刍议数字化电厂的编码基础

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　　摘要：介绍了KKS编码及其在建设数字化电厂中的应用，结合广州珠江天然气发电有限公司的实践总结了应用KKS编码中的常见问题和经验。
　　关键词：KKS；电厂标识系统；数字化电厂
　　
　　前言
　　 目前，数字化电厂理念日益深入发电企业，信息技术与电力生产的应用结合对于提高电厂的生产效率、运行安全、管理水平等起到了极其重要的作用，在此前提下，发电企业必须在设计、建设、经营各个阶段采用统一的编码规则来描述各类系统、设备、部件，从而使规划设计阶段生成的信息资源能够应用于后续的工程建设、经营管理过程中，在设备整个生命周期中都能采用先进的管理思想和现代信息技术使其处于受控状态，建成一个数字化电厂。广州珠江天然气发电有限公司（以下称展能电厂）从项目筹建时就引入了KKS编码系统，在设计、安装、调试、运营各个环节以KKS编码为基础实施了设备挂牌、信息系统建设等一系列工作。本文将基于展能电厂的经验，初步探讨以KKS编码为基础建设数字化电厂的编码系统基础。
　　编码标准的应用情况和选择
　　主要的编码标准和国内的应用情况
　　 目前，国际上并无统一的电厂编码标准，常见的有：由德国VGB技术委员会编写的KKS编码、由英国GEC公司定义的CCC（Common Core Code）编码、法国电力公司提供的EDF编码、美国BeChtel公司在1997年公布的SDN（Standard Document Numbering）编码、意大利的EAM编码、法国ALSTOM公司提供现场装置编码，等等。
　　
　　 早在20多年前，电力行业就发布了设备可靠性统计编码和设备事故统计编码2种编码，但这2种编码仅限于满足行业统计部门的数据统计要求，不能满足电力设计院、发电厂的要求，所以后来各电力设计院、发电厂分别引入了国际上通用的编码系统，如华能大连电厂、华能岳阳电厂使用了英国的CCC编码，大亚湾和岭澳核电厂使用了法国的EDF编码等等。在1998年后，各大电力设计院和发电集团陆续开始推广采用KKS编码，KKS编码逐渐成为事实上的行业编码标准。
　　
　　 虽然国内电力行业应用KKS编码多年，但是由于KKS编码体系中有一些执行较为灵活的弱规则，不同单位会存在不同的理解和约定，造成差异，影响编码的可读性。针对这些问题和设计院、发电厂的需要，2005年12月中国电力工程顾问集团公司联合各发电集团公司编制发布了《电厂标识系统编码规定》，以KKS编码体系为基础，根据国内电力行业的应用实践对原有KKS编码体系中的弱规则进行了强化，并在此基础上对实施过程中需要定义的内容做了进一步约定，使电厂的标识更加规范统一。
　　编码标准的选择
　　 编码标准的选择主要考虑几个方面。
　　编码的信息表达完整规范，具有唯一性。
　　符合国内外有关标准，国际应用广泛，易于对外接轨，在国内有一定的使用基础和应用实例，为电力行业大多数单位接受。
　　有严格的编码规则，有专门的技术管理机构，并有良好的可扩展性以适应新技术的发展。
　　非基于某一特定语种的编码，易于学习掌握，具备应用计算机进行处理的能力，方便输入和检索。
　　 根据以上4点因素考虑，KKS编码系统满足了各方面的要求，无疑是编码标准的首选。结合上述国内KKS编码的应用情况，在具体实施过程中，建议遵循中国电力工程顾问集团公司发布的《电厂标识系统编码规定》。
　　KKS编码结构和规则简介
　　 KKS编码由相关工艺码、安装位置码、地点场所码组成，根据不同的专业、系统类别和设备类别进行编码。相关工艺码描述标识对象所在系统的工艺特征；安装位置码描述电气、仪控设备在盘柜中的安装位置特征；地点场所码描述设备所在建筑标识物中的位置以及建筑标识物本身的特征。具体的KKS码由上面三类码中的相关工艺码、安装位置码、地点场所码之一单独组成，或由其中二者或三者组合而成。三种代码类型用相同的标识方法分成4或3层，其名称与格式如下：
　　分类层次 0层 1层 2层 3层
　　相关工艺码= 全厂 系统组代码 设备组代码 元件组代码
　　安装位置码+ 全厂 安装单元代码 安装空间代码
　　地点场所码+ 全厂 建(构)筑物代码 房间代码
　　KKS编码在数字化电厂中的应用
　　在信息系统中的应用
　　 数字化电厂目前尚无明确的定义，但一般认为是基于数据库和计算机网络支持的，具有控制层、管控结合层和辅助管理决策层3个层次的信息系统。
　　控制层直接与生产设备关联，提供设备的运行实时信息及状况，如展能电厂的机组离散控制系统DCS、9FA燃机机岛控制系统Mark VI、电气网络控制系统NCS、分布式电气控制系统FECS等。KKS编码在这些控制系统中既可标识某一系统设备或元件，也可标识一个逻辑点、一条报警信息。作为基础数据，应该在这些控制系统安装调试前完成编码清册，统一导入。
　　管控结合层，即厂级监控信息系统（SIS），是管理和控制之间的桥梁，完成厂级生产过程的监控，对机组性能进行分析和优化，为控制层提供操作指导，同时为辅助管理决策层提供所需的分析统计信息。SIS系统通常包括生产过程监控、经济指标分析、优化运行操作、机组及厂级性能计算、全厂负荷优化调度等子系统，这些子系统都建立在统一的数据库平台之上。而这个数据库的数据除了来源于直接控制层的数据外（导入相应的KKS编码即可），还有基于实时数据的二次计算产生的新数据，这些数据需要对其进行KKS编码。
　　辅助管理决策层是以公司总体的经营计划为主线，包括物资管理、燃料管理、设备检修管理等各部分，协调各部门运转，确保电厂运营的经济、安全、规范。以展能电厂为例，其资产管理使用的是国内应用广泛的Maximo平台，在该平台导入KKS编码作为系统设备或元件的代码，同时和物资编码建立起对应关系。
　　在设计、建设、运营各阶段的应用
　　 KKS编码可支持设计、建设、运营等的设备全生命周期的应用。在设计阶段，展能电厂在招标中就要求设计单位和各设备厂家须在各自设计范围内提供标准的KKS编码，标注在各类图纸资料中。但是由于各家单位KKS编码水平参差不齐，存在大量编码错、漏、重的问题，要求各厂家自行纠正不现实，为此展能电厂建立了KKS编码项目小组，对所有系统图纸上的系统、设备、元件进行KKS编码整理清册。这一基础工作非常重要，KKS编码整理清册的质量关系到下一步导入信息系统顺利与否。项目小组成员也可以通过KKS编码整理工作熟悉了机组设备，这对于新建电厂的员工来说尤为重要。
　　
　　 在KKS编码整理清册的基础上，在工程建设阶段的主要工作是陆续将各类编码导入各个信息系统中。建设单位也以图纸上的KKS编码为辅助，方便而准确地将设备安置在规定的位置上。在设备安装基本完成的时候，展能电厂开展了设备挂牌工作，设备挂牌的基本信息包括中文名称、KKS编码，对于由GE公司提供的9FA燃机机岛设备，为了与大量的厂家设备资料对应、方便维修人员，还加入了相应的英文名称和GE设备代码。另外，展能电厂将KKS编码标注在系统图册中，有助于员工学习和熟悉系统，快速定位设备。
　　
　　 在生产运营阶段，除了在各信息系统上应用KKS编码外，由于各类技术改造工作的开展，还要将系统设备的变动情况反映到KKS编码上。因此，还应该建立全生命周期的编码维护机制，保留KKS编码维护人员，以保障KKS编码的有效性、可用性。目前大部分电厂正是缺乏对KKS编码的后续维护更新工作的足够重视。

　　应用KKS编码中的常见问题和经验
　　 展能电厂经历了设计、安装、调试、运营各个阶段的KKS编码应用过程，其中遇到的问题、得到的经验对后来的电厂实施KKS编码建设数字化电厂具有典型的借鉴意义。
　　很多电厂在应用KKS编码的时候往往全部委托给咨询单位编制，这样做虽然省事、完成速度快，但是不利于员工学习KKS编码和后续维护。展能电厂采用了咨询公司负责培训和项目顾问，自身员工进行KKS编码的做法，节约了经费，也培养了一批熟悉KKS编码规则的员工，有利于后续维护。
　　在一个新建电厂项目中，KKS编码工作应尽早开展，初步设计时就进行KKS编码，在设备招标时引入初步设计中的KKS编码，使不同制造商、供应商形成统一的编码体系，方便管理。
　　在电厂中，信息人员、检修人员、运行人员对KKS编码的深度要求和分工是不同的，运行人员一般只关心系统设备，而检修人员则对于设备不同专业的部件还需要进行区分。所以，在KKS编码实施过程中，需要由信息人员先确定信息系统可以接受的编码格式要求和导入要求，再由运行人员整理和编制到设备级的编码，最后由各专业的检修人员在设备级编码的基础上再分解成部件级编码。
　　KKS编码包括相关工艺码、安装位置码、地点场所码3类编码，考虑到时间和工作量的关系，往往少编或者不编安装位置码码和地点场所码，只要相关工艺码能够确保编码的唯一性，这种做法是可以接受的。但是对于新建电厂，安装位置码和地点场所码的作用仍不容忽视，建议尽可能进行编制。
　　KKS手工编码工作量很大，容易出错，可使用国内较成熟的辅助编码软件。编码录入时容易混淆全角和半角字符，出现错误，人工难以发现，这时也可以采用计算机自动查找的方式校对，如利用Excel的宏程序检查表格。
　　发电集团旗下通常有多家各类型的电厂，应制定和遵循统一的编码规则，有利于各信息系统平台的整合，有利于进行统一的资产管理、物资管理、检修管理等工作。
　　结语
　　 KKS编码符合电厂信息化管理的要求，是国内电厂首选的编码标准，也是建设数字化电厂的基础性工作。通过KKS编码在设计、建设、运营各阶段应用于控制层、管控结合层、辅助管理决策层3个层次的各个信息系统上，为发电企业通往信息化管理架起了一座桥梁。
　　
　　作者简介：林志文，工学硕士，就职于广州珠江天然气发电有限公司，运行值长，从事燃气-蒸汽联合循环机组的运行工作。
　　参考文献：
　　[1] 王聪生. 发电企业信息化的基础一一电厂标识系统 [J]. 电力信息化, 2004, 4(6).
　　[2] 张培华, 王俊刚, 李铁苍. 数字化电厂设计与分析 [J]. 中国电力, 2007, 40(12).
　　[3] 广州珠江天然气发电有限公司KKS编码导则 [S]. 2006.
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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