电厂设备检修系统分析与设计
摘 要 提出一种基于．NET平台的电厂设备检修系统方案。系统通过企业业务流程重组优化电厂的内部科学管理，将KKS系统、设备管理、设备维护、机组检修、台账管理等业务有机集成在一起。该系统在华能南通电厂的投运显著提高了电厂设备检修的工作效率和质量，取得了良好的经济效益。
一、电厂设备检修系统简介
华能南通电厂设备检修系统，有机集成了设备管理和电厂检修等业务，通过加强设备的检修维护管理，提高检修质量、优化检修项目和工艺，尽可能降低运行和维修成本、降低检修费用，最终提高设备的可用性和机组的可用率，延长设备的有效发电时间。
设备检修系统是建立在整个电厂的总体数据规划基础上的一个信息管理系统。该系统主要为电厂检修提供管理信息支持，包括设备维护管理、机组检修管理、公用系统及辅机检修管理、台账管理等业务子系统，同时建立的还有工单管理、项目管理、设备树管理、标准库管理等子系统。
二、业务流程重组和标准库建设
管理信息系统的建设，涉及到多学科。在前期规划、方案设计和项目的实施中，电厂的高级管理人员、电力系统专家、管理学专家等专业人员参与，深入了解电厂的业务流程，在保证安全性和可靠性的前提下，进行物流、资金流、工作流的集成。硬件及软件平台在原有的基础上改进和完善，保护用户的原有投资。
电厂设备检修系统中的业务流程重组以电厂检修工作业务流程为改造对象和中心，对现有的业务流程进行再设计。并将重组后的业务流程标准化，建立一个覆盖各个业务领域的标准库，包括维护标准、机组检修标准项目、公用系统及辅机检修标准项目、机组检修周期标准、安全措施标准等。标准库以现有业务流程、电厂维护规程、电厂检修规程等为蓝本，经各专业工程师、部门经理、系统开发人员研究审核，形成业务模型，并建立逻辑模型，存储在数据库中。针对以后流程的不断调整和优化，建立标准库维护接口。电厂设备检修系统根据标准库的各种数据，生成各种年度生产计划、月度生产计划、工作票安全措施等。对于跨专业、跨部门甚至跨企业的检修项目，实现了相互协作的集成。
KKS为“电厂命名系统”，用来标识任何类型电厂中的系统分类、装置类型、安装位置、装置的各个部分以及各个设备。设备检修系统以KKS设备树为主轴，将具体设备融入到各生产管理和计划中，建立面向具体设备的业务流程。
三、电厂设备检修系统设计
1．电厂设备检修系统的功能结构
电厂设备检修系统的功能结构见图1。其中设备维护管理包括点检管理、缺陷管理、机组调停管理；设备更改与变动包括设备更改计划与执行，设备变动；机组检修管理包括机组检修年度计划的制定、准备与执行；公用系统及辅机检修管理包括年度计划制定、月度计划制定、准备与执行；外包项目管理对各类检修业务中的外包项目进行管理；工器具管理包括工器具申领、工器具报废、退库管理；标准库管理包括设备清册、维护标准、工作票标准安全措施、机组检修周期维护、机组检修标准项目、公用系统及辅机检修标准项目、图纸档案、工器具定额库维护；台账管理包括设备台账、维修策划台账、设备检修台账；工作票维护管理包括工作单管理和工作票管理；系统管理包括口令管理、用户信息、角色定义；综合查询包括设备清册查询、点检查询、维护规程查询、重要缺陷查询、机组检修项目查询、设备变动查询、设备更改查询、调停项目查询、工器具查询；设备树用XML技术实现显示，包括KKS覆盖的所有设备。
图1 电厂检修系统功能结构图
2．电厂设备检修系统结构
系统采用B/S结构，采用Microsoft的IIS作为Web服务器，采用Oracle数据库。.NET程序集主要分为四个组件包，其中业务外观部分提供系统与用户浏览器的交互；业务规则部分封装了业务逻辑；数据访问提供业务逻辑和数据库之间的交互；系统管理则提供应用程序配置、异常处理、日志记录等功能。
3．电厂设备检修系统的组件结构（见图2)
图2 电厂设备检修系统组件结构图
表示层由3种文件组成，其中Web窗体页由两部分组成：视觉元素（HTML、服务器控件和静态文本）和该页的编程逻辑。这两个组成部分分别存储在一个单独的文件中。程序集资源文件．resx是用于编辑和定义应用程序资源的文件。表示层可以调用逻辑层和综合管理层的服务。业务逻辑层又细分为两层：专项业务逻辑层和通用业务逻辑层。专项业务逻辑层包括设备维护管理、检修管理、设备更改与变动、检修工器具管理四个模块，可以调用通用业务逻辑层的服务。通用业务逻辑层包括工作票管理、标准库管理、台账管理、外包项目管理四个模块。业务逻辑层可以调用综合管理层及数据链路层的服务。综合管理层包括设备树和系统管理两个模块，前者是整个检修业务流程的基础，后者封装了一些综合信息服务。综合管理层可以调用数据链路层的服务。数据链路层负责提供与数据库及数据文件的交互，Excel数据交互组件利用COM Interop技术调用COM组件实现了对Excel文件的创建及读写，这是因为电厂工作人员普遍熟悉Excel操作，而且Excel文档可以提供灵活多样的浏览打印等功能。XML数据交互组件提供了对XML文件的创建及读写功能，利用XML文件可以方便地实现系统配置及特殊数据存储功能。
4．设备检修系统与其他系统的接口
设备检修系统与其他系统的接口通过XML Web Service技术实现。从表面上看，Web Service就是一个应用程序，它向外界暴露出一个能够通过Web进行调用的API。可以用编程的方法通过Web调用来实现某个功能的应用程序。从深层次上看，Web Service是一种新的Web应用程序分支，它们是自包含、自描述、模块化的应用，可以在网络（通常为Web）中被描述、发布、查找以及通过Web来调用。
设备检修系统中牵涉到检修公司之外的流程，如策划部、检修部、厂部的各种审批流程，各种台账，如设备台账、检修台账、策划台账等实现了Web Service接口。其他系统可以方便地利用Web Service访问设备检修系统内部实现的功能和服务，实现了松散耦合的应用集成。
四、总结与展望
华能南通电厂设备检修系统的投运显著提高了电厂设备检修的工作效率和质量，取得了良好的经济效益。针对电厂信息化与自动化的深入，该系统提供了优秀的可扩展性能。由于采用了层次软件体系结构和面向组件的开发方法，该系统的很多组件可以实现重用和灵活替换。例如，若决定采用SQLSERVER数据库服务器代替Oracle，那么只需要在数据链路层增加一个SQL SERVER数据交互组件，而其他的组件不需要作任何改变。如果要开发一个输煤管理系统，则可以重用数据链路层、综合管理层，以及部分通用业务逻辑层的组件。
该系统还有需要进一步扩展和完善的地方，主要有向上的决策支持和向下的实时信息处理两个方向。可以利用设备检修系统积累的大量各类维护、检修数据，进行数据抽取，建立数据仓库，在此基础上开发决策支持子系统。从实时数据库中得到实时数据，在某些触发点，实时、智能、主动地发出检修要求，是另一个开发方向。