DCS系统国产化探讨

胡天南

【摘 要】随着集散控制系统在过程控制领域的广泛应用，我国需要设计自己的DCS系统显得尤为重要，也是十分有必要的，对此对DCS系统国产化进行了详细的讨论。本文首先分析我国政策以及市场的可行性，对DCS国产化存在的问题进行详细剖析，因而提出可行性建议，并对国产DCS系统的未来发展趋势进行展望。

【关键词】DCS系统;国产化;可行性建议

中图分类号： TM623 文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）04-0293-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.04.115

0 引言

随着世界高新技术的快速发展，DCS技术得到了迅速发展和完善。一方面，作为机组的主要控制系统，DCS技术逐渐成熟起来，其控制范围已经扩展到整个核电站。国产DCS在600MW及以上机组的广泛应用，已经打破了进口DCS系统的垄断现状，在于进口DCS技术相比，国产DCS技术也具有了较好的国际影响力和竞争力。另一方面，核电生产的规模越来越大，其过程控制有了更加严格的要求，DCS中央控制系统发挥着越来越重要的作用，DCS系统在机组安全性和经济性方面有着举足轻重的影响。实现DCS系统的国产化，使国外DCS系统垄断的局面得到缓解，并且能够打破垄断的壁垒，实现系统安装调试、自主设计研发、售后服务、技术指导等一系列工作，有效解决国外技术封锁的问题。从工控领域来说，安全可靠、技术先进的DCS系统不仅是我国所需要的产品，更是其他没有DCS技术国家所需要的，届时我国也将成为DCS系统出口国，不断提高国际市场份额，最终实现中国制造的梦想。

1 政策与市场可行性分析

我国提出到2030年要实现非石化能源和可再生能源在能源消耗总比例中的比重，计划将提高30%可再生能源的比重，这一国家政策说明，在2030年之前，如果没有新技术的的突破，核电能源将占据很大的比重，约为15%，在国家政策影响下中国核电机组每年以7套左右的速度在不断增长，核电建设面临巨大商机的同时，DCS系统也面临着前所未有的機遇，因为DCS系统大大降低了核电研发的资金投入;相对于其他工控领域来说，DCS系统由于其安全性、可靠性、经济性等优点，也得到了广泛的应用。

因此在国家相关政策和市场要求下，科研工作者已经认识到DCS系统国产化的重要性，但是要实现DCS系统国产化需要大量的科研时间和充足的科研资金，与此同时DCS系统广阔市场需求的同时也存在着巨大的竞争压力，国内基本是浙大中控、和利时和新华的竞争局面，在国际上出现西屋集团、海飞集团、阿海珐集团、英维斯集团等几个大集团的垄断，并且相互之间出现相互竞争的局面。我国企业应意识到竞争对手的威胁，要牢牢守住中国市场，并且通过技术攻关和改革创新提高DCS国际市场的份额。

总体而言，集散控制系统国产化已经有了良好的发育土壤，不管是国内外市场需求、中国政府政策支持，还是集团公司的经济实力已经具备了DCS系统国产化的基础。DCS系统国产化已经面临着良好的发展机遇。

2 DCS国产化问题分析

2.1 DCS产品研制

一方面，开发满足现场需求的产品，需要相关人员具有丰富的工程经验。由于缺乏公司项目实施经验， DCS产品在研发时面临着很大的阻力。由于公司没有配套的DCS产品，就不能够为核电站的项目提供产品，也无法获得高质量严要求的DCS订单。此外，设计院在DCS系统人为因素和安全性方面不断改进，在新的项目出现时，就需要更高要求的DCS系统。从而使得产品研发需求难以控制，并且存在较大的风险。

另一方面，在进行DCS系统研发时，在国家相关优惠和鼓励政策的扶持下一般来说不会缺乏资金，在此期间也会获得国拨资金，但在进行技术攻关时可能要投入大量的资金，需要高薪聘请国外技术人员，这样一来资金流失较大，因此在进行技术研发时要综合考虑资金问题。

2.2 在线组态修改和下载功能

通常来说，DCS系统应该能够实现在机组正常运行过程中的在线组态修改和下载功能，不管是进口DCS还是国产DCS都应该支持此功能，但是考虑到系统的稳定运行，进口DCS系统一般不执行该操作，并且在强制执行这项功能时会出现单元异常的现象，由于我国DCS技术相对来说不太成熟，所以国产DCS系统也不支持这项功能，不建议在运行期前进行配置的重设和修改，但从系统管理角度来说，在运行期间进行配置的修改和数据的下载也是不安全的，所以这项功能应该如何改进和创新是DCS国产化需要攻克的一个难题。

2.3 售后服务能力

纵观各个DCS厂商的售后服务能力，进口DCS系统在进行投标时表现出与国产DCS基本一致的竞争能力，但在中标后会大幅度的提高各个部件以及备用备件的价格，还会索取高额的售后服务费用，一些进口DCS厂商漫天要价，一块普通的控制卡件要80万元，连配套的鼠标也能够开到18000，关于售后服务，一些厂商培技术人员来现场解决技术问题或排除系统故障，一天开价18万，正是通过一上手段，进口DCS厂商来弥补投标时放弃的利润。国内DCS厂商的服务态度和及时性明显高于进口DCS，服务成本也远低于进口DCS：与进口品牌相比，国内DCS厂商在备用部件供应周期、现场服务等待等方面具有明显的地区优势和价格优势。但与进口DCS系统相比还是具有一定的劣势，因为进口DCS系统比较稳定，并且安全系数和可靠性较高，所以存在一些集团宁愿投入更大的资金也要选择进口DCS，所以国内DCS厂商在售后服务能力上还需要进一步加强。

3 DCS国产化的建议

3.1 政府部门加强引导

政府部门要做好宣传作用，积极鼓励国内产业使用国产化的DCS系统，可以出台相关的政策和激励措施，给与一定的扶持力度，让国内产业在使用国产DCS技术时能够得到相关的保障和优惠政策。通过抓好重点科技项目等手段，大力鼓励和支持国内DCS研发设计单位以及厂商进行新技术的研发和引用，从根本上提高国产DCS系统的核心竞争力。同时各个公司在决策以及投标过程中，要给国产DCS系统一个机会，不要一票否决，认为国产DCS系统安全性和可靠性得不到保障。在政府和企业的大力支持下，我们有理由相信国产DCS会有质的飞跃。

3.2 提高产品质量

在进行DCS系统国产化过程中，DC厂商有必要从根本上提高自身产品的质量，并且要与时俱进，要把最先进的技术应用到自主设计研发的DCS系统当中，要不断改进传统系统的弊端，联合单位共同探讨技术，不断优化设计研发的DCS系统，并且要积极把无线传输技术、现场总线技术等高新技术的引入自主设计研发的DCS系统中，不断提高产品质量以获得更大的市场份额，为国产DCS系统冲出国门做好铺垫。

3.3 策略衡量指标

国产化率是一个定量的指标，具体来说包括两个方面，产品国产化率和项目实施国产化率。产品的国产化率取决于该技术应用于自主产品占整個领域的比例来确定。项目实施国产化率是由公司承担的项目实施工作量占整个项目实施的比例决定的。因此在DCS系统国产化过程中要考虑到产品国产化率和项目实施国产化率这两个重要的定量指标，才能准确定位市场需求，根据实际情况设计出与该项目最为匹配的DCS系统。

3.4 硬件结构要合格

DCS的硬件结构要具有结构轻便、易于安装拆卸、功能和性能优越以及实时传输数据能力准确等特点外，还必须考虑一些主观因素，比如：性价比、安全度、可靠性等，这些指标较DCS系统硬件固有的结构功能更加重要，因为目标人群主要考虑这些主观指标，所以说性价比、安全度、可靠性使DCS系统国产化的出发点和落脚点。任何一个工控系统来说，只有实现技术先进、系统安全、性价比高，才能得到推广和使用。

4 国产DCS系统的未来发展趋势

4.1 无线连接技术

目前无线连接技术的发展逐渐引起人们的注意，并已经实现了工控领域的应用，实现工作数据信息的无线采集。例如，蓝牙技术是采用2.4GHz的ISM频带，FM作为调制方式，通信距离能够实现100m的范围内，实现了全双工通信。由蓝牙技术可见，无线连接技术可以实现更远的通讯距离，在数据采集不方便或环境恶劣的工作环境中，能够实现数据远距离收集，这是无线连接技术应用到工控领域的重要基础。

4.2 利现场总线技术

现场总线技术相比于DCS系统而言，是一种新型的网络集成分布式系统。从结构上看，现场总线技术较传统的系统结构有较大的进步，传统系统中控制结构位置不一，但都不在现场设备中，而现场总线技术将控制单元直接安放到现场设备中，使现场设备实现信息通讯的功能，而现场设备只要通过变送器以及相关阀门按钮等就能够实现该项技术，能够脱离计算机独立运行，从而实现分散化控制。现场总线技术正在逐步发展，在国际上已经有了自己的标准和体系。所以在以后现场总线技术能够与DCS技术完美结合，或者独立运行，是DCS技术的发展趋势。

4.3 工业控制网络技术

目前，DCS系统信息传输的途径是通过局域网技术来实现的，从而对整个DCS系统进行全面综合的管理。然而，与以太网相比，局域网内的信息传输速度较慢，然而现场通讯设备的造价成本却很高，比同配置的以太网高很多。相比之下，以太网设备造价较低，并且经过发展在国际已经有统一化的标准，在信息传输速度和效率上具有明显优势，通过现场层面的渗透，系统网络集成是改善现在这种状况最好的办法。因此，将以太网技术应用于核电DCS控制领域迫在眉睫。

5 结语

在核电控制领域中，国产DCS有着广泛的应用，随着社会科技以及全球科学技术的不断发展，它面临着新的发展机遇和挑战。因此，我们要保持清醒的头脑，擦亮双眼，时刻关注着国内外DCS技术的发展状况，结合我们自身的优势，运用最先进的技术，使DCS国产化取得更大的进步和成就。

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