CN107872537A - 一种用于精细监测电站设备的智能前端数据采集系统 - Google Patents

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范佳卿
杨凯镟
臧剑南
邓志成
汪勇
康磊
郭荣
高升
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Abstract

本发明提供了一种用于精细监测电站设备的智能前端数据采集系统，智能前端数据采集装置和安全隔离装置设于生产I区，智能前端数据服务器设于生产II区，智能前端数据采集装置通过安全隔离装置与智能前端数据服务器连接；系统针对大数据平台应用需求进行数据采样、预处理、存储、传输；智能前端数据采集装置采集生产I区的各设备服务器的数据，并通过安全隔离装置向生产II区的智能前端数据服务器传送；系统根据应用对象的需求定制动态数据采集频率，进行无损数据压缩存储；所采集的数据根据数据之间的相关性，保存到关系型数据库中。本发明系统更加靠近数据来源，采集的数据更具有准确性、完整性、一致性；同时数据传输效率高且安全。

Description

一种用于精细监测电站设备的智能前端数据采集系统
技术领域
本发明涉及一种电站数据采集系统，尤其涉及一种用于精细监测电站设备的智能前端数据采集系统。
背景技术
在现在的热力发电厂中，安全、环保和节能减排是各个热力发电厂竞相争逐的目标，然而热力发电厂的安全、环保和节能减排都离不开数据的支撑，每个热力发电厂的每一台机组都拥有大量的运行数据，这些数据反映了机组控制过程、运行效果、设备状况等。
随着互联网技术的逐渐发展，发电企业数据开始逐渐向更加集中、智能的云端大数据方向发展。与传统的厂级信息系统相比，发电大数据可以获得大量机组及其设备与系统的长周期运行数据，可以为电站运行提供精细化的运行指导。给电站更精细化的运行指导，需要数据来源更为精细。与传统的电站信息系统相比，电站大数据平台对于前端数据采集提出了新的要求。为了能更好地监视设备状态，从而对设备及发电系统的经济性、灵活性、可靠性和安全性进行优化，需要精细化的前端智能数据采集系统推动电站大数据平台向更为准确和真实的方向发展。
传统的电站平台数据采集系统如图1所示，它集成了厂级生产过程的实时数据。发改委2014年14号令《电力监控系统安全防护规定》，发电企业的信息安全坚持“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的原则。因此，厂级信息系统包括控制区、非控制区和管理信息大区三层结构。目前的电站大数据平台为了获得信息，通过位于管理信息大区的镜像服务器获得系统数据。
传统的电站平台数据采集系统面对大数据平台的应用有以下缺陷：传统数据采集系统的数据经过SIS系统，对不同数据来源进行同样的数据压缩算法处理，以致数据产生有损压缩，破坏了数据的准确性、完整性、一致性。由于镜像服务器中的数据原本是用于厂级的状态监管，已经经过了数据平滑、压缩等处理，并没有考虑深入的数据挖掘与设备及系统优化，导致数据的处理价值降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何保证数据采集系统所采集的数据的准确性、完整性、一致性。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种用于精细监测电站设备的智能前端数据采集系统，其特征在于：包括智能前端数据采集装置、安全隔离装置和智能前端数据服务器，智能前端数据采集装置和安全隔离装置设于生产I区，智能前端数据服务器设于生产II区，智能前端数据采集装置通过安全隔离装置与智能前端数据服务器连接；
系统针对大数据平台应用需求进行数据采样、预处理、存储、传输；智能前端数据采集装置采集生产I区的各设备服务器的数据，并通过安全隔离装置向生产II区的智能前端数据服务器传送；系统根据应用对象的需求定制动态数据采集频率，进行无损数据压缩存储，确保原始数据的准确性、完整性、一致性；所采集的数据根据数据之间的相关性，保存到关系型数据库中。
优选地，所述生产I区的各设备服务器包括但不限于DCS服务器、PLC服务器、SCADA服务器、嵌入式设备服务器、智能燃料系统服务器。
更优选地，不同来源的数据库统一存放在一台智能前端数据服务器中。
优选地，所述智能前端数据服务器采用双机热备数据服务器，磁盘阵列连接双机热备数据服务器。
优选地，所述智能前端数据服务器包括智能前端快变信号数据服务器和智能前端慢变信号数据服务器，所述智能前端数据采集装置通过安全隔离装置连接智能前端快变信号数据服务器和智能前端慢变信号数据服务器。
更优选地，系统将采集的实时数据按照信号的频率分为快变信号和慢变信号，分别存放到智能前端快变信号数据服务器和智能前端慢变信号数据服务器中；快变信号和慢变信号的分界阈值根据应用对象的需求设定。
更优选地，所述智能前端快变信号数据服务器采用双机热备数据服务器，磁盘阵列连接双机热备数据服务器。
更优选地，所述智能前端慢变信号数据服务器采用双机热备数据服务器，磁盘阵列连接双机热备数据服务器。
与目前电站大数据平台通过位于管理信息大区的镜像服务器直接获得数据的方式相比，本发明提供的用于精细监测电站设备的智能前端数据采集系统有以下有益效果：
1、系统更加靠近数据来源，在前端的层级更加扁平，采集的数据更具有准确性、完整性、一致性；
2、系统根据大数据平台的数据分析要求对数据源进行定制的预处理规则，实现数据的无损压缩和存储，之后的数据挖掘分析结果更加反映电厂运行系统实际情况，更加具有决策指导意义；
3、系统的功能决定了系统的唯一用户就是云端的大数据平台，与SIS镜像服务器多用户相比，数据传输效率更高、更安全。
附图说明
图1为传统的电站平台数据采集系统示意图；
图2为用于精细监测电站设备的智能前端数据采集系统工作原理图；
图3为实施例1中，智能前端数据采集系统网络架构图；
图4为实施例2中，智能前端数据采集系统网络架构图；
图5为实施例3中，智能前端数据采集系统网络架构图；
图6为实施例4中，智能前端数据采集系统网络架构图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
图2为用于精细监测电站设备的智能前端数据采集系统工作原理图，图3为用于精细监测电站设备的智能前端数据采集系统网络架构图，图3中虚线框内即为用于精细监测电站设备的智能前端数据采集系统，所述的用于精细监测电站设备的智能前端数据采集系统包括智能前端数据采集装置、安全隔离装置和智能前端数据服务器，智能前端数据采集装置和安全隔离装置设于生产I区，智能前端数据服务器设于生产II区，智能前端数据采集装置通过安全隔离装置与智能前端数据服务器连接。
使用时，智能前端数据采集装置采集生产I区的DCS服务器的数据，并通过安全隔离装置向生产II区的智能前端数据服务器传送。数据采集频率在智能前端数据采集装置中根据应用对象的需求定制，所采集的数据根据数据之间的相关性，保存到关系型数据库中。智能前端数据采集系统针对大数据平台应用需求进行数据采样、预处理、存储、传输，对实时数据不进行简单的有损压缩，根据实际需要动态调整采样频率与数据压缩，存放到结构化数据库。
其中，智能前端数据服务器根据需求可采用双机热备数据服务器，并加磁盘阵列，接收所有生产I区的数据，并根据数据源特征采用动态采样频率进行无损数据压缩存储，确保原始数据的准确性、完整性、一致性；生产II区的智能前端数据服务器通过单向隔离器连接管理信息大区，通过专线进入公网，最终连接到云端服务器。
本实施例创造性地运用一套智能前端数据采集系统代替目前大数据平台所采用的厂级数据采集系统，关键改进点有：
1、智能前端数据采集装置根据数据源特征采用动态采样频率；
2、智能前端数据服务器根据大数据平台的数据分析要求，对数据源进行定制的预处理规则，实现数据的无损压缩和存储，保证数据源的准确性、完整性、一致性。
实施例2
结合图4，本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：系统不仅采集来自DCS服务器的实时数据，同时采集来自PLC、SCADA、嵌入式设备、智能燃料系统等服务器的数据，不同来源的数据库统一放在一台智能前端数据服务器中，根据需求可采用双机热备加磁盘阵列的方式。
实施例3
结合图5，本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：系统将DCS系统实时数据按照信号的频率分为快变信号和慢变信号，分别存放到2台数据服务器中，针对大数据平台应用需求的进行数据采样、预处理、存储、传输，每台服务器可采用双机热备加磁盘阵列的方式。
这种架构的优点是将不同频率的数据分成2个模块处理，因为2种不同频率数据的价值密度、数据分析方法、应用领域不同，决定了数据预处理、存储、传输方式必然有所不同，2台服务器并行的架构可以提高数据处理效率、数据存储安全性、数据传输可靠性。
实施例4
结合图6，本实施例与实施例2基本相同，系统采集来自DCS服务器的实时数据，同时采集来自PLC、SCADA、嵌入式设备、智能燃料系统等服务器的数据。其区别在于：系统将数据按照信号的频率分为快变信号和慢变信号，分别存放到2台数据服务器中，针对大数据平台应用需求的进行数据采样、预处理、存储、传输，每台服务器可采用双机热备加磁盘阵列的方式。
这种架构的优点是将不同频率的数据分成2个模块处理，因为2种不同频率数据的价值密度、数据分析方法、应用领域不同，决定了数据预处理、存储、传输方式必然有所不同，2台服务器并行的架构可以提高数据处理效率、数据存储安全性、数据传输可靠性。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种用于精细监测电站设备的智能前端数据采集系统，其特征在于：包括智能前端数据采集装置、安全隔离装置和智能前端数据服务器，智能前端数据采集装置和安全隔离装置设于生产I区，智能前端数据服务器设于生产II区，智能前端数据采集装置通过安全隔离装置与智能前端数据服务器连接；
系统针对大数据平台应用需求进行数据采样、预处理、存储、传输；智能前端数据采集装置采集生产I区的各设备服务器的数据，并通过安全隔离装置向生产II区的智能前端数据服务器传送；系统根据应用对象的需求定制动态数据采集频率，进行无损数据压缩存储，确保原始数据的准确性、完整性、一致性；所采集的数据根据数据之间的相关性，保存到关系型数据库中。
2.如权利要求1所述的一种用于精细监测电站设备的智能前端数据采集系统，其特征在于：所述生产I区的各设备服务器包括但不限于DCS服务器、PLC服务器、SCADA服务器、嵌入式设备服务器、智能燃料系统服务器。
3.如权利要求2所述的一种用于精细监测电站设备的智能前端数据采集系统，其特征在于：不同来源的数据库统一存放在一台智能前端数据服务器中。
4.如权利要求1或2所述的一种用于精细监测电站设备的智能前端数据采集系统，其特征在于：所述智能前端数据服务器采用双机热备数据服务器，磁盘阵列连接双机热备数据服务器。
5.如权利要求1所述的一种用于精细监测电站设备的智能前端数据采集系统，其特征在于：所述智能前端数据服务器包括智能前端快变信号数据服务器和智能前端慢变信号数据服务器，所述智能前端数据采集装置通过安全隔离装置连接智能前端快变信号数据服务器和智能前端慢变信号数据服务器。
6.如权利要求5所述的一种用于精细监测电站设备的智能前端数据采集系统，其特征在于：系统将采集的实时数据按照信号的频率分为快变信号和慢变信号，分别存放到智能前端快变信号数据服务器和智能前端慢变信号数据服务器中；快变信号和慢变信号的分界阈值根据应用对象的需求设定。
7.如权利要求5所述的一种用于精细监测电站设备的智能前端数据采集系统，其特征在于：所述智能前端快变信号数据服务器采用双机热备数据服务器，磁盘阵列连接双机热备数据服务器。
8.如权利要求5所述的一种用于精细监测电站设备的智能前端数据采集系统，其特征在于：所述智能前端慢变信号数据服务器采用双机热备数据服务器，磁盘阵列连接双机热备数据服务器。
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