國家能源集團工控系統(tǒng)研究中心主任、國能智深控制技術有限公司原黨委書記 黃煥袍

國能智深控制技術有限公司長期致力于工業(yè)自動化技術和產品的研發(fā)、設計、制造和工程應用，形成了分散控制系統(tǒng)（DCS)、智能分散控制系統(tǒng)（iDCS）、可編程控制器（PLC）、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）、全激勵式仿真系統(tǒng)（SIM）、先進控制與優(yōu)化（APC）、區(qū)域分布式集中監(jiān)控（SCADA）等EDPF系列工控系統(tǒng)產品。主要應用于電力（火電、水電、核電、新能源發(fā)電、地熱發(fā)電等）、綜合能源、化工、煤炭、交通及市政等領域。作為國產DCS領域的代表性企業(yè)之一，國能智深多次在高端工業(yè)自動化領域打破國外壟斷、填補國內空白，創(chuàng)造了數(shù)十項“世界第一”“中國首臺套”的業(yè)績。

現(xiàn)今，人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)、邊緣技術等技術的快速發(fā)展，智能制造、工業(yè)互聯(lián)的加速推進都使得控制系統(tǒng)供應商面臨著新的機遇和挑戰(zhàn)。國家能源集團工控系統(tǒng)研究中心主任、國能智深控制技術有限公司原黨委書記黃煥袍表示：“為應對面向未來的智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化轉型需求，國能智深在自主創(chuàng)新發(fā)展進程中推出智能DCS，并成功研發(fā)推出芯片級全國產化的自主可控智能分散控制系統(tǒng)（iDCS），實現(xiàn)硬件100%國產化、軟件100%國產自主化。”

智能DCS支撐智能化數(shù)字化轉型

控制系統(tǒng)作為現(xiàn)代工業(yè)生產過程的大腦和神經(jīng)中樞，其發(fā)展水平直接影響工業(yè)生產的安全性和經(jīng)濟性。其中分散控制系統(tǒng)DCS是控制系統(tǒng)的主力軍。傳統(tǒng)DCS一般無法進行統(tǒng)計分析、模型訓練、知識表達及推理等復雜計算，智能化相關技術沒有適當?shù)倪\行環(huán)境，致使企業(yè)智能化數(shù)字化轉型受到限制。黃煥袍表示：“在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和5G技術發(fā)展背景下，智能DCS將進一步強化數(shù)字化轉型下全廠一體化監(jiān)控能力，構成統(tǒng)一的智能化‘工廠節(jié)點’，將各類多源數(shù)據(jù)在實時數(shù)據(jù)中臺進行綜合匯聚融合，形成智能數(shù)據(jù)調控中心，為系統(tǒng)內各項智能化應用模塊提供滿足全過程大規(guī)模、高頻次、高實時快速響應要求的數(shù)據(jù)查詢服務；同時通過廣域聯(lián)網(wǎng)技術，跨物理區(qū)域、跨網(wǎng)絡類別進行穩(wěn)定安全的數(shù)據(jù)鏈接和交互，集中各類分散的數(shù)據(jù)資源，形成數(shù)據(jù)分析專網(wǎng)，支撐數(shù)字化轉型的數(shù)據(jù)基礎；基于5G自適應網(wǎng)絡，將遠程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、運維和巡檢信息輔助等功能逐步融入生產控制過程中，通過數(shù)據(jù)治理和分析，采用先進智能技術，如云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、人工智能等提升工業(yè)生產過程的優(yōu)化控制和調度品質，融合5G網(wǎng)絡的工業(yè)過程智能控制系統(tǒng)將成為驅動我國‘工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)’蓬勃發(fā)展的關鍵使能技術。”

黃煥袍特別強調，國能智深的智能DCS注重系統(tǒng)和過程控制的安全性能，在開展可信啟動、嵌入式國密算法在DCS的應用研發(fā)方面也有建樹，使工控系統(tǒng)逐步具有主動安全識別及防護能力；在滿足信息安全要求的同時，實現(xiàn)生產運行控制層面的運行優(yōu)化計算、能效分析計算和耗差分析、設備狀態(tài)智能監(jiān)測等高級功能，便于運行人員能夠及時根據(jù)設備狀態(tài)、機組能效情況調整運行參數(shù)，實現(xiàn)智能DCS的自主安全可控，構建算力、算法、數(shù)據(jù)和應用資源協(xié)同的大數(shù)據(jù)中心體系，支撐和保障我國工業(yè)安全生產。

此外，智深公司研發(fā)推出的覆蓋火力發(fā)電廠全生命周期智能發(fā)電整體解決方案具有三維建檔、智能設備管理、智能控制與運行、智能生產監(jiān)管、智能決策五大功能，實現(xiàn)管控一體化，適應先進火力發(fā)電廠智能、綠色運行的高要求。

以數(shù)據(jù)為核心實現(xiàn)智能決策

智能決策是制造業(yè)智能化發(fā)展過程中的“大腦”，未來智能決策將成為領先工業(yè)企業(yè)必備的能力，其中包括感知控制、設備控制、執(zhí)行控制等不同層面。對此，黃煥袍深表認同：“物聯(lián)網(wǎng)和5G技術的快速發(fā)展和應用，將使工業(yè)可感知的數(shù)據(jù)規(guī)模呈爆發(fā)式增長，大量數(shù)據(jù)中蘊含了工業(yè)現(xiàn)場的設備及系統(tǒng)特征，未來國能智深的智能決策通過無線或有線技術、智能傳感器和調節(jié)機構等裝備，將各類物聯(lián)感知數(shù)據(jù)可靠接入智能DCS，進行數(shù)據(jù)分析和處理，采用數(shù)據(jù)挖掘等技術實現(xiàn)工業(yè)過程信息的泛在感知，形成感知控制、設備控制和診斷預警、執(zhí)行控制等后續(xù)流程的數(shù)據(jù)基礎。”

國能智深開發(fā)的智能DCS智能計算引擎具有控制計算、統(tǒng)計計算、建模計算和知識計算（知識表達與推理）等功能，實現(xiàn)與人機界面、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的高效融合。廠區(qū)內專用5G網(wǎng)絡可將生產現(xiàn)場儀表、傳感器、閥門、馬達等現(xiàn)場設備與以智能DCS為核心的智能控制中心鏈接為一體，形成一個宏觀上的廠區(qū)級“智能節(jié)點”，實現(xiàn)智能DCS與底層設備和子系統(tǒng)的聯(lián)動，形成“能效大閉環(huán)”運行模式，采用先進控制、智能控制技術將知識和信息指導生產，實現(xiàn)過程的精準穩(wěn)定控制，實現(xiàn)生產全程自趨優(yōu)、自學習、自診斷、自恢復、自適應、自組織運行。同時，能夠為決策者提供可靠的智慧化、可視化指導建議，通過機器學習算法、知識表達和推理算法的支持，實現(xiàn)輔助人工或機器自主的智能決策功能，引導生產過程趨向最優(yōu)化，提升生產效率、確保生產安全。國能智深的智能DCS在促進傳統(tǒng)工業(yè)生產過程向“泛在感知、深度分析、智能控制”的現(xiàn)代智能化生產過程轉變的道路上將發(fā)揮重要作用。

據(jù)黃煥袍介紹，國能智深在國電電力內蒙古東勝熱電有限公司300MW機組投運的業(yè)內首套智能發(fā)電運行控制系統(tǒng)以及在內蒙布連電廠660MW機組、上海廟電廠1000MW投運的智能分散控制系統(tǒng)（iDCS）大量應用先進控制策略及智能算法，機組運行穩(wěn)定、可靠，控制系統(tǒng)性能指標優(yōu)秀，實現(xiàn)了安全、高效、環(huán)保、靈活、智能的目標；通過應用先進控制策略和人工智能算法，提高了機組在應對頻繁多變外界環(huán)境下的適應性，實現(xiàn)了機組能效大閉環(huán)運行，顯著提高了機組能效水平；通過重要輔機系統(tǒng)自啟停及自恢復、智能診斷和智能預警，顯著降低了運行人員操作強度，有效提升了運行人員對機組的管控水平。

在黃煥袍看來，智能DCS將逐步成為工廠實時運行層面的“智能中心”，未來依托全國產化的自主可控智能分散控制系統(tǒng)（iDCS），國能智深期待為越來越多行業(yè)的用戶打造面向未來的智能工廠，助力中國工業(yè)在數(shù)字化、智能化浪潮中乘風破浪。

摘自《自動化博覽》2022年10月刊