工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的每個(gè)歷史階段必定有一種控制平臺(tái)相對(duì)應(yīng)。當(dāng)前，火電廠進(jìn)入智能化建設(shè)階段，霸占火電廠控制平臺(tái)近30年的DCS已經(jīng)顯示出力不從心的疲態(tài)。本文揭示一種全新的控制平臺(tái)——智能控制系統(tǒng)（IntelligentControlSystem，簡(jiǎn)稱(chēng)ICS）正在悄悄孕育產(chǎn)生，并介紹它的基本特征。最后，筆者對(duì)ICS與SIS（SupervisoryInformationSystem）間的關(guān)系調(diào)整，以及平臺(tái)出現(xiàn)后的管理變革等問(wèn)題進(jìn)行初步探討。希望通過(guò)本文，開(kāi)放思路，引起討論，加快火電廠自動(dòng)化發(fā)展。

1控制平臺(tái)型式是自動(dòng)化水平歷史發(fā)展階段的標(biāo)志

20世紀(jì)七、八十年代，控制平臺(tái)開(kāi)始是單元組合儀表和傳統(tǒng)指示記錄儀表，后來(lái)為組件組裝儀表和計(jì)算機(jī)數(shù)椐釆集系統(tǒng)。眾所周知，由于當(dāng)時(shí)控制平臺(tái)沒(méi)備的可靠性低、功能簡(jiǎn)單，決定了這個(gè)階段火電廠自動(dòng)化水平相對(duì)較低。

進(jìn)入20世紀(jì)八十年代末，開(kāi)始引進(jìn)DCS，從試點(diǎn)到推廣應(yīng)用，一直到九十年代末我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的DCS得到廣泛應(yīng)用，我國(guó)火電廠自動(dòng)化進(jìn)入了一個(gè)以DCS為新的控制平臺(tái)的歷史階段。DCS設(shè)備可靠性高，模擬控制算法和程控保護(hù)邏輯算法較為完善，這標(biāo)志著火電廠進(jìn)入了一個(gè)較高自動(dòng)化水平的歷史時(shí)期。

歷史證明，火電廠自動(dòng)化發(fā)展的每個(gè)歷史階段，必定有一個(gè)相應(yīng)的控制平臺(tái)，而控制平臺(tái)的進(jìn)步則是推動(dòng)火電廠自動(dòng)化向前發(fā)展的基本前提和標(biāo)志。

2火電廠智能化呼喚新的控制平臺(tái)——ICS

進(jìn)入21世紀(jì)后，火電廠逐步向數(shù)字化、信息化和智能化發(fā)展，傳統(tǒng)DCS控制平臺(tái)逐步顯示出力不從心的態(tài)勢(shì)，開(kāi)始把一部分應(yīng)該由它完成而做不到的功能推給SIS去做，或者在DCS上外掛零散的異構(gòu)控制平臺(tái)實(shí)現(xiàn)智能優(yōu)化控制系統(tǒng)等，采取一些臨時(shí)應(yīng)對(duì)指施。此時(shí)，已有有識(shí)之士開(kāi)始探索在傳統(tǒng)DCS基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)適應(yīng)新時(shí)代要求的更高級(jí)控制平臺(tái)問(wèn)題。這是一個(gè)漫長(zhǎng)的新理念萌芽和積累的過(guò)程，是一個(gè)更高級(jí)的新型控制平臺(tái)孕育產(chǎn)生的過(guò)程。

下面舉例談下這個(gè)過(guò)程中的某些事件。

（1）現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FieldControlSystem，簡(jiǎn)稱(chēng)FCS）推出

21世紀(jì)初，隨著數(shù)字技術(shù)發(fā)展和信息化需要，F(xiàn)CS推向市場(chǎng)。當(dāng)時(shí)，國(guó)外有一些權(quán)威人士狂稱(chēng)DCS將被FCS取代而消亡。但事實(shí)證明，雖然FCS把DCS向前推進(jìn)了一大步，對(duì)電廠數(shù)字化產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，但是，這一次還沒(méi)有能夠從根本上動(dòng)搖DCS功能的主導(dǎo)地位。

（2）廠級(jí)控制系統(tǒng)（PlantControlSystem簡(jiǎn)稱(chēng)PCS）概念提出

不久，我國(guó)專(zhuān)家提出了廠級(jí)控制系統(tǒng),概念，它跳出了控制平臺(tái)僅僅以單元機(jī)組為對(duì)象配置的模式。同時(shí)，也揭示了那種脫離DCS，另外建立一個(gè)專(zhuān)用廠級(jí)控制平臺(tái)帶來(lái)的諸多問(wèn)題，提出建立一個(gè)與單元機(jī)組控制一體化的廠級(jí)控制智能化和大數(shù)據(jù)控制平臺(tái)的思想。

（3）優(yōu)化控制系統(tǒng)需要控制平臺(tái)

DCS“一統(tǒng)天下”的幾十年中，由于DCS平臺(tái)的限制，以及DCS廠家投入力量的限制，各種先進(jìn)的智能控制技術(shù)發(fā)展非常緩慢。在這種形勢(shì)下，我國(guó)的科研院所開(kāi)始介入，開(kāi)發(fā)出形形色色優(yōu)化控制系統(tǒng)。但是，由于DCS不提供一體化優(yōu)化控制平臺(tái)，外掛優(yōu)化控制平臺(tái)就成為唯一選擇，這一定程度上降低了系統(tǒng)響應(yīng)速度和可靠性。因此，當(dāng)時(shí)我國(guó)專(zhuān)家建議DCS廠家開(kāi)發(fā)一個(gè)包含智能算法群和智能引擎，并能確保第三方開(kāi)發(fā)的智能控制技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的通用優(yōu)化控制平臺(tái)。這是我國(guó)專(zhuān)家根據(jù)智能技術(shù)發(fā)展需要，首次提出新時(shí)期控制平臺(tái)應(yīng)向開(kāi)放性發(fā)展的理念。

（4）智能計(jì)算和大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)融合向控制層延伸

智能計(jì)算和大數(shù)據(jù)分析首先開(kāi)始在SIS級(jí)監(jiān)管層得到應(yīng)用。隨著信息技術(shù)發(fā)展，個(gè)別科研院所嘗試用DCS外掛平臺(tái)將智能分析和數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用于實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。雖然規(guī)模小，不具有標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的水平，但卻起到了一定的啟示作用。當(dāng)前技術(shù)發(fā)展已提供足夠條件改變?cè)蠨CS控制平臺(tái)中有限的歷史數(shù)椐站、計(jì)算站，以及用組態(tài)傳統(tǒng)低級(jí)控制模塊和邏輯模塊組成控制系統(tǒng)的格局，而在新的控制平臺(tái)中配置大型實(shí)時(shí)/歷史數(shù)椐庫(kù)，以及眾多可選智能算法群和智能計(jì)算引擎，開(kāi)發(fā)各種優(yōu)化控制系統(tǒng)，并為單元值班員提供更加智能化的故障報(bào)警（預(yù)警）及診斷分析等。

當(dāng)前，經(jīng)過(guò)十幾年的探索，一個(gè)全新的控制平臺(tái)——智能控制系統(tǒng)輪廓已日漸清?，它至少具有下列三個(gè)基本特點(diǎn)：

（1）智能

保留傳統(tǒng)控制系統(tǒng)功能組態(tài)技術(shù)，進(jìn)而融合智能計(jì)算引擎調(diào)度智能算法，以及大數(shù)據(jù)應(yīng)用的智能控制和分析技術(shù)。

（2）開(kāi)放

從傳統(tǒng)功能模塊組態(tài)開(kāi)放，發(fā)展到包括高級(jí)智能應(yīng)用在內(nèi)的全面開(kāi)放。

（3）綜合

系統(tǒng)配置將具有很大的靈活性，可以綜合電廠各級(jí)監(jiān)視和控制功能。不僅可以整合眾所周知的FCS，還可以整合廠級(jí)控制系統(tǒng)，而且為電廠合理規(guī)劃ICS和SIS配置提供條件。

值得慶幸的是，作為控制平臺(tái)開(kāi)發(fā)主力軍的個(gè)別廠家也已經(jīng)開(kāi)始投入資金和技術(shù)開(kāi)發(fā)出第一代ICS。例如，電廠企業(yè)龍頭之一的北京國(guó)電智深控制技術(shù)有限公司已推出首套ICS，并成功應(yīng)用于國(guó)電內(nèi)蒙古東勝熱電有限公司，達(dá)到了初期階段目標(biāo)。這標(biāo)志著火電廠真正進(jìn)入了一個(gè)由DCS控制平臺(tái)跨入到ICS控制平臺(tái)的火電廠智能化時(shí)代。

3ICS控制平臺(tái)出現(xiàn)后的管理變革

歷史證明，每一次控制平臺(tái)的發(fā)展，必將引起管理的變革，ICS控制平臺(tái)出現(xiàn)也不例外。這是一個(gè)非常重要，需要著力探討的課題，筆者在這里舉一、二例具體談一下：

（1）可以最大限度調(diào)動(dòng)各方面智慧，合力發(fā)展電廠智能化

20世紀(jì)七、八十年控制平臺(tái)是單元組合儀表和傳統(tǒng)指示記錄儀表，或者組件組裝儀表和計(jì)算機(jī)數(shù)椐采集系統(tǒng)，當(dāng)時(shí)的分工是廠家提供硬件平臺(tái)，設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)控制算法和邏輯沒(méi)計(jì)，調(diào)試單位負(fù)責(zé)調(diào)試，各搞一套，弊端十分明顯。

20世紀(jì)九十年代，火電廠進(jìn)入了DCS控制平臺(tái)的應(yīng)用階段，這時(shí)期廠家不僅提供硬件平臺(tái)，而且負(fù)責(zé)模擬控制算法和程控保護(hù)邏輯設(shè)計(jì)、組態(tài)，以及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試投運(yùn)，設(shè)計(jì)院僅負(fù)責(zé)一些輔助工作，而科研調(diào)試單位也從大量工程中退守到部分零星科技項(xiàng)目中，這大大削弱和浪費(fèi)了工程建設(shè)中的有生技術(shù)力量。

電廠智能化建設(shè)需要把我國(guó)電廠自動(dòng)化各部門(mén)專(zhuān)家力量全面調(diào)動(dòng)和融合在一起，而一個(gè)開(kāi)放的ICS控制平臺(tái)為此創(chuàng)造了條件。供應(yīng)商不僅可以提供平臺(tái)和工具，也可以根據(jù)自己的特長(zhǎng)和力量開(kāi)發(fā)各種智能控制系統(tǒng)。而我國(guó)數(shù)量龐大的科研院所也可借助開(kāi)放的ICS控制平臺(tái)開(kāi)發(fā)和提供有特色的智能化系統(tǒng)，其至作為通用產(chǎn)品嵌入每個(gè)工程和每次招標(biāo)中。招標(biāo)技術(shù)規(guī)范也將由單一化向個(gè)性化發(fā)展，這必將大大加快我國(guó)電廠智能化的進(jìn)程。

（2）ICS的出現(xiàn)，必將推動(dòng)控制平臺(tái)市場(chǎng)合理化

DCS發(fā)展初期，較高的市場(chǎng)定價(jià)推動(dòng)著DCS技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，隨著DCS技術(shù)發(fā)展放緩，價(jià)格不斷下降。反之，又導(dǎo)致DCS開(kāi)發(fā)投入的下降和技術(shù)停滯。

ICS的推出，由于質(zhì)的變化，控制平臺(tái)的價(jià)格必將上移，并趨向合理。而且，由于智能控制系統(tǒng)可以積木化的集成，價(jià)格將多元化。此外，科研院所在招標(biāo)時(shí)也可以將其開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)當(dāng)做一個(gè)商品模塊納入同時(shí)招標(biāo)。因此，可以預(yù)見(jiàn)，在不久的將來(lái)，隨著ICS的推出必將深刻影響市場(chǎng)，促使控制平臺(tái)市場(chǎng)更趨合理化。反之，市場(chǎng)合理化也必將推動(dòng)ICS內(nèi)涵的深化，扎扎實(shí)實(shí)的推動(dòng)電廠智能化的快速發(fā)展。

4智能控制系統(tǒng)（ICS）與監(jiān)管信息系統(tǒng)（SIS）關(guān)系再探討

眾所周知，電廠是不間斷連續(xù)運(yùn)行的流程工業(yè)，為了確保電廠（特別是單元機(jī)組）實(shí)時(shí)生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程的高效安全，必須對(duì)實(shí)時(shí)生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程建立一套完整的監(jiān)視（Monitoring）、控制（Control）和監(jiān)管（Suprevisory）系統(tǒng)。監(jiān)視和控制（簡(jiǎn)稱(chēng)監(jiān)控）對(duì)實(shí)時(shí)性要求非常高，屬于單元機(jī)組值班員責(zé)職范圍；而監(jiān)管分析工作，雖然相對(duì)非實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程來(lái)說(shuō)，實(shí)時(shí)性要求也比較高，但相對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)可以略微低一些。單元值班員要關(guān)注，但更多是屬于運(yùn)行專(zhuān)工和總工組織管理的范疇。

20世紀(jì)九十年代，當(dāng)DCS監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展鼎盛時(shí)期，筆者明顯感到單元機(jī)組實(shí)時(shí)生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中一部分重要監(jiān)控功能，例如高級(jí)故障予警（報(bào)警）和分析診斷等，由于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展水平的限制，為確?？煽啃远鳧CS中是缺失的。正因?yàn)槿绱?，筆者在當(dāng)時(shí)1997年提出SIS概念時(shí)，以及隨后制訂的第一部SIS標(biāo)準(zhǔn)中把這些本應(yīng)列入DCS中的這些功能上移到SIS中去了。

在高度發(fā)展的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)背景下應(yīng)運(yùn)而出的ICS，完全可以實(shí)現(xiàn)比DCS更強(qiáng)大的功能，包括把上述高級(jí)功能放入其中而仍能確保其安全可靠性。但是，我們也仍然要防止把過(guò)多功能移到ICS中，畢竟ICS是屬于安全等級(jí)最高的控制區(qū)。筆者建議按下列原則在ICS和SIS間重新進(jìn)行功能分配：除了原先由DCS實(shí)現(xiàn)的控制和報(bào)警功能繼續(xù)放入ICS中外，對(duì)實(shí)時(shí)連續(xù)性要求非常高，屬于單元值班員和值長(zhǎng)需24小時(shí)連續(xù)及時(shí)處理的相關(guān)監(jiān)視、控制和報(bào)警等功能，例如過(guò)去放在SIS中的機(jī)組優(yōu)化負(fù)荷調(diào)度、系統(tǒng)緊急故障預(yù)警和診斷，以及控制系統(tǒng)故障診斷等可以下移放入ICS中；而實(shí)時(shí)性要求相對(duì)低一些，主要由運(yùn)行專(zhuān)家（電廠運(yùn)行專(zhuān)工、總工，乃至集團(tuán)和科研院所專(zhuān)家）組織指導(dǎo)值班員處理的問(wèn)題和相關(guān)信息則仍宜留在SIS中，以確保最高安全等級(jí)ICS的可靠性。當(dāng)然，不排除單元值班員通過(guò)SIS終端及時(shí)得到此類(lèi)信息。

作者在此對(duì)ICS和SIS關(guān)系只是做了一些初步原則性的探討，需要組織力量逐一進(jìn)行分析，并對(duì)相關(guān)規(guī)程進(jìn)行修改和補(bǔ)充。

5結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前火電廠開(kāi)始進(jìn)入智能化時(shí)代，傳統(tǒng)DCS已步履緩慢，日顯力不從心?？刂破脚_(tái)的更新?lián)Q代即將提上日程，它將對(duì)技術(shù)、管理，以及市場(chǎng)帶來(lái)革命性變革。同時(shí)控制平臺(tái)的換代將是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，大量問(wèn)題需要重新探討。本文拋磚引玉，希望激起行業(yè)探索的高潮。

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