分散控制系统的挑战和未来——《科远通讯》专访****热控专家吕剑虹教授
作者：南京科远自动化集团股份有限公司时间：2009-08-15 00:00:00 我要发布
关键词:
分散控制系
科远股份是在国内自动化领域厚积薄发、苛求精进的自主品牌，诞生于1993年。经过十六年的技术创新与持续发展，已经成为规模较大、技术实力较强、产品全面的热工自动化与电厂信息化的专业厂商和领先企业。
《科远通讯》作为科远股份主办的季刊，始终坚持关注用户需求、关注行业动向、关注企业发展、关注员工进步的视角，我们希望将《科远通讯》建设成为中国热工自动化的宣传阵地，宣传热工自动化行业的技术发展趋势，宣传科远人在其中的努力和进步。
为了更好地履行《科远通讯》的使命，我们将不定期地对行业中一些知名专家进行专访，请他们评述行业及技术的动向和趋势，对科远的努力和进步进行点评与指导。
2009年8月1日 ，中国电力企业联合会在南京市组织召开了科远股份“NT6000分散控制系统”科技成果鉴定会，与会专家一致认为：NT6000分散控制系统的性能指标，能够满足大型火电机组控制系统的应用要求。NT6000分散控制系统在可靠性和易用性方面达到国内先进水平。这是科远股份专注于热工自动化，十六年如一日，不断实践、求索和创新，通过在专业领域的厚积薄发，打造出的专业化的产品。为了更加全面地了解与会专家的意见，《科远通讯》专门采访了专家组成员之一东南大学能源和环境学院自动化系系主任吕剑虹教授。
《科远通讯》记者：吕 教授，非常感谢您在百忙中抽空接受我们的采访。您是鉴定委员会测试小组的负责人，对NT6000分散控制系统进行了详细的了解和专业的功能及性能测试，而您也是国内热工自动化专业的知名学者，对分散控制系统有着全面的认识和深刻的理解。能不能给我们谈一谈NT6000给您留下了什么样的印象？
吕剑虹教授：受鉴定委员会委托，测试组对科远股份 “NT6000分散控制系统”的功能和性能指标，进行了客观地测量和验证。测试平台使用的是舟山300MW机组DCS及大唐南京电厂2×660MW辅助车间集中控制DCS的工厂调试系统。测试方案在行业通用标准的基础上，在DCS的性能方面进行了补充，测试结论表明这两套工厂调试系统能够满足《火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程》的要求。
在测试过程中，测试组与科远股份的研发团队进行了深入地沟通，我们了解到NT6000分散控制系统有着深厚的技术来源。科远股份从1995年就开始尝试自主研发DCS，当时开发的KY2000 系统为科远完成了最初的技术积累；从1997年开始引进国外先进技术进行集成开发，大大提升了科远DCS的可靠性设计水平；到2005年开发完成的NT6000，将国外DCS的先进技术与国内热工自动化需求相结合，已经具备赶超国际先进DCS的潜力。科远在研发过程中，广泛学习国内外先进DCS的设计技术，与国内外的技术专家广泛合作，并且进行了审慎地创新，我们认为这样一种高起点开放型的DCS研制路线是非常有效的。
我们都知道，自动化技术是大型流程工业的基础，而DCS是目前这一领域的最高成就，被称作自动化技术王冠上的明珠。因此，我们为科远取得的成绩感到高兴和自豪。
《科远通讯》记者：吕 教授，您对国内国外的分散控制系统产品都比较熟悉，从专业的角度来看，NT6000有什么样的特点呢？
吕剑虹教授：DCS从上世纪70年代诞生以来，已经走过了30多年的历程，对于一个单一产品而言，在自动化控制装置的发展过程中，其生产周期显得有点长了。而在国内，从80年代末引进DCS技术以来，进口DCS一直占据着市场的主导，而国产DCS从90年代才开始起步，直至本世纪初才逐渐发展成熟。
我们欣喜地看到，科远的NT6000分散控制系统不仅仅已经发展成熟，而且通过技术上学习和创新，缩小了与国外产品的差距，甚至有些技术指标还有优于国外产品。在测试中我们整理了NT6000的一些特点。
1、NT6000通过了GB/T17626，GB/T2423国家标准，达到EMC三级水平，优于一般的EMC二级标准；
2、NT6000的冗余设计比较全面。采用了主备控制器同时运算的冗余设计，每只控制器都有冗余的I/O接口和完全隔离的冗余控制网络，I/O网络采用物理隔离的12段分支设计。系统电源采用分散冗余设计，控制器、卡件、交换机都有两路电源输入，并采用独立电源模块隔离。
3、NT6000的控制器处理性能更强。在测试中我们发现典型项目的控制器负荷不到15%，控制器的最快控制周期能够达到20ms。
4、NT6000采用基于组播技术的控制器主动发送机制，无论多少台操作员站，控制器只发送一次数据，控制器具有确定的数据服务任务，负荷恒定，运行更可靠，操作站的数量不影响网络负荷，操作响应周期小于700ms。
5、所有DI卡件都可以实现SOE功能，采用集中对时的方法，解决了跨控制器对时精度的难题，满足小于1ms的分辨率要求。
6、系统诊断画面直观，操作记录采用自然语言表述，工程师站采用图形化组态方式，能够直接输出逻辑图纸，增量下装功能能够满足在线修改组态的要求。
《科远通讯》记者：一般的自动化产品的生命周期大约20年左右，而DCS已经存在了的30多年，DCS之后会是什么呢？
吕剑虹教授：这个现象非常地有意思，如果把DCS看作是一个产品，其存在的时间确实有点长了。但是换一个角度来看，DCS更多地是一种思想，一种分散控制、集中处理的思想，至于其中采用的技术，无论是通讯技术，还是计算机技术，都不是静态和僵化的，而是不断进化和发展的。DCS能够随着技术的发展不断地与时俱进，这可能也就是DCS能够常保青春的原因。
按照DCS的基础技术来区分，我们可以将DCS分为封闭型和开放型两代。早期的DCS都是封闭型的，控制器、卡件、网络、操作站，甚至键盘都是专用的。随着技术的发展，特别是PC和以太网技术的飞速发展，DCS越来越多地采用了通用的技术，其发展速度也越来越快，产品的性价比越来越高。我们相信DCS在采用通用技术方面还将不断发展。
传统DCS与现场设备的连接方式，是用硬接线将模拟信号通过I/O卡件转换成数字信号进入DCS。能不能取消I/O卡件，将现场信号用数字方式直接送入DCS，这就是现场总线要解决的问题。目前大量的现场一次设备都已经实现了数字化，具有通讯接口，例如变送器基本上都支持Hart，很多的智能执行机构支持Profibus，很多的电气保护装置采用了Can通讯接口。如果采用现场总线将一次设备与DCS直接相连，将省去大量的中间环节，不仅节省投资而且能够提高可靠性。更重要的是，现场总线不仅能够传输控制数据，而且能够传输管理型的数据，这将为大型流程工业的全面数字化和信息化提供技术基础。
因此，我们认为从世界范围来看，现在正处在DCS技术发生变革的前夜，现场总线技术将深刻地改变自动化的技术基础和整体面貌。但是，现场总线并不是要代替DCS，而是控制分散、信息集中思想在新的技术基础上的进化，DCS与现场总线技术的融合，将是自动化技术下一步发展的主旋律。
《科远通讯》记者：非常感谢您对DCS未来发展的精辟分析，能否对科远股份提一些希望和要求？
吕剑虹教授：技术的进步是国内企业在与国外企业竞争中赢得市场机会的关键所在。虽然国外企业综合实力要高于国内企业，但我们要通过发展来努力缩小这一差距并最终超越。在这里我给科远股份提几个建议。
第一：从一定的高度来看，用户的需求没有什么合理或是不合理之分。如果说这个需求是不合理的，那么只是在目前我们的技术水平下是不合理，我们的主要精力不要放在与用户进行争论，而要放在思考如何提升产品水平，满足用户的现实或是潜在需求。
第二：我们必须逐步走上自主创新之路，只有具有核心创新能力，才能具备满足用户各种现实和潜在需求的能力，才能最终掌握自身的命运。
第三：自主创新并不意味着完全独立发展，必须广泛学习国内国外的先进技术，同时认真分析同行业存在的各种局限和问题，站在巨人的肩膀上，才能看得更远。
我们相信，随着中国经济发展的重工业化，DCS的市场仍然非常广阔。DCS的进化和发展将会在这个背景下得到加速，努力、改进、提高仍然是主旋律。对于科远股份来说，机遇和挑战并存，光荣和梦想同在。
