1. 什么是SIS SIS是英文“Supervisory Information System in Plant Level”的简称，其中文名称是：厂级监控信息系统。
SIS不是一个外来名词，它诞生于中国，最早于1997年由时任中国电力规划设计总院专家委员会委员的侯子良教授提出。按照侯子良的定义，SIS系统“主要为全厂实时生产过程综合优化服务的生产过程实时管理和监控的信息系统”，是介于底层控制系统（DCS）和管理信息系统（MIS）之间的“中间件”。
2. SIS的发展历史 1997年，时任中国电力规划设计总院专家委员会委员的侯子良教授在文章《2000年电厂自动化设计新思路》中首次提出SIS的概念。
自SIS提出以来，它的发展经历了三个阶段：
- 第一阶段 争论的阶段；
- 第二阶段 试点阶段，在少数引进机组或示范电厂中批准立项；
- 第三阶段 普遍立项，推广应用。
2000年国家经贸委颁发的《火力发电厂设计技术规范》（DL5000-2000）明确规定：“当电厂规划容量为1200MW及以上、单机容量为300MW及以上时，可设置厂级监控信息系统” ，正式肯定了SIS的作用，确立了SIS的地位，成为SIS发展的转折年。
2005年国家发展和改革委员会批准发布了《DL/T 924-2005 火力发电厂厂级监控信息系统技术条件》，该标准于2005年6月1日正式生效（还有10多天），以规范SIS系统的推广和发展。
到目前为止，全国总共有将近300个电厂建成了SIS系统，一批2000年示范电厂的SIS工程也已取得成功应用，大唐盘山电厂的SIS率先于2004年6月通过了鉴定。经过7年的发展，已初步形成了一支SIS开发和应用队伍，全国总共有100多家SIS研发厂家，这为进一步发展SIS的应用打下了良好基础。
3. SIS的定位 电厂一般有机、炉、电、控、辅机几个生产环节，每个专业承担不同的生产分工，采用不同的生产过程，每个过程都有一些相关控制系统，一般称之为底层系统。对底层数据进行统一管理，并通过分析工具和数学模型，对这些数据进行二次利用，可帮助电厂改进生产管理，提高生产效率；同时，二次分析数据又可以为管理信息系统（MIS）所用，从而帮助企业管理层进行未来决策。正是上述需求催生了SIS。
SIS为了解决这么一个根本问题：利用来自管理技术人员的业务经验，在有效时限范围内对全厂实时生产过程数据进行监视和分析，对生产过程进行及时优化和控制。
SIS的作用是：
采集下层所有机组级/车间级控制系统的生产实时数据，实现厂级的状态监测、性能计算、优化运行、操作指导、故障诊断、寿命管理以及负荷分配等功能；将机组状态信息和性能信息发送给上层的MIS系统。SIS处于具有高精度、高速度、高可靠性要求的DCS系统与实时性要求不高的MIS系统之间，是电厂自动化、信息化架构中的过渡层面，起到隔离作用。
SIS与DCS之间的区别：
|
|
DCS |
SIS |
|
系统目标 |
安全性 |
经济性 |
|
使用对象 |
操作员 |
值长、运行和生计部分、总工、生产厂长 |
|
控制参数 |
运行数据 |
设备指标 |
|
控制对象 |
设备 |
系统 |
|
控制方式 |
实时监控 |
历史分析、运行指导 |
SIS与MIS之间的区别：
|
|
SIS |
MIS |
|
系统目标 |
解决生产过程中的控制优化与生产管理方面的问题 |
信息处理，任务流转和工作协同 |
|
系统重点 |
生产数据的收集、存贮、利用 |
信息流程的整体性 |
|
使用对象 |
与生产有关的人员 |
生产经营和行政管理人员 |
4. SIS在数字化电厂中的作用 火电厂自动化的发展可以分为4个阶段：分散控制系统时代、网络化时代、数字化时代和信息化时代。目前我国火电厂正处于数字化阶段。我们拟开发的数字化电厂项目，应该是对应侯子良提出的第4阶段：信息化时代。
侯子良对火电厂信息化的定义是：火电厂生产过程监控和企业管理的所有必要信息均应无重复的得以采集和通过数字网络共享；经过自动处理，使信息尽可能浓缩和智能化；信息的采集、处理和反馈应最大限度实现自动化，减少繁重的人工信息采集、录入、处理和反馈处理的工作量，提高安全性和劳动生产率。简述为：信息网络化、信息智能化和信息自动化。
SIS在数字化（信息化）电厂中的作用是：
- 全厂生产过程信息的采集器、存贮器、处理器；
- 与生产过程有关信息的提供者；
- 其它高级应用的数据平台；
5. SIS的基本功能 SIS项目一般由系统集成（网络搭建）、数据库构建（实时数据库）和功能模块构建三部分组成。
6.1 系统集成 SIS是一个对全厂生产过程的信息进行处理的计算机应用系统，同其它计算机应用系统一样，SIS需要硬件和网络系统的系统集成。下图是一个典型的SIS系统的系统结构图：
（省略）
SIS与一般的系统集成项目一样，需要考虑如下内容：
- 服务器选型
- 网络设备选型；
- 网络规划；
- 综合布线规划；
- 电源规划；
SIS独有的内容：
- 与其它系统（DCS、MIS）的隔离规划，包括物理隔离，单向传输等；
- 高于MIS系统的冗余配置和安全性规划；
6.2 数据库构建 SIS系统不选用关系型数据库，而是选用实时数据库，原因是：
1. SIS需要保存大量的数据，如果这些数据不加以压缩而直接存贮，则数据会很快占满磁盘空间。
2．关系型数据库是基于事务处理的，在处理失效后，还要回滚作业，所以至少要存放两处。该机制使数据的存放速度较慢，而SIS面对的是数万点的实时数据以秒级的间隔存放。
3．关系型数据库为了保证数据完整性，所有的内容存放在一个文件内，这会对海量数据的存放和维护带来困难。如果有一个200G 的数据库，完全备份就可能要一天，备份文件中有一个错误就可能导致200G 的备份文件失效，所以不实用。
实时数据库通过接口采集实时数据，使用高效的压缩算法（压缩性能和压缩时间）对海量的实时数据进行存贮，并提供统一的数据访问接口。
有关实时数据库的压缩算法原理、目前进入国内电力行业的实时数据库产品等，将会在《实时数据库简介》中介绍。
6.3 功能模块构建 下图是SIS的典型软件结构图：
（省略）
从总体上看， SIS分为四层，分别为：
l 数据整合层：为系统提供生产信息来源，这一层是整个系统的基础；
l 数据存储层：为数据采集层采集的数据提供数据存储方案，实时/历史数据库是系统的核心；
l 信息平台层：全整个电厂SIS应用提供一个统一的访问平台；
l 功能应用层：提供各种功能模块，确保数据得到有效利用，建立在数据库基础上的功能软件是系统成功推广应用的关键。
基于实时数据库基础上的功能应用层是SIS应用的重点和难点。目前国内SIS在这方面各具特点，每个厂商都根据自己对SIS的理解，增加了不同的应用扩展，但有一些功能是电厂认可的基本功能，包括：
6.3.1. 生产过程信息监测和统计 通过系统图、趋势曲线、棒图、表格等形式实时显示全厂各机组、车间、系统、设备的运行状态参数，为生产管理人员提供直观的实时生产过程信息，并对历史数据进行有效的统计整理，形成全厂各类生产统计报表。
该功能是SIS的基本功能，也是目前应用得最成功、最广泛的功能。其实际就是将各现场的实时数据采集到SIS中后，通过SIS的图形组态界面将之在SIS工作站、WEB上发布。
6.3.2.性能监测和优化 依据国标和行标等电厂性能计算标准，利用采集到的实时数据，对面向具体设备、系统、机组搭建的性能数学模型模块进行在线计算，量化其各项性能参数，从而达到性能监测的目的，并且提供相应手段对机组进行性能优化。
该子系统实现性能优化的具体形式是：实时计算主机及其主要辅机的各项性能参数，如功率、效率、热耗、出力、汽蚀度、端差、温升、传热系数、清洁度等，并将当前性能参数与基于数学仿真模型计算所得理想（期望）性能指标进行比较，给出每项偏差造成的损失，并指导应采取的运行或维护措施，以达到期望的性能状态。另外，该子系统不但能够使运行人员实时监测当前运行工况，而且，在机组变工况运行前，可提供离线试运行方式并预测变工况的各项性能参数，为运行人员提供特定工况运行的预学习手段，从而达到优化运行的目的。目前该功能在SIS上的应用也比较成功。
6.3.3.优化运行和指导 目的在于降低机组运行可控损失，改进机组热耗。其主要方法是将主要可控参数的实时状态参数与其目标值进行计算、比较、分析。这些可控参数由用户根据生产过程的需要进行选择，并能人为加以控制调节。而目标值的计算则主要基于设计数据、性能试验、运行历史数据等信息，利用数学仿真模型计算而来。这些信息可以由用户配置并且在权限许可下进行修改。
可控参数对热耗率的影响由实际值与目标值的偏差计算而来，常称作耗差分析。对耗差超出允许范围的损失，系统可根据历史信息、专家系统工具等诊断出造成大偏差的原因，并给出可供选择的操作指导意见。
由于优化运行需要考虑的因素多、控制量多、模型复杂，目前SIS在这一块没有不太成熟，还是理论多于实践，但它应该是SIS的发展方向。
6.3.4.设备寿命监测和管理 通过实时监测机组主要设备状态参数，像温度、压力、流量和负荷等，在机组启停过程和甩负荷等负荷激烈变化过程中，根据数学模型计算其机械应力和热应力，并根据交变应力转化为当前运行工况下的寿命损耗率，从而量化和评估锅炉、汽机等主要设备的寿命损耗，以达到维持机组运行可靠性，减少设备检修、更换费用，延长设备使用寿命，提高发电产出的目的。
SIS这一块的应用不太成熟。
6.3.5.设备状态监测和故障诊断 监测电厂设备的运行状态，判断其是否正常，预测、诊断、消除故障，指导设备的管理和维修。它由状态监测和故障诊断两部分组成。
状态监测是掌握设备运行状态的第一手信息，针对各种运行状态参数，结合其历史信息，考虑环境因素，采用专业的分析和判断方法，评估其是否处于正常、异常和故障三种状态，并进行显示和记录，对异常状态作出报警，对故障状态为故障诊断提供信息。
故障诊断是根据状态监测获得的信息，结合结构参数、物性参数、环境参数，对设备的故障进行预报、判断和分析，确定其性质、类别、部位、程度、原因，指出发展的趋势和后果，提出控制其继续发展和消除故障的对策措施，最终使设备恢复到正常状态。
SIS这一块的应用不太成熟。
6.3.6.厂级优化负荷分配 根据电网发电计划和机组煤耗，计算全厂各机组应发经济功率，将全厂总负荷优化分配到各单元机组。
该功能与AGC（自动发电控制）功能对应，如果电厂已安装AGC功能，则一般不需要该功能。
SIS这一块的应用不太成熟。
可以看出，目前SIS的功能模块中，有很多功能并未真正应用起来，这是SIS的发展方向，也是我们的追赶机会。