核电厂PI系统推广与Hadoop大数据平台的数据贯通应用
206
完成单位:中核核电运行管理有限公司
登记编号:ZSCX-DL2019-J-2-24
登记年份:2019
发布时间:2019-11-18
成果主要完成人
-
项目概况
一、立项背景
随着核电大数据与数字核电应用场景的逐步增加和深入,大数据相关的研究项目也逐年落地。秦山核电现有四个生产单元,包括秦一厂一台机组、秦二厂四台机组、秦三厂两台机组和方家山两台共计九台机组。由于四个生产单元采用了不同堆型的核反应装置,导致每个机组的核心工业控制系统均有差别。另外,由于建设时间的前后差别,导致部分DCS在设计初期没有具备数据传输的条件。
二、主要做法
为满足电厂数字化战略的实施落地,更有效的管理电厂生产工艺数据,安全高效的进行大数据分析应用。电厂信息部门于2015-2018年联合维修及技术等部门在大修期间针对电厂DCS系统进行了多项技术改造及重大变更项目,其中包括“方家山DCS二层、三层数据接口改进优化”,“秦二厂生产数据传输分发变更项目”,“方家山PI接口数据优化改造”,“秦一厂PI系统自建项目”等。使电厂DCS具备了传输数据的条件。历时三年,完成公司级技术改造两项,重大变更一项,多个公司级项目,于2018年完成了对秦山核电PI系统的推广建设工作,实现了电厂级工业实时大数据的建设工作。电厂现有实时数据点共计七万余点,除了DCS的实时数据,还包含部分现场探头的实时数据传输。
信息部门于2017年间主导设计建设了Hadoop大数据计算平台。以PI和Hadoop为数据源做数据梳理、展示皆在于满足用户日常工作中对生产工艺数据的查询、展示和大数据分析等需求。并在此基础上根据秦山地区群堆管理模式的特点,以业务为导向,在运行、技术、领域满足其业务特点的应用系统,并成功应用于秦山核电的9台机组,为工业大数据背景下电厂数据管理打下坚实基础。
三、功能效果
通过生产工艺数据的计算分析,提升设备可用性,大大提升设备稳定运行时间,设计最优的设备维护时间,缩短大修工期,减少非停次数。按9台机组平均一年一次大修,每个大修缩短0.5个小时计算,每年秦山核电可新增电量销售约250万元。
生产业务、工艺数据的高效利用在生产运行、经营计划以及设备维修管理等方面产生了较高的经济效益,大幅降低了日常工作的管理成本。在保证秦山地区9台机组安全稳定运行的基础上,通过生产工艺数据系统、报表系统、设备可靠性管理平台等系统获取,分析只有在主控室才能获取的实时数据。按照每人/日减少10%的管理工作成本来计算,每年公司可节约管理成本约1亿元。
四、创新点
1、建立DCS数据传输接口标准,定制化开发DCS数据接口,为实时数据传输提供保障。
2、通过生产数据系统(PI)的推广建设,完成秦山核电9台机组的实时数据的全生命周期管理。
3、建立电厂Hadoop大数据平台,利用其高性能存储、缓存和并发机制,提供高性能和高可靠性的实时数据集成架构,为用户设备管理方面的长周期大数据分析提供支撑。
4、通过建立标准化的大数据平台服务接口,为ERDB等业务系统的大数据分析应用功能提供稳定、准确的数据支撑。
5、通过建立以PI系统与Hadoop为底层架构的大数据平台,为电厂9台机组提供安全、稳定的生产实时数据,同时为设备可靠性系统提供大数据分析应用场景的数据支撑。
五、实施前后效果
实施前:无法满足用户对电厂DCS实时数据的查看,只能跑到主控室查看,且无法做到倒出数据。DCS系统的数据存储设备不支持历史数据的便捷查询;用户无法进行大数据运算,同时查看长周期的多条数据会出现延迟卡顿的情况。
实施后:完成了9台机组的推广应用,用户可在管理网查看实时工艺参数,并根据需求进行大数据运算,横向数据对比等操作。
六、推广价值及范围
截至目前为止,包括PI(plant Information)系统、Hadoop大数据系统、设备可靠性数据库平台在内的所有系统都在秦山核电成功应用。其中PI系统已经在中国核电的电厂成功部署、Hadoop系统也为其他成员单位提供数据服务。