《科技日报》“牢牢攥紧工业清静自动权” ——首套天下产智能疏散控制系统攻关纪实

宣布时间：2025-03-27

泉源：

【立异故事】

青藏高原，黄河上游海拔最高的水电站——国家能源集团青海玛尔挡水电站自所有投产发电以来，运营状态优异。在这背后，离不开天下产智能疏散控制系统的全天候守护。

疏散控制系统（以下简称“DCS”）被喻为电厂运行的“神经中枢”。它管理着数百个系统、近万个装备，能够对发电历程举行实时监测与运行控制，是电厂高效经济的主要包管。

“恒久以来，DCS被外洋垄断，直接威胁我国能源清静。”日前，国家能源集团所属国能智深控制手艺有限公司（以下简称“国能智深”）首席科学家田雨聪告诉科技日报记者，“为将自动权攥在自己手中，我们的研发团队矢志攻关，历时30多年，乐成研发出首套天下产智能疏散控制系统。”

确保随时“上岗”

“发电机组需要24小时不中止运行，这对其控制系统要求极高。”国能智深硬件研发部副司理丁娟告诉记者，“我们必需想法让DCS极致‘靠谱’，才华包管电厂清静运行。”

要想DCS极致“靠谱”，首先要包管控制器实时“在线”、精准施控。丁娟诠释：“控制器犹如控制系统的‘大脑’，认真吸收并盘算剖析传感器收罗的数据，然后向执行器发出指令，从而实现对整个系统的管理。”

这个“大脑”一旦失灵，所有控制功效都会失控，整个系统也将随之宕机。确�？刂破鳌安坏袅醋印背晌蟹⑼哦颖匦韫ハ莸墓乜�。

“增添备用控制器，为系统设计冗余计划。”团队成员众口一词。可是被问到详细怎么设计时，各人又莫衷一是。

重复钻研后，难点被锁定在怎样实现两个控制器的无缝切换上。“主备控制器切换，不是电路跳闸了再掰回去那么简朴。”田雨聪先容，“电厂的生产一刻不可停，备用控制器须具备随时‘上岗’事情的能力。”

提及来容易，做起来难。主控制器怎么判别自身故障，并第一时间让出控制权；两个控制器获取的监控数据怎样包管完全一致；备用控制器怎样时刻做好“跑起来”的准备……为相识决这些问题，各人经常争得面红耳赤，在很长一段时间内没有希望。

一次头脑风暴中，有团队成员遐想到汽车备胎，突发奇想——把备胎放下来与正常轮胎一起跑，一旦正常轮胎出问题，备胎不就能实时顶上了吗？

“顺着这个思绪，我们提出了两个控制器同时势情的解决计划，让备用控制器正常吸收传感器上传的数据，并举行盘算剖析，只是不发出任何指令。”丁娟说。

在此基础上，团队又设计出主备控制器实时交流数据的计划，以便第一时间判断主控制器是否正常事情，一旦泛起异常即可实时切换，彻底解决了备份控制器“上岗”难问题。

“稳住”通讯网络

解决了控制器问题，只是迈过了第一关。要实现DCS极致“靠谱”，还离不开系统各节点间数据的高效清静通讯。

“这就犹如神经系统内电信号的传输，电信号的准确与否直接决议了人体运动是否到位。”国能智深软件研发部副主任工程师王春燕说，DCS的通讯网络认真把系统内各个节点，好比工程师站、操作员站、控制器等毗连起来。这个通讯网络不但仅是网络毗连，它还肩负着数据处置惩罚使命。

经由多年的探索和积累，2006年，研发团队设计出通讯网络新一代版本。这一版本应用了双网、多播组等手艺，在实验室内重复测试，数据一切正常。

“就在各人兴致勃勃之时，一盆凉水却从天而降。”田雨聪至今影象犹新，通讯网络在电厂上线试运行后，出了问题——网络内的数据负荷过高，导致整个系统不稳固，无意还会宕机，跑不起来。

研发团队连忙开展排查。为了尽快解决问题，各人吃住在现场。网络架构、软件代码、软件封装等，甚至每个分支、每行代码都做了逐一筛查，但依然没有发明问题的症结。

“要害是，这种情形爆发在发电机组即将投产的紧迫时刻，其时团队成员很是焦虑、压力特殊大。”王春燕说，“各人相互提醒一定要冷静，从源头出发，仔细剖析可能导致数据梗塞的缘故原由，认真比对试运行情形和前期实验室调试情形的区别。”

经由十多个昼夜的起劲，他们发明，控制器之间相互发送运行状态数据，造成了网络流量暴增。

“为了让通讯网络中的流量降下来，我们设计了扁平化的对等网络结构、柔性分域手艺以及组播和宣布订阅相团结的通讯手艺，开发出漫衍式监控系统。”王春燕告诉记者。

现在，DCS的通讯网络经由多次迭代升级，运行越来越稳固可靠，清静性越来越高。

变得“智慧智能”

通讯网络组建乐成后，DCS就可以在发电机组上现实应用了。但此时系统只具备实时控制和基本盘算判断功效，还不可举行更高级的数据剖析。

怎样让DCS变得更“智慧”，自主剖析运行数据，进而作出优化决议？

“之前，海内没有智能DCS，我们没有可以参考的工具，只能从‘0’做起。”为此，国能智深智能手艺部司理张东明等人调研了3个多月，走访了20多家发电厂，网络了100多条建议，才弄清了发电企业对智能DCS的功效需求。

经由一年的设计、调试，2018年2月，智能DCS初具雏形，正式进入仿真测试阶段。此时，研究职员都满怀信心。

然而，意外照旧再次泛起——仿真测试效果不尽如人意。运行大宗仿真数据后，智能DCS无意会无缘无故地瘫痪、重启。

“最最先，我们不知道问题出在那里，各人都很沮丧，感应很渺茫。”为相识决问题，张东明等人只能细化操作，一条一条地运行输入和输出的数据，并举行详尽纪录和剖析。

“经由数不清的比照验证，我们才发明数据处置惩罚模子中保存一些细小过失，直接导致系统瘫痪、重启。”张东明告诉记者，“这些问题‘藏得很深’，在大大都情形下不会展现，只有在输入特殊数据组适时才华触发。”

经由3个多月的“定位”、修改过失，系统最终通过了仿真测试。

2018年7月4日，我国首台套智能DCS在国家能源集团内蒙古东胜热电有限公司#1机组正式投运，各项功效抵达预期目的。

阻止现在，研发团队自主研发的控制系统已经大规模推广应用至300兆瓦、600兆瓦、1000兆瓦等各品级发电机组上，先后在火电、核电、水电、新能源、煤炭等种种工程中应用凌驾3500台套。

“党的二十届三中全会决议提出，‘统筹强化要害焦点手艺攻关’‘推动科技立异和工业立异融合生长’。这让各人倍添动力。”田雨聪说，“智能DCS的乐成研制，不但突破了外洋的手艺垄断，还实现了在该领域的领跑。未来，我们将继续推进工业控制软件国产化、高端化，牢牢攥紧工业清静自动权！”

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