PI（Plant Information System）系统作为神华内 蒙古国华准格尔发电有限责任公司（以下简称国华 准电）实时数据存储和应用的核心载体和集成平 台，是管理信息系统、生产控制系统之间业务整合 和应用联系的主要桥梁，它具有容量大、稳定性好、 存储压缩比高及响应速度快等优点,其功能为构建 报表系统提供了有利条件。目前，利用PI数据库指 导技术人员运用信息化手段开展设备异常诊断、指 标数据分析，已成为电厂设备故障诊断的发展趋 势。本文以国华准电PI系统为例，通过介绍其在电 厂的实际应用情况，为该系统的推广应用提供依 据。 1 PI系统的功能及应用

国华准电PI系统是由美国OSI Software公司开 发的基于C/S、B/S结构的商品化软件应用平台^{[ 1 ]}，主 要用于全厂数据的自动采集、存贮和监视。作为大 型实时数据库和历史数据库，PI系统可在线存贮各 个技术参数多个年份的数据，而且数据只需存贮1 次，以原型存贮。对于电厂来说，PI系统的主要功 能是各类点检、巡检报表的自动管理及数据挖掘， 最终为设备预警以及状态检修提供数据支持。图 1 为国华准电全厂SIS（厂级监控信息系统）网络图。从图 1可以看到，主要设备参数通过其KKS标识和 SIS专业交换机可传输至PI服务器。

图1(Figure 1)

图1 国华准电SIS系统网络拓扑图

生产日报表为各级管理人员及机构提供各类 综合信息，便于及时、准确地了解企业的生产经营 概况，为领导正确决策和统一规划提供综合性的统 计分析信息。

以国华准电生产日报表为例，其数据自动采集 率达到95%以上，日报表生成时间由原来的近1个 工作日缩短为如今的0.5h，大大简化了生产统计人 员的工作流程；在报表数据的采集、处理及生成、存 储的过程中若某一个环节出现问题，均可重新操 作，且不影响其他数据^{[ 2 ]}。

2010年4月国华准电3号机组由凝汽式机组改 为供热抽汽式机组后，由于关键经济指标发生变 化，因此将热网系统设备的KKS码新增到生产日报 表系统中，参与日报系统主要指标的计算，从而保 证了厂用电率及供电煤耗计算的准确性。 1.2 PI-processbook与PI-datalink软件的应用

PI是1个分布式结构计算环境，它所使用的智 能结构可在多种系统配置下运行。PI服务器可以 实现数据的集中采集，而PI客户可对采集到的数据 通过一定的方法提取最有用的信息。这些客户端 应用程序包括PI-Processbook和PI-Datalink，是在 用户熟悉的Microsoft Windows环境下运行。 1.2.1 PI-Processbook的应用

PI-Processbook程序主要用于组态画图。图 2 是利用PI-Processbook中的XY-Plot自动计算的国 华准电3号机组锅炉氧量与负荷的关系图。由图 2 可以看出，机组负荷越高，氧量越低，与理论分析结 果相符。该曲线还可以根据内蒙古电科院给定的 氧量曲线^{[ 3 ]}进行在线校验；在运行过程中若有偏差， 可根据观察数据对曲线进行修正。通常情况下PI 数据库中的曲线是随时间变化的趋势图，而通过 Processbook中的XY-Plot模块可对自变量进行定 义，从而可对系统进行动态的性能分析，如氧量与 负荷的关系、给水泵出口流量与电流的关系等。

图2(Figure 2)

图2 XY-Plot自动计算得出的3号机组锅炉氧量与负荷的关系

PI-Datalink程序的主要功能是针对某个或某些 参数，通过设定具体的时间段进行相应的逻辑运 算。借助PI-Datalink报表制作工具，结合VBA脚 本，可以在Excel中自动生成复杂的运行台账以及报 表^{[ 4 ]}。通过报表，可以清楚比较运行中机组指标的差异性，避免在PI系统中来回切换画面；还可以用 做日常数据点检的监视，一旦出现超出标准要求的 异常点，数值颜色即变成醒目的红色，以提醒相关 人员采取措施。

除此之外，PI-Datalink模块中还有很多计算功 能，如求和、最大值与最小值的选择、选取时间段内 的平均值计算等。图 3是国华准电1、2号机组锅炉 从投产至今的再热器超温次数统计情况，它是通过 设定数据的取值范围来完成的。通过图 3可以看 到，机组投产初期锅炉再热器超温次数较多，2号锅 炉超温次数较1号锅炉多，超温点数主要集中在锅 炉尾部竖井烟道右侧墙。

图3(Figure 3)

图3 2003—2013年1、2号锅炉再热器温度>560℃次数对比

图 4是国华准电全厂的PI测点分布图，主要是 利用PI-MCN性能管理监控模块、PI-ACE高级计算 引擎、PI-AF等工具作为平台支撑，将BFS++中的设 备参数集中于1个网页中^{[ 6 ]}，以便专业人员进行台账 查询。全厂累计建立实时采集、计算测点共42359 个。

图4(Figure 4)

图4国华准电全厂的PI点分布图

国华准电4台机组电动给水泵均为上海电力修 造总厂设计，机组正常运行时，给水泵2运1备；考 虑到经济性，在低负荷时执行单泵运行。给水泵内 部组件设计为整体式芯包，可以整体从泵筒体内抽 出。在给水泵检修或者故障停机时，可借助专门的 芯包拆装工具将异常芯包抽出，快速将备用芯包放 入泵筒体，使得检修时间大为减少；受损的芯包内 包括给水泵的所有易损部件，方便返厂进行芯包的 维护和保养。

1号机组A、B给水泵运行，在相同流量下存在 勺位偏差的异常，判断原因有：B给水泵的循环阀门 可能存在泄漏；A给水泵在1号机组A修时更换了新 芯包，可能由于给水泵出口效率高导致；A给水泵耦 合器在A修时勺管定位存在偏差。

就地检查，发现A、B给水泵勺位指示与上位机 反馈相同；分别检查A、B给水泵再循环管道，就地 测量A给水泵再循环一次手动门温度为51℃，B给 水泵再循环一次手动门温度为93℃，因此怀疑B给 水泵再循环调门内漏。将B给水泵再循环一次手动 门关闭，观察0.5h，勺位偏差无变化（仍为10%），排 除了B给水泵再循环管道泄漏导致勺位偏差的可 能，则认为是勺位机械零位的设置存在问题。结合 PI系统的功能模块Datalink，连续3d对A、B、C给水 泵技术参数进行对比分析，具体数值见表 2。在机 组相同负荷下，A、B、C给水泵流量相同（流量最大 偏差在0~5t/h波动，B给水泵流量大）时，A、B、C给 水泵转速偏差在0~60r/min波动，A、B给水泵勺位偏差仍在10%左右。

表2(Table 2)

表2 国华准电1号机组3台给水泵相同转速下的勺位比较

表2 国华准电1号机组3台给水泵相同转速下的勺位比较

根据表 2推算出A、B给水泵在2670r/min转速 下的平均偏差为8%。考虑给水泵的效率问题，B、C 给水泵的勺位平均偏差在合理范围内，基本认定A 给水泵勺位的机械零位设置存在偏差。在2013年 C修时，对A给水泵耦合器进行首次解体大修。在 检查勺管时发现勺位机械零位设定的起始位置发 生变化，根据勺管上的齿数推算出相距两齿间的油 量变化率为8%，与PI系统计算出的结果相符，证实 了数据计算的正确性。 3 结束语

在点检定修的管理体制下，越来越凸显了信息 化、智能化在日常点检、参数状态分析的重要性。 国华准电通过PI-Processbook建立设备的主要参数 趋势图，有利于对设备运行状况进行预判断及做好 备品、备件的出入库工作；通过PI-Datalink准确建 立相关参数的数据分析，从而为设备运行状态进行 实时监控。PI系统作为生产信息的重要数据支撑， 不排除因某种原因出现“坏点”的可能性，结合国华 准电现有的CSI2130双通道离线振动分析仪及每 日1次的全厂机组温度、振动等主要参数现场手工 采集，将逐步实现设备状态分析的可靠性管理模 式。