深入一线，加大自主可控国产DCS现场应用验证及问题处理——发电自动化专委会专家组调研自主可控DCS研发与应用情况

国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 蔡钧宇

杭州意能电力技术有限公司 孙洁慧

2020年12月14日至25日，中国自动化学会发电自动化专业委员会（简称发电自动化专委会）主任委员金耀华、秘书长孙长生带领相关领域专家组成的调研组，走访了十家企业，进行了自主可控DCS研发、生产进程与运行情况的调研。

摸底供应商研发与生产

专家组先后到南京科远智慧科技集团股份有限公司、南京南瑞继保电气有限公司（华能睿渥）、南京国电南自维美德自动化有限公司（华电睿蓝、睿星）、浙江中控技术股份有限公司、国核自仪系统工程有限公司、上海新华控制技术（集团）有限公司、杭州和利时自动化有限公司和北京国电智深控制技术有限公司，就自主可控DCS研发与生产进程、性能与可靠性测试情况、投运情况及主流DCS对比评价、DCS自主可控研发和生产与投运中存在的问题及建议进行了详细调研。

他们考察了各DCS 厂家的模件制造生产线，仿真实验室、调试工程测试大厅、自主可控国产化DCS 仿真平台，看到了各DCS 生产都实现了从生产下单、物料跟踪、制造调试到测试检验的全过程自动化，通过设备、物料和人之间的数据互联，构建了全过程的质量管控和追溯体系。

截至目前，我国大多数DCS厂家已经启动了自主可控DCS的研制，2019年与芯片企业加强技术合作进行联合攻关。如智深公司2012 年开始研发基于国产中标麒麟操作系统的EDPF-NT+全部应用软件，硬件上现已完成控制器、I/O 模块、上位机、交换机关键芯片100%国产化样机开发工作。

目前，已有多家生产厂家，通过自主可控系统研发，器件选择、测试、现场试用，不断的筛选迭代，逐步完成了元器件的国产化替代，控制系统软件向linux平台的迁移，实现了软件的全部自主可控。华能集团在西安热工院开发和长期从事各种DCS 组态与问题处理经验与南瑞继保公司长期从事继电保护控制装置研发与生产经验的基础上，研制出华能睿渥系统并投入运行。

专家们仔细查看了自主可控DCS模件与以前模件设计上的区别、性能与功能的差别，就各DCS生产厂家的自主可控DCS 系统的国产芯片应用情况与价格，基本性能及功能的可靠性与稳定性、技术特点、新老系统兼容性、国产化替代技术难点以及生产成本等问题与核心研发人员进行了深入交流和讨论。经调研，自主可控DCS系统设计遵从国际、国家和行业标准的要求。在开发过程中，按行业标准和各类严酷环境应用需求进行反复测试，并通过外部严格的电磁兼容测试而取得权威机构的认证报告。

实地调研机组运行

专家组亲抵现场，调研了安徽华电芜湖发电有限公司投运的华电睿蓝系统和华能玉环电厂的华能睿渥系统运行情况。这两个系统分别于2020年11月23日、25日并网投运。

2018年底，南自与中国电子旗下天津飞腾等企业联合攻关的“华电睿蓝”DCS 在华电章丘电厂、牡丹江第二发电厂进行了机柜级试运行，2019 年12月在华电扬州电厂33万千瓦机组成功投运。芜湖发电厂1 号机组容量66 万千瓦超超临界机组，主机DCS 控制系统原为ABB 公司Symphony 控制系统。2020 年10 月进行自主可控DCS控制系统（maxCHD）首次全厂一体化控制示范应用改造施工，系统涵盖MFT、FSSS、SCS、MCS、DEH、MEH、ETS、METS、SCR、ECS 等系统，其软、硬件均实现了自主可控、可替代，实现该领域重大突破。改造后机组于2020 年11 月22 日锅炉一次点火成功，11 月23日并网，完成规定的试验后满负荷运行，至今DCS 系统连续运行状态稳定，控制器及模件工作正常，无DPU 故障切换或误动，无卡件故障离线或误动，无通信故障中断。画面数据显示实时准确，报警提示准确及时易查看，画面操作简单。交换机网口负荷率普遍维持在1%左右，DPU 负荷率普遍维持在5%以内。运行期间机组AGC 在280 兆瓦～660 兆瓦运行且各项参数运行稳定，AGC 调节速率及一次调频特性良好，目前，保护投入率100%，自动投入率100%。

但该系统在投运初期画面、趋势查询闪退比较频繁，经过研发不断改进，目前已经基本消除；画面刷新速度还需要进一步提高。需要在今后的研发中取消操作员站与DPU 之间的服务器结构架构，实现操作员站对等架构。

华能玉环电厂1 号机组容量1000兆瓦超超临界机组，主机DCS控制系统原为Ovation 控制系统。9 月21 日正式启动华能睿渥HNICS-T316 系统全国产化改造。2020 年11 月2 日DCS 机柜到厂，安装通电后即进行反复试验，对发现的问题和可能存在的薄弱环节，结合多年系统维护经验和福州试验项目已经固化的设计思路基础上进行研究，提出并采取优化措施予以消除。在组态核查及系统测试阶段，与热工院、南瑞继保技术人员进行面对面、点对点对接，测试与组态核查过程多头并进，历时21 天完成了系统通道测试、组态测试、系统性能测试、系统应用功能测试4大项。对影响系统正常运行的问题全部完成优化处理。同时，为满足运行人员习惯Ovation 系统需要，在系统的应用功能方面提出了多条优化建议，并均在系统投运前完成优化。保证了2020年11月25日机组并网，在完成机组RB试验、负荷摆动、AGC 试验，1055 增容项目各项试验，于2020年12月16 日机组报复役，目前控制系统使用功能能够满足运行基本需求，机组运行总体平稳。电厂人员在继续跟踪系统运行可靠性，及时完善问题处理和系统故障应急预案、操作卡、巡检卡、巡检标准的制定，以防止人为因素造成系统失控。同时进一步总结经验，提出硬件、软件优化建议，为该系统后续完善提供建议。

给待解问题开方取药

通过交流，专家组发现目前自主可控DCS 系统所需要的元器件基本都能实现国产替代，同时国产元器件的种类日新月异，和用户需求也更贴近，但是仍面临着一些问题。例如，硬件方面部分国产元器件还不够成熟，有些尚需经过批量验证，其稳定性有待大批量、长时间使用后验证，在精度方面与进口器件相比还存在不足，有些器件数据手册不够详细，厂家技术支持能力有待提升；软件方面还需进一步完善生态圈，提供更多的开发过程可用的辅助工具软件，给开发带来不便。

各自主可控控制系统，有的已经通过各种测试后投入现场实际运行，有的在实验室通过反复测试和温度拷箱试验，但由于国产器件本身的长期可靠性还需要现场验证才能确认。因此后续还需要对各个项目现场的应用情况进行长期跟踪和观察，并将发现的问题及时解决，同时对系统进行迭代优化和升级，最终实现自主可控控制系统的长期安全、稳定、可靠运行。

金耀华高度评价了各单位在自主可控DCS领域进行的前瞻性谋划，对自主可控工控产品近期在多个示范项目上成功投运表示祝贺。据悉，调研组将对调研资料进行总结，并将收集的问题与关键部件生产厂家进行沟通，共同探讨加速关键生产部件质量提高的进度与措施。推进电力行业自主可控工控系统建设，与行业各有关单位开展更广泛的合作，加速推动国产化系统创新成果的规模化应用。