(2)更邃密的在线仿真模子：经由过程与电厂现场同步来丈量模子的邃密度；
(3)更高的稳定性要求：持久在线不中断运行；
(4)更自动投进：在线仿真系统投进时，系统有能力自动初始化到电厂现实运行状态；
(5)更高的智能化水平：在参数整定、现场操作有用性判别等方面具有自学习能力；
(6)更多的与经济性和平安性相关的参数；
(7)更高的完整性与可维护性要求：监控页面的自动转换与控制系统组态的自动转化；
(8)更年夜量更完整的历史数据库：达12个月的历史数据，秒级的会见速度；
(9)更强的数据分析手段，可以对肆意历史状态进行返回跟踪或记实重演，对肆意变量的历史值进行分析；
(10)更进步前辈的技术：能够支持多用户同享内存、多进程自力调剂的运行模式，完成对多种功能的多种时间片的自力实时控制与调剂；
(11)更多的运行模式：支持在线同步仿真、离线仿真和在线猜想仿真等运行模式，而且可以存在多种模式同时运行的情况；
(12)更便捷的运用：实时在线发现或猜想现场的异常情况，并分析致使异常工况或事故工况的可能缘由；
2　系统组成
伊敏的在线仿真系统可运行于在线、快速及离线三种模式，跟踪、猜想与模拟机组的操作及指示。它由以下部门组成：
(1)主计较机系统：由两台双机热备系统和一个磁盘阵列组成。运行仿真模子与"科英"平台，建立历史数据库，是运用与数据库服务器。
(2)仿真操作站：采用6台HP工作站。运行与现场完全一致的模拟操作员站，可以同时模拟多达四模式：离线模式、重演模式、返回追踪模式、在线模式。
(3)仿真就地站：采用1台HP工作站。模拟与现场完全一致的就地装备与管网，并可模拟操作。
(4)仿真信息站：采用2台HP工作站。在线信息站是在线仿真系统的人机界面，它是所有在线信息的集成体现。信息站总图显示了全厂的流程及主要参数显示。可在多台工作站上启动信息站，而且互不影响。其包括以下12项功能：
l趋向：对所有的标签量进行实时/历史数据的趋向显示。每幅画面可同时显示6条曲线，可进行缩小、放年夜、平移显示；
l报表：包括了所有经济指标的报表及日志报表，小指标竞赛，及生产日报等。
l参数一览：对计较的特征参数依照图形化方式显示；
l故障诊断：对已发生的故障显示其故障缘由，若有需要还可以显示推理成效。
l预警：对未来发生的异常事务进行猜想。
l控制研究：提供了对在线系统的参数修改能力，并计较其等效二阶系统的品质参数。
l数据校验：对收集的DCS数据进行校验，并将不合理项显示给运行人员。
l系统监视：对主要系统进行流程数值及状态显示，采用VODDT绘制。
l平安分析：分析其电厂热、电、水的平衡关系，显示机组启动情况、PQ图，并可做X-Y曲线分析。
l在线实验：提供了漏氢、真空、调门实验记实及分析成效；
l系统设置：设置与维护信息站的相关内容
l扶助：提供操作指导，并在线提供提醒功能。
对于肆意功能页面，都可以进行预览及打印。
(5)仿真控制站
可在主机或肆意工作站上实现。其控制在线仿真系统的运行模式，在离线模式可插进故障，培训运行人员；对在线模式，则可完成其初始化等功能；对快速模式，可设置猜想的周期与速度等项目。
3　功能描写
在线仿真系统是将仿真技术直接运用于电厂平安生产与经济运行，其全物理数学模子包括汽锅、汽轮机主系统及辅助系统、电气系统、机组改造后的DCS控制系统。所有的系统模子均模块化，采用了TOP-DOWN结构，便于修改及维护。对于控制系统模子，则直接转化完成，电气部门、流网部门则采用面向对象的工具直接生成模子软件。今朝在伊敏发电厂已投运的OLS中的全数功能，为生产提供了很年夜扶助。
3.1　数据收集、初始化与在线运行
在线仿真系统可以将现场DCS数据实时接进数字化电厂同享数据库中，实现数据收集功能，今朝数据收集和接收周期在1.5秒左右，而今朝现场DCS的数据刷新为2秒左右，所以基本到达实时要求。
在线仿真系统经由过程对当前机组的数据收集和对仿真模子内部参数的计较，建立与现实机组当前控制方式下不异的工况，即完成对在线仿真系统运行状态初始化的功能。初始化工况要求电厂机组处于稳定运行的条件下进行，以保证在线仿真系统实时无扰地投进与现实机组相连运行。初始化后的仿真系统可以与当前机组工况下继续运行，辅以自学习批改，到达与真实机组在线同步运行的目的。
在初始化完成后，在线仿真系统将自动运行，在同步模式下仿真模子同步接受运行人员给予DCS系统的操作旌旗灯号，与现场机组同步运行，可在线跟踪机组的起、停、负荷变化等进程。测试成效讲明要害参数与现场的丈量数值差异小于2，是值得相信的。同时，二次计较的数据同步更新于实时同享数据库。
在线仿真系统的准确运行是基于DCS传递过来的数据，尤其是经济性能计较功能、初始化功能、在线运行功能对现场数据的依靠性都很是年夜。而现场丈量数据由于丈量装配或变送器缘由，部门模拟量数据存在较年夜误差甚至完全毛病。为此，在线仿真系统在使用之前，必需做一次数据校验，以甄别其真伪，并予以批改。OLS提供了该项功能：校验从DCS收集的所有模拟量，当发现数据有误时，将在信息站上给出其原标签号及其中文含意和当前值，同时推荐一个替换值。
3.2　故障诊断、异常猜想功能
故障诊断功能是对机组已发生的故障进行诊断，实时、快速的陈述故障的发生，判别故障缘由，演示故障的发生进程。此功能的主要依据来历于现场数据。
故障诊断功能是以故障树方式来实现的。在具体故障树逻辑运算中，将发生故障的征兆作为顶事务，将这一故障征兆发生的缘由作为底事务。而逻辑运算则是以顶事务作为征兆，在顶事务发生时才作这棵故障树的逻辑分析。
故障诊断的成效终要经由过程在线仿真信息站提供给运行人员。当在线系统诊断到现场有故障发生时，经由过程在线仿真信息站主界面上的"故障诊断"主功能块红色明灭，提醒运行人员予以关注，使得不管仿真信息站在何状态或运行人员在做何操作，都能能干地泛起故障警示，让运行人员在时间知道这些信息。当进进故障诊断的主界面时，可以看到新泛起的故障发生时间、故障现象（也就是顶事务）、故障缘由（底事务）及响应的操作建议。同时在故障推理进程中还可一目了然得看到故障树的逻辑走向，并在相关参数趋向中看到和此故障有关的参数在故障发生前后十分钟的趋向，也就是整个故障的演绎进程，以利于作进一步的分析。
在线仿真系统的在线猜想仿真模式工作在超时运行方式下，接受现场的同步操作，轮回猜想机组运行参数在未来的发生变化趋向，并对可能的报警现象给出警示。
由在线仿真控制站启动在线猜想仿真模式，并设置所猜想时间的长度和预计较的轮回周期，设置模子从冻结转为运行状态，即可观察在线猜想仿真可能泛起的异常或故障的预警情况。
在信息站上的"猜想"主界面中，可以看到新的猜想信息，包括猜想信息发出确当前时间、异常现象将要发生的时间及其标签名。在界面底部还可同时观察到超时运行的起头时间及竣事时间。
经由过程近半年的运用，成功地识别了一些如高加漏水等事故，为判别事故的准确性提出靠得住依据，同时为处置事故赢得了时间。
3.3　机组运行进程的追踪，重演功能
在线数据重演实现生产现场已发生过的数据工况在一比一的在线仿真操作员站上的重演，有益于现场人员利便对现场已发生的异常工况进行顺序检查和总结，是在线仿真的主要功能。
经由过程在控制站上启动重演模块，实现重演功能。重演的数据来历为哄骗"科英"平台进步前辈的数据存储和压缩技术实现的对现场数据进行年夜规模、长时间的记实。经由过程高效、便捷的查询技术实现数据的重演。
OLS在线数据重演今朝已在现场已获得具体的运用，屡次用于现场的事故分析和操作追思，准确地判别事故的诱因，提高了事故的处置能力。
3.4　在线经济性能计较
性能计较分为热力系统计较和指标计较两年夜部门。热力系统计较的目的在于肯定热力系统各部门的参数及流量，机组的功率和热经济性指标（汽耗率、热耗率和煤耗等），是热力系统经济性诊断理论的根蒂根基。在热力计较的根蒂根基上，进行经济性能指标的计较，经济性能指标的包括汽耗、热耗、汽机效率、厂用电率、发电煤耗、供电煤耗等重要指标。经济性能成效可以经由过程报表体现，报表在逐日零点、每月日零点自动生成，另外提供自界说报表选项，可凭据需要设置报表要求，利便了使用。
在伊敏运用中，已起头慢慢替换曩昔的手工抄表计较，削减了工钱误差，同时为小指标竞赛的公允性提供了保障。
3.5　在线实验功能
在线实验功能的目的在于削减现场人员的手工劳动，并避免由于手动记实带来的误差。斟酌到现场实验时有许多忙碌的豫备工作，所以在实验后输进当次的实验起头时间，并按测试按钮，即可经由过程信息站记实的历史数据获得实验成效。
以漏氢实验为例：其中实验延续时间凭据一般性系统缺省设置为24小时，用户也可自行设置。当按下测试按钮后，信息站可自动显示发机电氢压及出口氢温两点的趋向，并计较出实验成效，判定是否及格。
例如，实验计较两个指标：
指标名称单元实验成效及格限值
俄制漏氢率立方米／24小时1023.5
国标漏氢率％2.41５
4　结论
经由过程在线仿真系统在伊敏发电厂开发运用一年来，给电厂在事故分析、重演、实验提供了重要的可相信的工具，同时在技术数据统计、分析方面也提供很年夜的扶助，非凡是在靠得住性、准确性方面。其与现场一致的仿真系统，对运行人员的培训和面向热工人员的实验都提供了一个很好的平台。
在线仿真系统在伊敏电厂的成功实施，是开发商与电厂双方起劲支出的结晶。它为电厂的哄骗仿真技术来促进生产迈出了坚实的一步，也为后续的运用奠基了优秀的根蒂根基。同时，它也代表着仿真技术成长的一个标的目的。
[参考文献]
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[3]亚仿科技公司，伊敏华能东电煤电有限责任公司发电厂数字化电厂项目《在线仿真系统整体设计陈述》[R].2001.