能源的稳定供应,是社会发展的动脉,而保障这一动脉高效运转的关键,在于其背后那套精密的“大脑”——分散控制系统(DCS)。在自主技术研发的道路上,国产DCS历经“稳住通信网络”到“变得智能”的蜕变,展现了中国制造业在核心技术领域的跨越式发展。
通信网络的“大脑供血”:从“顺畅”到“稳定”的考验
要让DCS系统真正做到“极致可靠”,仅靠强大的控制器是远远不够的。数据在系统各个节点之间的“血液循环”——即通信网络的畅通与安全,是另一项至关重要的考验。正如人体神经系统内,微小电信号的准确传输决定了身体指令的到位与否,DCS的通信网络连接着工程师站、操作员站、控制器等众多关键单元,其效率与稳定性直接关系到整个系统的生命力。
国能智深控制技术有限公司的研发团队,在多年的摸索与积累中,于2006年设计出了新一代通信网络版本,创新性地应用了双网、多播组等先进技术。在实验室的严苛测试下,数据表现完美,团队为此感到无比振奋。然而,当这套系统被移植到实际的发电厂环境进行试运行时,意想不到的挑战骤然出现——网络数据负荷过高,导致系统时不时出现不稳定甚至瘫痪的情况,发电任务面临严峻考验。
面对这一突发状况,研发团队成员们迅速奔赴现场,开始了与时间赛跑的排查工作。他们不辞辛劳,从网络架构、软件代码到每一个细微的分支、每一行代码,都进行了细致入微的筛查,但问题的根源却始终难以捉摸。在发电机组即将投产的关键时刻,巨大的压力让团队成员们肩负重任。然而,他们相互提醒,力求冷静,从根本出发,深入比对实验室环境与实际运行环境的差异,寻找导致数据拥堵的隐匿原因。
经过连续十多个昼夜的奋战,团队终于找到了症结所在:控制器之间频繁且大量的运行状态数据交换,远远超出了网络的承载能力。为了从根本上缓解网络流量压力,研发团队巧妙地设计了更为精巧的解决方案。他们引入了“扁平化”的对等网络结构,并采用了“柔性分域技术”,巧妙结合组播与发布订阅模式的通信技术,最终成功开发出高效的分布式监控系统。如今,经过多次迭代升级,这套通信网络已日趋稳定可靠,安全性能也得到了显著提升,为DCS系统的“大脑供血”提供了坚实保障。
智能分析的“大脑思考”:从“控制”到“优化”的飞跃
通信网络搭建完成后,DCS系统便具备了实现基础实时控制和基本判断的能力,可以投入实际应用。然而,真正的智能化,在于其能否主动分析运行数据,并在此基础上做出更优的决策,实现发电效率的进一步提升。
“在智能DCS领域,国内此前缺乏可以参考的范例,我们只能从零开始。”国能智深技术团队经理张东明先生回忆道。为准确把握发电企业的真实需求,团队花费了三个多月的时间,走访了二十余家发电企业,收集了上百条宝贵的意见和建议。
基于广泛调研,经过一年的艰辛设计与调试,2018年初,首套智能DCS系统初具雏形,并正式进入仿真测试阶段。然而,如同通信网络遇到的挑战一样,仿真测试的结果也未能完全达到预期——经过海量数据的模拟运行,智能DCS偶尔会发生无缘无故的瘫痪或重启。
“起初,我们对问题所在一无所知,团队成员们都感到沮丧和迷茫。”张东明先生坦言。为了攻克难关,团队采取了更为精细化的排查方法,逐一运行输入输出数据,并进行详尽的记录与分析。经过无数次的对比验证,他们终于在一个关键点上发现了问题:数据处理模型中存在一些微小的、极难察觉的错误,这些错误在多数情况下并不显现,却会在输入特定数据组合时被触发,导致系统崩溃。
经过三个多月的“定位”与错误修正,系统最终成功通过了严苛的仿真测试。2018年7月4日,我国首套自主研发的智能DCS系统在国家能源集团内蒙古东胜热电有限公司#1机组成功投运,所有功能均达到了预期的目标。
面向未来:科技创新赋能能源新篇章
至今,国能智深自主研发的控制系统已广泛应用于300兆瓦、600兆瓦、1000兆瓦等不同等级的发电机组,在中国火电、核电、水电、新能源、煤炭等多个重要工程领域 累计应用超过3500台套。
推动科技创新与产业创新深度融合,以及对关键核心技术攻坚的决心,极大地鼓舞着我们。”田雨聪先生表示,“智能DCS的成功研制,不仅打破了国外技术垄断,更让我们在这个领域实现了领跑。未来,我们将继续专注于工业控制软件的国产化与高端化发展,坚决守护好工业安全的主动权!”










