数字化电厂的理想和机遇

王建军（主持人）：各位领导，各位来宾，大家下午好！

今天非常高兴在这主持热工自动化技术论坛的座谈部分。此次论坛的主题是：“数字化电厂的理想和机遇”。

随着计算机技术、电子技术、网络通讯技术、和热工自动化控制技术的发展，自动化领域也有了空前发展。我们想通过今天的论坛，对热工自动化目前存在的问题和未来的发展方向进行沟通和探讨。

今天非常荣幸地请到热工自动化领域的各位专家，让我们一起分享他们的观点。首先，我们要认识的第一位嘉宾，在热工自动化领域有着非常深的造诣，他就是国家级专家许继刚先生。第二位嘉宾是：他在汽轮机控制领域有很多研究成果，这就是来自南京汽轮机厂的张静主任。第三位嘉宾，来自电力设计院，他在火电厂热控设计方面有着非常丰富的经验，他就是来自江苏省电力设计院的主任工程师王健先生。第四位是来自中电联电力行业热工自动化技术委员会副秘书长、浙江省电力事业研究所高级工程师孙长生先生。最后要介绍的这位嘉宾：他十多年前怀着创业的梦想，离开了学习工作近二十年的东南大学，他是带领科远股份成功登陆A股市场的公司带头人，他就是南京科远自动化集团股份有限公司刘国耀董事长。谢谢各位的光临！

王建军（主持人）：我们知道，分散控制系统出现已经有三十多年，电厂采用分散控制系统也有了二十多年的历史，其中取得了巨大的成就，也存在着许多需要改进和提高的地方。现在有请各位专家谈谈自己的看法。

许继刚：就像刚才主持人说的，分散控制系统在我国的应用已经有三十多年的时间，到目前为止，从控制系统的规模、应用范围、可靠性、精度、速度等各方面，基本满足了我们火电行业发电控制的需求。但是人无完人，事无完物，所有的设备都要发展，要提高。如果说DCS还要怎么发展的话，当然从它的硬件、软件和它的平台，各个方面需要改进的地方还有很多。我今天不说硬件、软件，而是从它系统的构成上分析：

1、首先从最上层人机界面上说，我觉得从用户的角度来讲，应该注意对画面的优化，怎样才能便于用户使用。像报警的优化，尤其像操作指导功能，这是咱们运行人员最需要的功能，都还有很大的提升空间。

2、数据层：DCS数据的可用性，尤其是二次参数还是个问题。一次参数是直接测量过来的，它的可用性和精度都能够满足要求。通过对一次参数的整合和处理所形成的二次参数，如果能够进行合理的设计，能够给我们的运行人员提供很大的帮助。我觉得在二次参数的可用性方面还需要进一步的优化。

3、控制层。现在控制器的性能越来越强，在精度和速度方面都有提高，这对于像汽轮机转速控制这样的快速对象非常有帮助。今后，随着技术的发展和需求的变化，还会不断出现新的需要快速响应的回路，从节能减排角度来讲，需要复杂的现代控制算法，来提高效率、降低排放，这都离不开控制器性能的提升。

4、设备、元件层。大家知道DCS的施工需要大量的电缆，相应的桥架，施工量都很大。如何简化现场设计，使DCS与现场总线控制系统相结合，提高DCS整体的协调性，这些方面都有待于进一步提高。从整体上说，目前智能电网炒得很热，但我们的数字化电厂还没有真正开始，但作为将来的一个发展方向，在下一阶段可能会提到。

王健：接着许教授的话题，谈谈我个人的想法。DCS系统自进入我们国家以来，简单的DAS系统、闭环系统发展到目前的全功能DCS。几乎所有规模的机组基本上都是由DCS来控制。应该说，DCS对我们国家整个电力工业的发展作出了巨大的贡献。如果从DCS的应用角度、从用户角度来说，到目前为止还有一些不尽如人意的地方，主要有这几个方面：

一、目前从事自动化系统的一些人员、甚至有些领导，在意识上重硬件轻软件。对于软件优化控制这一块，相对来说强调得比较少。已经应用了优化软件的电厂，总结得也很少。实际上，对于DCS来说，硬件只是完成功能的基础，软件才是显示水平最出彩的地方。

二、现在“现场总线”的概念非常热，目前在国内市场上主流的几大系统包括科远DCS基本上都有现场总线的接口和功能。相对来说，支持现场总线的现场设备还是一个比较薄弱的环节。

三、另外，从便于维护、降低成本角度出发，普遍都有控制系统一体化的要求。但是在实践中我们发现很难能够做到这一点。特别是在DEH、MEH、ETS等比较特殊的功能面上。

张静：我从事汽轮机控制专业已经二十多年了。DCS进入我国有二三十年，而DEH是将DCS应用到汽轮机控制方面的一个特殊应用，是比较专业的应用，与对象的结合非常密切。DEH是我们从西方引进的概念，但在具体应用时面临着很多新的问题，我认为最核心的问题就是三个字——快速性。从控制系统的角度来说，时间常数很小，DEH必须具有相当的控制速度，才能够保证汽轮机转速控制的稳定性、可靠性。

孙长生：我从各位专家讲话中很受启发，我主要想讲一点：控制系统发展这么多年以来，特别是国产DCS进入该领域后，整个DCS的价格下降很多。但是价格降下来以后也带来一个很大的问题，就是控制系统的可靠性下降。最近我在写一本书——《关于控制系统可靠性的故障分析》，收集了很多案例。从这些案例中我发现，随着自动化的发展，控制系统的可靠性还有待于厂商的进一步完善和提高，以保证在电厂使用得可靠。

王建军（主持人）：谢谢。刘总有没有补充的？

刘国耀：我大概补充两点不太成熟的看法：

一、从六十年代初的DDZ I型仪表，到六十年代中期的以集成电路为代表的DDZ II型仪表，然后到七十年代的DDZ III型仪表，到后来我们DCS的研发和应用。从产品升级换代的角度讲，一般的趋势是升级换代的时间越来越短。但是我觉得从DCS的发明应用到现在，时间太长了，应该有些变化。

二、我始终认为从单元组合仪表或者单回路调节器发展到DCS，是一个革命性的进步。DCS在电厂的影响并不是一个热控设备的升级换代，而是对整个电厂的运行、管理、检修，包括人员配置，岗位设置等，都带来了翻天覆地的变化。从我们国家的使用习惯来讲，我感觉现在有个不好的趋势。DCS项目基本上是按照I/O点数、操作员站等，简单地将系统连起来，没有进行充分的发掘和利用。在电厂的动态特性、锅炉的动态特性、汽机的动态特性以及先进控制算法、控制策略方面的研究不论是国内的DCS供应商还是国外的DCS供应商目前来说做的还不够。

王建军（主持人）：刚才，各位嘉宾从各自不同的角度给我们精彩的阐述了目前DCS行业里面存在的各种问题，讲的很透彻。我们知道汽轮机数字电液调节系统由液压调节系统发展而来的，也就是从原来的单独控制逐渐与主厂房的控制系统进行融合产生的。目前很多电厂都采用了一体化方式，在这个发展过程中，我们DEH肯定会对主厂房的DCS或者控制系统提出很多要求，张主任您针对这个要求有什么自己的看法吗？

张静：电厂一体化这个思路很好，有利于整个电厂的运行、维护和培训。但在开发客户需求方面还是考虑的欠缺了一些。目前无论是国外或国内通用的DCS系统在满足DEH需求方面，效果还不是那么令人满意。特别是在极端工况下，包括孤网运行时，DCS的响应周期无法满足控制要求这个问题更加明显。从我们工程实践角度来说，目前由两方面问题造成的：一个在软件逻辑上需要进一步优化；另一个是DEH的硬件需要进一步改进和提升。

王建军（主持人）：从另外一个角度说得具体一点，您现在对我们热工自动化的设计规范中有关DEH部分有什么建议或看法？

张静：总的来说，我们是面对用户的，标书里有很多规范书，感觉目前国内规范采用的也比较多，上个月我与美国的一个HI标准协会委员进行技术交流的时候，感觉国外的技术标准分得比较细，更新速度也比较快。

王建军（主持人）：说到规范的问题，我知道电力行业有个DEH的验收标准，我想请问许教授，我们以后可以参照这个标准去写DEH规范制度之类的吗？我们在规程规范DEH这一块有什么打算？包括已有的和未来要出的规程规范。

许继刚：我认为验收与招标还是有区别的，招标是从指标、配置、功能等方面考量，验收只是抽取局部，在这方面还是有所欠缺的。将来国家还是要重建体系标准，更全面和细化。电力行业标准的管理改革以前集中在电科总院，改革以后都集中在中电联。最近又有变化，有关设计方面标准，又回到我们电科总院，由我们负责电力行业的设计标准。水科院负责水电方面的设计标准，其余的还留在中电联，负责管理体制。像电力行业里，标书方面是没有标准的，只有具体保护的、检测的标准。

王建军（主持人）：刚才我们讨论了汽轮机DEH对控制系统的要求和一些与规范相关的问题，现在我们回到主厂房机炉控制系统。以前对火电厂优化控制方面的各种书籍、论文非<