火电厂燃料管理信息系统的设计与实现.docx

火电厂燃料管理信息系统的设计与实现
火电厂燃料管理信息系统的设计与实现
火电厂燃料管理信息系统
摘要：综合运用自动化技术、计算机技术、信息技术、系统技术、现代化企业生产与经营管理技术和方法，在网络和数据库系统的支撑下，搭建了发电企业的燃料管理信息系统及综合查询服务系统，实现了燃料管理信息系统与外部有关系统（财务、生产、计划等）的信息自动转换，建立了一个安全、可靠、高度开放的管理信息系统。
关键词：管理信息系统；网络；数据库
火力发电厂燃料管理以燃料的供应、消耗、库存及重量、质量、价格为核心，对电力生产的安全性和稳定性起着重要作用，同时由于燃料占发电成本的比重较大，所以加强燃料管理对降低发电成本、提高经济效益有着长远意义。
1系统功能设置
根据对火电厂燃料管理信息系统的需求分析，可把它分成7个子系统，系统总体框架见图1。
1.1燃料计划合同子系统
根据火电厂发电计划、燃煤的供应、耗用、库存情况及地方煤矿的煤种、开采运输能力、煤价运杂费用等综合信息编制燃煤需求计划，包括年、季、月供煤需求计划及运输计划上报，上级燃料公司以此进行调拨，并将统配煤量及地方煤采购煤量反馈回火电厂燃料公司。签定燃料供应合同，监督管理合同执行情况，为燃料计划管理提供辅助信息。
1．2燃料调度子系统
根据燃料合同及电厂燃料供应耗用库存情况和矿点供应情况调整运输计划，实现调配与接车、卸车管理。火车、汽车、皮带的过衡、检尺量方管理，将轨道衡计量或检尺计量的数据转换至管理系统中，包括日期、时间、车号、皮重、毛重、速度、计量员等信息。对矿点实行催交、催运管理，保障下属电厂燃料供应充足，稳定生产。
1．3煤质管理子系统
包括火车进煤、汽车进煤、皮带运输煤的采样管理和煤质化验管理，实现燃料入厂、入炉时质量信息的跟踪管理，为分析质量变化原因提供依据。采样管理以某段时间内同一矿点、同一煤种的入厂煤为一个批次进行采样，采样信息包括采样日期、时间、编号、矿点、煤种、车号；煤质化验管理对煤样进行化验，化验结果包括发热量、挥发分、灰分、全水分、含硫量等。
1．4燃油管理子系统
根据存油量及预计耗油量制定燃油供应计划，上报上级燃料公司后由上级燃料公司统一调拨，电厂对燃油进行验收，如质量相符则接收，否则拒收。
1．5燃料统计子系统
对火车、汽车、皮带进煤及供油情况进行统计汇总生成厂日报表，对燃料供应、耗用情况，入厂煤、入炉煤化验结果等信息进行统计汇总，生成各类厂月报表。按照国家电力公司统一要求的数据格式自动生成部颁日报表和月报表，并远程传输至上级燃料公司，提供货率及盈亏等信息，以数据、图形方式显示，为燃料核算管理提供数量信息，同时为燃料计划管理提供辅助信息。
1．6燃料核算子系统
据燃煤供应矿点性质及运输方式、计价方式的不同，提供5类核算方式：火车统配煤核算、火车地方煤核算、汽车统配煤核算、汽车地方煤核算、皮带运输煤核算。上级管理部门据电厂上报的煤量、化验、矿点等数据根据合同及价格指标进行核算；对煤重量、发热量盈亏等情况进行索赔。最后以燃料核算结果为基础，按照一定的结算方式办理结算手续，并对结算数据进行数据统计及图形分析，为控制燃料成本和制定电价提供依据。
1．7综合查询系统管理
通过对以上各个子系统的原始数据进行统计、汇总、归纳生成辅助决策数据库，以图表和数据结合的形式供决策人员查询，使决策人员对生产状况有全面的了解，为领导决策提供依据，为将来的知识库、方法库、模型库等决策支持系统提供接口。
2数据库体系设计
数据库是信息系统的心脏，是信息资源开发和利用的基础，如何使数据在系统中很好地组织起来，并进行高效、统一、良好的管理，是信息系统获得成功的关键因素之一。
2.1数据库的层次结构
火电厂燃料管理信息系统数据库系统划分为3个层次结构，即低层的专业数据库、中层的公用数据库和上层的辅助决策数据库。专业数据库又称为基础数据库，它是建立中层和上层数据库的基础，是处理业务信息的资源。在数据结构上，基础数据库是分散的，分别处于相应的子系统中。公用数据库又称为共享数据库，是为全局综合管理的综合数据库，它是由专业数据库经过分类、合并、加工处理后形成的数据库，其目标是为资源共享提供服务。辅助决策数据库是一种专用数据库,它为领导层提供决策支持服务。
2.2数据库设计原则
系统的目标和任务，系统的结构和功能是设计数据库的依据，系统数据流程图是数据库设计的基础。设计数据库应遵循以下原则。
a.布局合理。数据库的布局尽量靠近信息源和使用点，就近开发、就近使用，减少不必要的中间环节，确保信息渠道的畅通。
b.数据库应自下而上逐层浓缩、归纳、合并，减少存贮，分别满足不同层次管理者的要求。
c.部分数据重迭原则。d.适应体制的变革。
e.规范化标准化原则。数据库的建立要统一分类和编码，满足信息交换的要求。f.保密的原则。数据库的建立要充分考虑到数据的安全性、完整性和保密性。
2．3火电厂燃料管理信息系统数据库的体系
根据数据库的设计原则，对火电厂燃料管理信息系统的数据库体系进行了设计，给出了相应的专业及共享数据数据库。把领导进行决策常用的数据提取出来，组成辅助决策数据库，为领导决策层辅助决策专用，它既是系统初期领导查询的直接信息源，又为后期高级辅助决策的模型运算提供数据。
3系统特点及结论
a.采用WindowsNT，数据库采用MSSQLServer，开发工具采用PowerBuilder7.0和VisualBasic，通用性强。
b.建立了燃料分公司的计算机网络及管理信息系统，完整、准确、及时、可靠地收集燃料管理的各种信息，做到信息加工处理的自动化，实现信息代码化、报表统一化、文档规范化，实现数据共享，提高管理水平。
c.预留与全厂管理信息系统数据接口与计算机网络接口，保证系统的扩充性和一致性。d.功能完善、界面友好、使用方便，具有综合查询和辅助决策能力，能充分满足不同层次的数据管理需求，为优化燃料管理和指挥决策提供必要的科学手段。
e.针对发电厂的现场生产环境和使用状况，突出软、硬件设计的抗干扰性和可靠性。采用用户口令、用户权限等级、文件及目录权限及网络审计等功能相结合的手段以保证网络的安全。
f.具有灵活方便的扩充能力，从小的系统功能模块到整体数据库结构都可根据用户需求改变。
总之，该计算机网络系统的建立将使燃料分公司的管理在各个环节上连为一体，实现燃料的全过程计算机管理，进一步降低燃料成本，从而产生较大的经济效益。
分类号：TP311单位代码：10422密级：学号：Z094804307114
硕士学位论文
论文题目:
火力发电厂运行管理系统设计与实现
Coal-firedpowerplantoperationmanagementsystemdesignandimplementation
作者姓名田鹏专业软件工程指导教师姓名史清华专业技术职务副教授
201*年4月18日
原创性声明和关于论文使用授权的说明
原创性声明
本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。
论文作者签名：日期：
关于学位论文使用授权的声明
本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。（保密论文在解密后应遵守此规定）
论文作者签名：导师签名：日期：
山东大学硕士学位论文
目录
摘要......................................................................................................................................Iabstract..............................................................................................................................III第1章绪论.......................................................................................................................1
1.1系统开发背景.................................................................................................11.2运行管理系统目前国内状况.........................................................................11.3运行管理系统的意义.....................................................................................21.4本文的主要创新点.........................................................................................21.5本文的主要技术..............................................................................................31.6本文的组织结构..............................................................................................3第2章系统需求分析.......................................................................................................5
2.1系统需求概述..................................................................................................5
2.1.1系统的业务模型...................................................................................52.1.2系统的业务流程...................................................................................62.1.3系统的总体需求...................................................................................72.2系统目标..........................................................................................................82.3系统功能性和非功能性需求..........................................................................8
2.3.1系统功能性需求...................................................................................92.3.2系统非功能性需求.............................................................................10第3章系统架构设计.....................................................................................................12
3.1系统目标和原则............................................................................................12
3.1.1系统的设计目标.................................................................................123.1.2系统的设计原则.................................................................................133.2系统的技术架构设计...................................................................................13
3.2.1系统总体架构.....................................................................................133.2.2数据架构.............................................................................................143.2.3部署架构.............................................................................................14
ii
山东大学硕士学位论文
3.3系统功能架构设计.......................................................................................15
3.3.1值班日志管理.....................................................................................153.3.2各专业岗位记录................................................................................173.3.3定期工作管理....................................................................................173.3.4公用信息管理....................................................................................183.3.6运行管理系统维护............................................................................19第4章系统详细设计.....................................................................................................21
4.1系统建模........................................................................................................21
4.1.1系统的静态结构图.............................................................................214.1.2系统的动态结构图.............................................................................234.2系统数据库设计............................................................................................24
4.2.1系统数据库的逻辑结构.....................................................................244.2.2系统数据表关系.................................................................................26第5章系统的实现.........................................................................................................27
5.1系统的总体实现............................................................................................275.2值班日志交接班功能的具体实现................................................................305.3信息分析和统计............................................................................................365.4定期工作........................................................................................................405.5重大操作签到管理........................................................................................475.6系统维护........................................................................................................51
5.6.1运行班组维护.....................................................................................515.6.2班次定义............................................................................................515.6.3轮值表管理.........................................................................................52第6章结束语.................................................................................................................54引文出处及参考文献.......................................................................................................55致谢...............................................................................................................................57学位论文评阅及答辩情况表...........................................................................................58
iii山东大学硕士学位论文
CONTENTS
Chineseabstract…………………………………………………………………………iEnglishabstract……………………………………………………………………………iiChapter1introduction……………………………………………………………………11.1systemdevelopmentbackground………………………………………………11.2operationmanagementsystemdomesticsituation………………………………11.3thesignificanceofoperationmanagementsystem………………………………21.4themaininnovation……………………………………………………………21.5themaintechnical………………………………………………………………31.6structureofthisarticle…………………………………………………………3Chapter2systemrequirementsanalysis…………………………………………………52.1systemRequirementsOverview…………………………………………………52.1.1systembusinessmodel……………………………………………………52.1.2businessprocesssystem…………………………………………………62.1.3theoveralldemandforthesystem………………………………………72.2systemGoal……………………………………………………………………82.3systemfunctionalandnonfunctionalrequirements……………………………92.3.1systemFunctionalrequirements…………………………………………92.3.2non-functionalsystemrequirements……………………………………10Chapter3systemarchitecture…………………………………………………………123.1objectivesandpPrinciples……………………………………………………123.1.1designobjectives………………………………………………………123.1.2designPrinciple…………………………………………………………133.2systemtechnicalarchitecturedesign…………………………………………133.2.1Theoverallsystemarchitecture………………………………………133.2.2datastructure……………………………………………………………143.2.3deploymentarchitecture………………………………………………143.3systemfunctionalarchitecture…………………………………………………153.3.1logmanageronduty……………………………………………………153.3.2therecordsofprofessionalposts………………………………………173.3.3regularlyworkmanagement……………………………………………173.3.4publicInformationmanagement………………………………………183.3.6operationmanagementsystemmaintenance……………………………19Chapter4,thedetaileddesignofthesystem……………………………………………214.1systemmodeling………………………………………………………………214.1.1systemstaticstructurediagram…………………………………………214.1.2thedynamicstructureoffigure…………………………………………234.2databasedesign………………………………………………………………254.2.1thelogicalstructureofthesystemdatabase……………………………254.2.2relationshipbetweensystemdatatables………………………………26Chapter5implementationofthesystem………………………………………………27
iv
山东大学硕士学位论文
5.1theoverallsystemtoachieve…………………………………………………275.2logshiftrelieffunctionofthespecificdutytoachieve………………………315.3informationAnalysisandStatistics……………………………………………365.4regularworking………………………………………………………………395.5Rregistrationmanagementofmajoroperations………………………………465.6systemmaintenance……………………………………………………………495.6.1maintenanceteamrunning……………………………………………495.6.2definitiontrips…………………………………………………………495.6.3rostermanagement……………………………………………………50Chapter6conclusion……………………………………………………………………52References………………………………………………………………………………53Acknowledgements………………………………………………………………………55Dissertationtablereviewersandtherespondent………………………………………56
v山东大学硕士学位论文
摘要
激烈的市场竞争对发电企业加强内部成本分析、预测和控制，减少损耗，降低发电直接成本提出了更高要求。基于此我们开发了多业务管理平台的主要子系统运行管理系统，本系统涵盖了火力发电厂生产运行中需要监测的大量实时信息，便于生产人员及时掌握系统运行动态，为管理人员提供多种辅助决策信息和清晰的成本依据。
在文中，作者首先分析了系统的开发背景以及国内火力发电厂现有的运行监控系统发展情况，并对系统所需要解决的主要问题进行了简要概述，以及阐述了系统所使用的主要的技术以及系统对火力发电厂运行管理方向的技术研究所作出的主要贡献。作者严格使用统一建模语言UML来对系统进行了设计。系统需求分析部分，作者使用了用例图以及活动图来清晰地表示了系统用户主要的需求，在架构设计的部分，作者灵活地使用用系统顺序图和系统部署图来对系统架构进行表述，在系统的详细设计部分，作者则使用关系类图来对系统的静态结构进行表述，用状态图来对系统的动态结构进行表述。在系统的实现部分，系统是采用J2EE架构，集成于华电国际多业务管理平台之下，用户在IE地址栏中输入地址即可进入系统，充分体现了访问浏览的快捷和方便，方便在企业内部进行推广。
本系统首次将发电厂各种主辅设备的运行、运行设备的切换试验和维护、机组启停等重大操作的处理、发电量耗煤量耗油量统计等功能用一个有机的整体系统来集成，形成了完整生产实时管理信息系统，实现了集成创新。在物理隔离装置隔离状态下，首次开发了具有软件控制台监控功能及数据包监视分析功能的接口，解决了处于高安全区的运行管理系统功能在低安全区的管理侧的高质量镜像同步展示问题；通过运行管理系统的实现，实现了众多生产管理信息数字化、量化，能够使管理人员对运行中的机组任意时段、任何部分的运行状况及时准确、客观的了解，及时做出各种决策，使企业信息化水平迈上了一个新台阶。
I
山东大学硕士学位论文
关键词：火力发电厂;运行管理;实时数据监控
II
山东大学硕士学位论文
ABSTRACT
Thesharpconflictinthemarkethassetanevenhigherdemandforthepowerplantincluding:tostrenghtentheanalysisoftheforecastandcontrolofthecost,aswellasreducethewastageandlowerthecosts.Basedonthiswehavedevelopedmulti-platformbusinessmanagementmajorsubsystems-operationmanagementsystem,thesystemcoversplantyoftheinformationsthatwhichareneededtobemonitorinthepowerplant,inordertohelptheoperatorcontroltheoperatingstateintime,toprovidemanagerswithmorekindsofdecisionsupportinformationandaclearcostbasis.
Inthearticle,theauthorfirstanalyzesthedevelopmentbackgroundofthesystemandthepresentsituationofthedevelopmentofthepowerplants’monitoringcontrolsystem,alsogaveabriefoverviewofthemainissuesthatneedtobesolvedofthesystemalongwiththeexplainationofthegreatcontributionmadebythemajortechnologyandsystemtotheresearchintheareaofpowerplant.StrictuseofUnifiedModelingLanguageUMLtodesignthesystem.Systemrequirementsanalysis,theauthorusestheusecasediagramsandactivitydiagramstoclearlyexpressthesystemusers’themaindemandinthearchitecturedesignpart,thewriterusethesystemsequencediagramsanddeploymentdiagramsofsystemflexiblyaswellasinthearchitecture,indetaileddesignofthesystem,thewriterusedtherelationshipclassdiagramtoexpressthestaticstructure,withthestatediagramtothedynamicstructureofthesystemrepresentation.Implementationpartofthesystem,thesystemusedJ2EEarchitecture,integratedunderthemultiplatformbusinessmanagementofHuadianGroup,theusercouldenterthesystemaslongasinputingtheaddressintheIEaddressbar,thisreflectthequickandconvienenceininterviewingandalsoeasytopromote.
Thesystemgatheredallofthefunctionsasanorganism,incudingtheoperationofthecoreandauxiliaryequipment,switchingtest,maintainanceoftheequipmenttogatherwithstarting/stoppingofthegeneratinguniteandtheamountofgeneration,costoffuelandoilforthefirsttime.Thissystemhasformedacompletereal-time
III
山东大学硕士学位论文
monitoringsystemforoperation,ithasrealizedintegrattedinnovation.Physicalisolationdevicesinisolation,thefirsttimedevelopedasoftwarepackageconsolemonitoringanddataanalysiscapabilitiestomonitortheinterfacetoaddressthehighsecurityzoneintheoperationandmanagementsystemfeatureslow-securityzoneinthehighqualityofthemanagementsideofthemirrorsyncdisplayproblem;achievedbyrunningthemanagementsystemtoachievealargenumberofdigitalinformationproductionandmanagement,quantitative,enablingmanagerstoruntheunitanytime,anypartoftheoperationinatimelyaccurateandobjectiveunderstandingofavarietyoftimelydecisionmakingsothatthelevelofenterpriseinformationontoanewlevel.
Keywords:Coal-firedpowerplants；Operationmanagement；Real-time
datamonitoring
IV
山东大学硕士学位论文
第1章绪论
1.1系统开发背景
随着电力体制改革的深入，电力企业工作重点必将由单一的安全性生产转变为以经济效益为中心的全方位综合发展上来。特别是近年来发电企业的市场竞争日趋激烈，发电企业面对激烈竞争的市场环境