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    摘要：火電廠控制方式是火電廠自動化設(shè)計首先要確定的主要原則。上世紀(jì)六十年代后，火電廠控制方式開始經(jīng)歷從“就地控制”方式向“集中控制”方式演變的第一次大變革。筆者研究認(rèn)為，目前火電廠控制方式正孕育著第二次大變革，一個具有“高層監(jiān)管級”的全新控制方式體系正在誕生。本文回顧火電廠控制方式第一次變革的歷史，及其對我們的啟示，并詳細(xì)分析了當(dāng)前控制方式發(fā)生第二次變革的必然性，提出了新的控制方式體系結(jié)構(gòu)的設(shè)想，以供發(fā)電企業(yè)控制方式體系頂層設(shè)計借鑒。

    關(guān)鍵詞：火電廠；控制方式；集中控制級；高層監(jiān)管級；監(jiān)管信息系統(tǒng)

    火電廠控制方式反映了火電廠管理和技術(shù)的整體水平，是火電廠自動化設(shè)計時首先要確定的主要原則。

    火電廠及其自動化（信息化）技術(shù)和管理的發(fā)展是推動火電廠控制方式演變的主要原動力，而控制方式的每一次變革總是極大的解放火電廠的生產(chǎn)力，推動火電廠在安全、經(jīng)濟和環(huán)保諸方面更上一個臺階。因此，我們要密切關(guān)注火電廠及其自動化（信息化）技術(shù)發(fā)展的態(tài)勢，適時的引領(lǐng)和推動火電廠控制方式向前發(fā)展。

    我國火電廠控制方式經(jīng)歷了就地控制和集中控制兩個階段。作者認(rèn)為，目前正孕育著誕生一個由單元集中控制級和高層集中監(jiān)管級復(fù)合組成的全新的控制方式體系的發(fā)展歷史階段。

    1　火電廠控制方式第一次變革回顧

    上世紀(jì)前半葉，我國火電廠鍋爐技術(shù)相對汽輪發(fā)電機組技術(shù)落后，故障率高，因此，適合采用母管制熱力系統(tǒng)。與之相適應(yīng),火電廠控制方式都采用在就地控制方式，即在鍋爐房、汽機房、除氧給水系統(tǒng)附近，以及各個輔助車間內(nèi)配置大量分散的就地監(jiān)控值班點。

    進(jìn)入六十年代，隨著鍋爐技術(shù)進(jìn)步，若干 50MW和100MW機組開始采用單元制熱力系統(tǒng)，客觀上需要將爐、機、電作為一個整體進(jìn)行協(xié)調(diào)的單元集中控制（Unit Central Control ，簡稱UCC）。我國老一代設(shè)計人員中思想敏感的一些專家勇敢的相繼在遼寧電廠、軍糧城電廠和高井電廠的控制方式設(shè)計中向前邁出了一大步，開創(chuàng)了我國首批單元集中控制的電廠，首次向人們展示了這種控制方式的優(yōu)勢。

    但是，火電廠從就地控制方式向集中控制方式發(fā)展被人們普遍接受和技術(shù)趨于成熟還是經(jīng)歷了長達(dá)近三十年的爭論和陣痛才真正完成的，究其原因：

    （1）領(lǐng)導(dǎo)工作跟不上形勢發(fā)展。火電廠從就地控制方式向集中控制方式發(fā)展要求熱工自動化在火電廠中的地位發(fā)生深刻變化。首先，要求迅速提高主設(shè)備的可控性。其次，要求迅速提高火電廠自動化技術(shù)和產(chǎn)品的水平。但是，當(dāng)時不少人仍處于“中國人多，不能學(xué)國外的高度自動化”這種觀念中，自動化在火電建設(shè)和運行中仍處于一個邊緣化不被重視的位置上。老一輩自動化工作者盡管付出了很多努力和到處呼吁，但是在涉及到我國主要工藝設(shè)備技術(shù)發(fā)展和我國火電廠自動化產(chǎn)業(yè)發(fā)展這樣一些全局性問題面前，專業(yè)人員的推動力就顯得十分有限了。

    （2）傳統(tǒng)習(xí)慣思想的束縛。先是汽機不愿與鍋爐為伍，接著習(xí)慣于在電氣中央控制室值班的發(fā)變組值班員不愿進(jìn)到單元控制室與機爐為伍。甚至到九十年代中期機爐已經(jīng)采用DCS操作員站監(jiān)控，而電氣仍然堅持采用“強電一對一”操作，為了推動電氣和機爐統(tǒng)一用DCS監(jiān)控而專門召開的一次全國性會議上，還爭吵的幾乎使會議不歡而散。現(xiàn)在回想起來似乎十分可笑，但真實的歷史發(fā)展就是如此。

    歷史告訴我們，先進(jìn)的生產(chǎn)力具有強大的生命力，不管有多大阻力，總會逐步得到絕大部分人的支持，最終會推動生產(chǎn)方式的變革使之適應(yīng)生產(chǎn)力發(fā)展的需要。到上世紀(jì)八十年代末火電廠單元集中控制方式終于成為不爭的事實和天經(jīng)地義的控制方式了。

    隨著1997年電力規(guī)劃設(shè)計總院發(fā)布的《2000年火電廠自動化》提出發(fā)展全廠自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的技術(shù)政策后，集中控制技術(shù)迅速從單元機組向全廠輔助車間發(fā)展，全廠輔助車間也進(jìn)入了高度集中控制方式的階段，大幅減少了電廠運行值班人員。

    這些標(biāo)志著火電廠控制方式從就地控制向集中控制的第一次大變革基本完成。

    2　火電廠控制方式正孕育著第二次變革

    進(jìn)入21世紀(jì)，隨著SIS的發(fā)展，我國火電廠控制方式早已不知不覺地孕育著第二次變革的要求。目前，SIS已經(jīng)成為所有電廠的標(biāo)配，SIS概念已經(jīng)向廣義發(fā)展，擴展到發(fā)電企業(yè)集團級和集團科技中心級等；從技術(shù)上，隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，SIS存儲數(shù)據(jù)的能力以及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等正爆炸式發(fā)展，為我們提供了無限的想象空間。火電廠實時生產(chǎn)過程信息化的廣度和深度取得了前所未有的大發(fā)展。但是，火電廠實時生產(chǎn)過程的監(jiān)控模式幾乎沒有大的實質(zhì)性變化，其弊端開始日益暴露，主要表現(xiàn)為：

    （1）運行值班人員有數(shù)據(jù)，但沒有能力利用數(shù)據(jù)。不少電廠運行值班人員可以通過操作臺上的SIS終端得到SIS為他們提供的實時生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)。但是，由于值班人員水平有限，以及主要精力是應(yīng)付日常頻繁的調(diào)整操作，以及緊急情況下的事故處理。因此，根本沒有時間和能力去充分分析和利用這樣龐大的數(shù)據(jù)，特別是智能化程度不高的宏大數(shù)據(jù)。

    （2）一部分專家得不到數(shù)據(jù)，或者事后才能接觸和利用數(shù)據(jù)。例如，集團科技中心或科研院所匯集著大批高級科技專家，他們平時接觸不到，或者不常接觸，或者僅僅針對要他處理某個問題時才接觸和應(yīng)用其中一部分?jǐn)?shù)據(jù)。

    （3）另外還有一部分專家有數(shù)據(jù)，卻由于種種原因沒有充分利用數(shù)據(jù)。他們桌面上雖然也有一個SIS終端，但是，在傳統(tǒng)觀念影響下，采用跟MIS相同的“管理”方式，把SIS也當(dāng)成一個實時性要求不高的系統(tǒng)，有事看看，抽空看看或者每天大致看看。

    總之，目前人們對“數(shù)據(jù)就是財富”，“數(shù)據(jù)就是力量”尚缺乏足夠的認(rèn)識，對實時生產(chǎn)過程快速積累的監(jiān)控信息的應(yīng)用管理和對非實時生產(chǎn)過程相對積聚緩慢的管理信息的應(yīng)用，對待和處理方法應(yīng)有所不同這一點缺乏認(rèn)識。實踐證明，哪個企業(yè)接觸和研究SIS數(shù)據(jù)的技術(shù)人員，特別高層次技術(shù)專家的人數(shù)愈多，時間愈長，人員和數(shù)據(jù)的關(guān)系（人-數(shù)關(guān)系）組織得愈好，SIS帶給企業(yè)的效益就愈巨大。正因為如此，作者認(rèn)為一場研究SIS發(fā)展，重新組織“人-數(shù)”關(guān)系為標(biāo)志的火電廠實時生產(chǎn)過程新的控制方式的變革已經(jīng)迫切的提到我們議事日程上來了。

    3　發(fā)電企業(yè)新一代控制方式體系

    過去，發(fā)電企業(yè)實時生產(chǎn)過程的控制方式主要只有一級，即單元集中控制（Uint Central Control，簡稱UCC）級 (嚴(yán)格講應(yīng)稱: 單元集中監(jiān)控級)。隨著SIS的發(fā)展，作者認(rèn)為在單元集中監(jiān)控級上面不僅必要而且可能發(fā)展一個高層多級集中監(jiān)管級，例如：

    廠級監(jiān)管中心（Plant Supervisory Central，簡稱PSC）

    企業(yè)集團級監(jiān)管中心（Group Supervisory Central，簡稱GSC）

    集團科研院級監(jiān)管中心（Institute Supervisory Central，簡稱ISC）

    這意味著，發(fā)電企業(yè)實時生產(chǎn)過程將形成一個由單元集中監(jiān)控級和高層集中監(jiān)管級復(fù)合組成的一個全新的控制方式體系。如果進(jìn)一步擴大，面向整個發(fā)電企業(yè)，包括實時生產(chǎn)過程和非實時管理過程全體來說,則將形成三大部分：以DCS為支持的“監(jiān)控級”，以SIS為支持的“監(jiān)管級”，以及以MIS為支持的“管理級”。

    為了真正理解這個全新的控制方式體系，我們還必須深刻研究“監(jiān)控級”、“監(jiān)管級”和“管理級”這三個概念的內(nèi)涵和異同。

     3.1　高層集中監(jiān)管級與單元集中監(jiān)控級的差異

    （1）職責(zé)不同。眾所周知,單元集中控制級值班人員的職責(zé)是對機組實時生產(chǎn)過程進(jìn)行直接的“監(jiān)控”（Monitor and Control），而高層集中監(jiān)管級的責(zé)任人員（包括值班人員）的職責(zé)是對全廠實時生產(chǎn)過程進(jìn)行 “監(jiān)管”（Supervisory），應(yīng)當(dāng)連續(xù)對實時生產(chǎn)過程重大問題進(jìn)行及時研究和分析，經(jīng)過一定的決策程序指導(dǎo)單元集中控制級的值班人員、調(diào)試人員、維修人員或者其他相關(guān)人員去進(jìn)行必要的運行、調(diào)試或維修改造處理工作。雖然不直接進(jìn)行操作，二者職責(zé)有差異，但因為同樣是針對實時生產(chǎn)過程，因此對后者同樣要強調(diào)實時性，強調(diào)“及時”、“連續(xù)”。

    （2）監(jiān)控（監(jiān)管）范圍不同。單元機組級值班人員只監(jiān)控一臺單元機組，而高層監(jiān)管級卻監(jiān)管一批同類型或不同類型、同煤種或不同煤種機組的實時生產(chǎn)過程。

    （3）責(zé)任人技術(shù)水平要求不同。高層監(jiān)管級責(zé)任人的責(zé)任范圍更大些，要求技術(shù)水平應(yīng)當(dāng)更高些。因此，高層監(jiān)管級責(zé)任人可以配備一些比單元機組值班員水平更高級的專家，這樣做不僅必要而且是完全值得的。

    3.2　高層監(jiān)管（Supervisoty）級和高層管理（Management）級的差異

    高層管理級的管理對象是生產(chǎn)經(jīng)營、財務(wù)以及行政等非實時生產(chǎn)過程。因此，可以采用傳統(tǒng)的定期的或針對問題的“管理”模式；而高層監(jiān)管級的對象是實時生產(chǎn)過程，實時信息分分秒秒在變化和積累，突發(fā)事件隨著可能發(fā)生。因此，不能沿用過去那種“管理”模式，也應(yīng)采用適當(dāng)?shù)闹蛋嗟谋O(jiān)管方式，否則必將使?jié)撛诘膯栴}愈積愈多，不能及時發(fā)現(xiàn)，造成與日俱增的“宏實時信息”巨大浪費，不利于電廠實時生產(chǎn)過程監(jiān)管水平向前進(jìn)一步發(fā)展。因此，我們一定要擺脫采用像對待MIS那樣的“管理”模式。

    具體監(jiān)管方式可以是多樣化的。例如，可以有一部分專家常年負(fù)責(zé)值班，有一部分專家可根據(jù)專業(yè)特長輪流值班，當(dāng)然也可以外聘專家（類似于訪問學(xué)者）針對問題有償工作一段時間，等等。總之，在這個監(jiān)管的指導(dǎo)思想下，高層集中監(jiān)管級如何監(jiān)管是個新事物，需要我們以積極態(tài)度和創(chuàng)新精神去不斷探索和完善。

    4　加強頂層設(shè)計，迎接高層監(jiān)管信息系統(tǒng)（SIS）發(fā)展的第二個春天

    4.1　SIS概念的發(fā)展和再定義

    1997年提出S I S概念，當(dāng)時稱為廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（Supervisory Information System ，簡稱SIS），現(xiàn)在看來這個定義存在兩個問題：首先，將“Supervisory ”譯成“監(jiān)控”容易與“監(jiān)視和控制”（Monitor and Control）的簡稱相混，因此，譯成“監(jiān)管”比較合適；其二，把SIS限定在廠級范疇內(nèi)已經(jīng)不可取，目前已經(jīng)發(fā)展到集團級、集團科研院級等。因此，應(yīng)將SIS概念廣義化， 例如：廠級實時生產(chǎn)過程監(jiān)管信息系統(tǒng)（廠級SIS）、集團級實時生產(chǎn)過程監(jiān)管信息系統(tǒng)（集團級SIS）等等。

    4.2　SIS發(fā)展的第二個春天正在到來

    SIS走過了本世紀(jì)初十幾年發(fā)展的第一個春天，目前已經(jīng)具備下列兩方面的客觀條件，足以迎來SIS發(fā)展的第二個春天：

    （1）發(fā)電企業(yè)新的控制方式——高層集中監(jiān)管方式的誕生將極大的激發(fā)SIS發(fā)展的動力，豐富SIS技術(shù)發(fā)展的內(nèi)涵。

    （2）大數(shù)據(jù)時代提供的技術(shù)手段為SIS插上了高飛的翅膀。

    因此，可以有理由予見到SIS發(fā)展的第二個春天很快就會到來。

    4.3　加強頂層設(shè)計，迎接SIS發(fā)展第二個春天

    火電廠控制方式的革命，高層監(jiān)管體系的建立， SIS的意義和地位已經(jīng)可以和DCS相提并論，在某些方面甚至超越其作用。SIS的作用、功能、范圍和技術(shù)條件等等都將隨之不斷豐富和發(fā)展。對于這個新事物，我們?nèi)砸獔猿?ldquo;摸著石頭過河”，一邊探索，一邊總結(jié)和推廣。但是，高層集中監(jiān)管級是一個涉及到發(fā)電企業(yè)的全局性問題。因此，必須有領(lǐng)導(dǎo)層的高屋建瓴和加強頂層設(shè)計，才能使這場深刻的變革能健康和快速的向前發(fā)展。因此, 領(lǐng)導(dǎo)層的關(guān)注和頂層設(shè)計的加強，是迎來SIS健康發(fā)展第二個春天的十分必要的關(guān)鍵因素。

    作者簡介    侯子良（1935-），男，上海人，教授級高級工程師，主要從事電廠自動化（信息化）技術(shù)的研究和工程技術(shù)管理。