《PIDatalink在火电厂Excel统计报表中的应用和实现》
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摘 要：火电厂中统计人员常常需从实时数据库里导出数据作为统计报表的数据支撑,文章以国华徐州火力发电厂报表处理为例,阐述了在Excel中如何利用PI-Datalink系统对实时数据进行采集提取、統计计算的方法,以提高报表的可操作性和灵活性.
关键词：统计;报表;Excel;PI数据库;PI-Datalink
一、背景
（一）PI数据库在火电厂统计应用现状
目前,火电厂统计数据采集多为自动化数据采集和人工数据采集相结合模式.如今在自动化数据采集系统中,基于PI数据库的厂级监控信息系统、综合统计系统等已广泛应用.
PI系统具有强大的实时数据采集功能,可实时地采集来自不同数据源的原始数据,并通过系统提供的用户可配置报表、分析工具和Web软件工具等,在遍布企业或管理部门的台式计算机、便携式电脑上,实时显示当前和历史的运行状况,并随时随地连续不断地为运行单元级、成套设施级、整个企业或管理机构级,提供实时数据与信息支持.
人工数据采集大多是作为自动化数据采集的补充方式或替代方式,适用于自动化采集实现难度较大、经济成本较高的现场.以国华徐州电厂（以下简称电厂）为例,人工采集数据方面包括有煤化验指标和水耗指标.因为煤化验目前均为人工化验;岸边泵房距厂较远,自动传输成本较高.
（二）PI系统应用存在的问题
目前基于PI数据库的,无论SIS系统（厂级监控信息系统）或是综合统计系统,均是技术服务供应商提供的成品模块,一般是对数据进行24小时不间断采集和计算,一旦出现启停机或是设备、仪表故障等有异常数据或传输中断出现时无法准确剔除无效数据使其不参与累计值或平均值的计算.
PI系统模块一般以一日或一月为单位对指标进行统计计算,无法灵活调取某一时间段加以计算观察.如电厂入炉煤化验每天每8小时化验一次,因无法准确得知该8小时期间相应的耗煤量,故每日入炉煤化验指标只能简单算数平均而无法进行加权平均计算,降低了采集数据的确定性.
另外对电厂而言,购买基于PI系统的监控统计软件的运维服务一般是有有效时间的,且软件投入使用后再进行变更比较困难.如使用后期想更改增加界面或数据指标,或是需要临时调取界面内未显示的数据时,实际实现起来费时费力,降低了工作效率.
（三）在Excel统计报表中应用PI-Datalink
PI数据库系统拥有丰富的客户端工具,其中PI-Datalink为PI数据库与电子表格Excel提供连接,是在收集、分析PI 数据方面功能强大并易于使用的工具.
这样可以在根据自身情况需求制定的报表中,灵活应用PI数据库进行有针对性的数据定时定点采集和二次编辑,并结合电子表格程序的功能,实现报表需求功能,提高精确度,方便快捷,大大提高了工作效率.
二、PI-Datalink在统计Excel报表中使用的实现
（一）准备工作
由于PI-Datalink函数为Excel的外部函数,使用时有其自己规则,诸如日期时间格式,单元格的调用规则等,因此在未安装PI-Datalink的计算机上无法识别和显示.
在安装完Pl-Datalink软件后,需在Excel中加载了PI-DataLink的插件后,就可以通过Excel的“工具”菜单中选择“加载宏”菜单项中,找到文件HPC32.xll.完成加载后,此时Excel菜单栏将出现“PI”菜单.利用该菜单可以方便调用PI-Datalink函数.
PI-Datalink中的时间标签有指定的格式,下列均是有效的时间格式：“dd-mmm-yy hh：mm：ss”;“yyyy/mm/dd hh：mm：ss”;“yyyy-mm-dd hh：mm：ss”;“yyyy年mm月dd日 hh时mm分ss秒”,如“2019年5月1日晚八点半”写作“2018/5/1 20：30：00”,如只输入日期不输入时间如“2018/5/1”,则默认为“2018/5/1 00：00：00”.
（二）使用PI-Datalink读取数据
在Excel中取用PI数据库中的数据,最直接的方式是使用Pl-Datalink提供的PIArcVal查询函数.在要显示数据信息的单元格内先输入等号,并在等号后输入查询函数的公式PIArcVal（tagname, timestamp, outcode, PIServer, mode）.其中常用的“返回值outcode”为0,仅返回读取值.
在电厂实际运用中,查询采集值的函数为“等于PIArcVal（数据点KKS码,查询时间,PI服务器地址,取值方式）”.如表1皮带秤统计表单元格Q3需取用#1机C9A皮带秤2019年3月1日0时的累积煤量,则需输入“等于PIArcVal（"_DA160922_MC_SW",P3,0,"10.2.8.163","auto"）”,其中“_DA1-
60922_MC_SW”为C9A皮带秤的KKS码,“P3”为单元格P3所输入的“2019/3/1”由于缺少时间则默认为3月1日0时,返回值outcode为“0”,“10.2.8.163”为PI服务器地址.
将查询时间写入某一单元格并链接取用的好处是,这样可以利用Excel的单元格拖放功能迅速查询并显示之后每一天的相同时间点的该数据点数值,比如可以将第一个单元格更换日期至下一个月或是历史的某个月,后续单元格将一并更换至相应值,既直观显示又方便快捷地进行批量读取.
（三）使用PI-Datalink计算数据
读取采集值之后往往需要对其进行二次计算,这时会用到PI-datalink中的PICalcDat数据计算函数.它可以求取在一段指定的时间间隔内采集点数据的计算值,包括取总和、最值、平均值、计数等.格式为：“PICalcVal（tagname,stime,etime,cfactor,mode,outcode,PIServer）”.
例如电厂要计算从2018年11月19日到22日三日主汽压平均值,需输入“等于PICalcDat（$D$1,A3,B3,"720h","erage",1,0,"10.2.8.163"）”,如表2运行参数表.其中cfactor参数经验证若大于等于所取时间段小时数均为有效且相等的数值,故表格中常取一个月小时数720;常用的“返回值outcode”为0,仅返回读取值.
三、PI-Datalink在电厂统计Excel报表应用的实例
（一）通过PI-Datalink读取函数计算入炉煤热值的加权平均值
电厂之前入炉煤为每日采制一个综合样,每日化验一次,并未按值（电厂为一日三值）划分采制样单元,综合统计系统中的入炉煤化验值录入和计算也是相应的每日一次.本年度进行改进,将入炉煤按每班（值）的上煤量为一个采样单元进行采制化验.
改进措施实施后,采制化验已按值划分一日三次,但由于化验班无法获得该采样单元时段对应的入炉煤量,只能将三个值的化验值简单算术平均,可如此计算与整改前的值并无实质性差别.现应用PI读取函数在原入炉煤分析月报表的基础上,制作了增加入炉煤量参与计算的月报模板供化验班填报,如表3入炉煤日报分析表.
其中C9A,C9B两条输煤皮带表底值使用了PIArcVal查询函数,如单元格L6等于PIArcVal（"_DA160922_MC_SW",K6,0,"10.2.8.163","auto"）,含义如前文描述.日期输入为“2019/5/1”,默认为“2019-5-1 00：00：00”,下一行输入为“等于K6+8/24”含义为“2019-5-1 00：08：00”,之后自动拖放K列值均为上一行时间点的8小时后.当下月填报该表时只需改动第一行时间的月份即可.于是可计算出2018年5月1日当班入炉煤量为L列和M列相邻两行差值的和,三个值的煤量相加得出当日总入炉煤量P8.那么当日加权热值O8等于（G6*N6+G7*N7+G8*N8）/（P8-IF（G6等于0,N6）-IF（G7等于0,N7）-IF（G8等于0,N8））,加入IF函数是当某值采制样或化验仪器故障时,该值数据均不参与加权平均计算.
如此得到的日加权平均化验值再输入综合统计系统进行月度汇总计算,将大大提高生成月报入炉煤化验值的精确度.而且本模板直观易懂,且与之前表格相比不增加任何人工录入部分,现已在班组间顺利推行.
（二）通过PI-Datalink计算函数计算有效时间的周发电煤耗
目前电厂SIS系统和综合统计系统可以计算日、月、年的发电煤耗,但无法选择其他时间段计算煤耗.而且一旦碰上开停机,系统则直接剔除开停机日,使其不参与煤耗的累计计算.而从统计分析的角度,开停机日耗煤率较大,反而更需要计入累计计算,统计分析出机组真实的煤耗水平.另外,系统模块的计算周期太固定,无法满足周例会或是突发事件时期的煤耗统计分析的需求.
现已建立通过PI计算函数计算周发电煤耗的统计表格,并且结合Excel中的IF函数,能比较精确地只剔除设定条件外小时段不参与煤耗计算.表4 周煤耗统计表显示的是电厂2018年10月15日至10月21日的周发电煤耗计算表,期间2号机10月15日开机,1号机17日停机.
首行时间B3输入“等于TODAY（）-7”,TODAY是实时日期函数含义是当前日期0时的7天前,这样可以每日滚动计算前一周的平均煤耗,随时进行监控和分析.A列是以每增加1小时为一次采集点,下一行时间单元格B4输入“等于B3+A4”,1号机发电量C3输入“等于PICalcDat（$C$1,B3,B4,"1h","erage",1,2,"10.2.8.163"）”,取得1号机该一小时内发电量的平均值,1号机发电煤耗F3输入“等于PICalcDat（$F$1,B3,B4,"1h","erage",1,2,"10.2.8.163"）”,取该小时对应发电煤耗的平均值,则1号机发电标煤量H3“等于F3*C3”,若某台机处于停机状态时,其发电煤耗为无效数据不参与计算.启停机过程中,负荷大于350MW方进入稳态,采集数据放能有效说明机组耗煤能力,故负荷值小于350的不参与计算.1号机周发电量C174输入“等于SUMIF（C3：C171,">350",C3：C171）”,含义是只取C列中大于350的值的和,1号机发电标煤量H174輸入“等于SUMIF（C3：C171,">350",H3：H171）”,只取C列值大于350的行的H列值之和.D174、I174同理输入,于是I176等于（H174+I174）/E174得出该周全厂发电煤耗.
四、PI-Datalink使用中注意的问题
（一）表格中PI数据的刷新
<F9>功能键将重新更新整个电子表格中PI函数数据,按?<Shift><F9>键,只更新当前表格.使用读取或计算函数时,选中表格中任意单元格,按Enter回车键即可更新数据.如果使用TODAY（）和 NOW（）函数作为起始时间或结束时间时,每次打开或刷新该电子表格时,该值就会被更新.
（二）字符串参数的输入
对于函数中要输入的字符串参数,需要给它们加双引号.例如表4中的L6等于PIArcVal（"_DA160922_MC_SW",K6,0,"10.2.8.163","auto"）,KKS码、获取地址、输出模式均是字符串参数,均需加上双引号.如果将代码和地址输入单元后再引用,如时间戳值输入K6,则直接链接即可,不再需要加引号.
（三）重要数据需用另一采集方式双向验证
在采集读取重要数据,如电厂发电量通过PI函数采集读取关口表表底数,计算取得的两台机组发电量,可以和SIS系统两台机组的均值负荷累计计算出的发电量进行相互比对,以防关口表的表计故障或通讯中断.如SIS系统采集出错,也可以以此反向验证.同样在目前电厂应用PI数据库的统计报表中,还有通过化水石灰处理系统采集的补水量与岸边泵房人工上报耗水量进行双向验证;通过发电煤耗、发电原煤耗反算的入炉煤热值与化验班所报送热值双向验证等.
参考文献：
吴志强,陈军,朱云.基于VBA和PI-Datalink批量数据导出的设计和实现[J].企业技术开发,2013（Z3）.
（作者单位：国华徐州发电有限公司）
总结：此文是适合火电厂论文写作的大学硕士及关于电子表格本科毕业论文，相关电子表格开题报告范文和学术职称论文参考文献.
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[2] 软件和电子表格论文如何怎么撰写 软件和电子表格开题报告范文2000字
[3] 电子表格自考毕业论文范文 电子表格方面有关毕业论文题目范文2万字
