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中國電力報長篇報道國產DCS崛起之旅

時間:2006-07-17

來源:北京國電智深控制技術有限公司

導語:國電智深經過20年的不懈努力,自主研發了具備完全自主知識產權的EDPF系列分散控制系統(DCS)。

摘自:中國電力報       美國和伊拉克兩次戰爭間的十多年時間里,美國對伊實行技術封鎖,導致伊拉克的電廠、煉油廠等大型工業生產企業的自動化控制系統無法更新,得不到維護支持,很多企業不能正常生產,甚至不得不把兩個煉油廠的控制設備合并成一個,以維持一個煉油廠的生產,大大降低了伊拉克的經濟實力,促使伊拉克在戰爭中迅速潰敗。       自主創新,是事關國家興衰的大事。從美伊戰爭中我們看到,作為重大技術裝備的神經、大腦,自動化控制系統需要長期的運行維護支持,必須實現國產化和自主化。       直到上世紀90年代初,我國的自動化控制領域還幾乎是國外系統的一統天下。通過我國科研人員長期的摸索和努力,國產自動化控制系統取得了很大的進步,但是高參數、大容量、工況復雜的現代工業重大裝備所需要的高檔自動化控制系統仍被外國公司壟斷。在電力行業,我國已經建成的60萬千瓦及以上的火電機組全部采用國外自動化控制系統,以市場換技術,換不來核心技術,從長遠來看,無異于飲鴆止渴。       國內有識之士從未停止對自動化控制系統的自主研發。在不斷實踐探索的基礎上,北京國電智深控制技術有限公司(前身為中國電力科學研究院電廠自動化研究所和國電龍源電力工程有限公司)經過20年的不懈努力,自主研發了具備完全自主知識產權的EDPF系列分散控制系統(DCS)。今年1月,國電智深公司在大連莊河電廠2×60萬千瓦超臨界發電機組主控系統和輔助車間一體化控制系統的項目招投標中,憑借其具有自主知識產權的DCS產品EDPF-NT系統戰勝多家國外著名廠商,一舉中標。4月29日,雙方舉行了合同簽約儀式,我國自主研發的自動化控制系統將被首次用于60萬千瓦超臨界機組,打破了外國公司對我國大型火電機組“大腦系統”的壟斷局面,國家發改委對這個項目高度重視,將其確定為落實“國務院關于加快振興裝備制造業的若干意見”的首個技術進步示范工程。       “控制系統技術不能永遠掌握在外國人的手里!”莊河電廠項目評標組的一位專家感慨地說,“我等中國公司中標60萬千瓦機組已等了好久了。”      1、國產DCS走過漫長坎坷路       自動化控制系統是國家振興裝備制造業的重點,是重大裝備的核心技術,又是國產化的薄弱環節,在現代大型工業生產過程中,如電力、石化、冶金等的生產活動,自動化控制系統具有自動控制生產過程和保護設備安全的重要作用,被稱為重大技術裝備的大腦。在DCS領域,以火電機組的自動化控制最為復雜,而在火電機組中,又以大容量、高參數的超臨界和超超臨界機組控制最為復雜。到國電智深公司中標莊河2×60萬千瓦超臨界發電機組為止,我國已走過了幾十年坎坷的DCS研發道路,經歷了探索、學習、再創新的漫長過程。       計算機技術實現了自動控制的數字化。1963年美國開始嘗試利用計算機控制電廠。1964年,中國電科院也開始了計算機控制電廠的探索。這些嘗試可以看作是DCS的技術基礎。       1975年,分散控制系統(DCS)在美國誕生,這種建立在網絡、計算機、集成電路、自動控制技術基礎上的新的系統一經問世,就顯示了強大的生命力,從此,迎來了工業過程控制的新時代。由于歷史原因,經過10年的中斷后,我國從70年代末又開始火電廠計算機控制應用的探索工作。當時,國內電廠隨主設備引進了一些計算機監控系統,電科院電廠自動化所的科研人員在人員資金極度緊張地情況下,重新研究、開發火電廠計算機監控系統。1984年,我國電科院開發出的第一套計算機監控系統(DAS)成功地應用于望亭電廠,首次實現了計算機對電廠的監控。       望亭的成功,使人們第一次了解到計算機可以在電力工業中發揮如此大的作用,這是當時全國唯一一例成功應用于火電廠生產過程監控的計算機系統,在我國自動化研究發展史上寫下了光輝的一筆。人民日報對此做了重點報道:“望亭計算機監控系統的成功應用,表明了我國科研人員經過長期在黑暗中摸索,終于走出了自己的火電廠計算機應用之路。”>       望亭電廠計算機監控系統雖然獲得了成功,但是卻具有不可重用性,也就是說該系統只能應用于該廠,不具備任何推廣性和商業性。此后,電科院的工程師們根據望亭的經驗,開始了長期的推廣性研究。>       1986年,電科院電廠自動化所開發了我國第一套商業化的火電廠計算機監控系統,并在唐山陡河電廠試點成功,該系統仍然只有監視功能,未參與電廠的控制,但是陡河的成功標志著我國火電廠計算機應用開始進入商業化階段。在進行陡河試點的同時,電廠自動化所開始著手研究開發自己的分散控制系統(DCS),在對國外進行考察的基礎上,開發出了我國第一套分散控制系統EDPF-1000系統。盡管該系統只能實現簡單的監視功能,但是系統已經具備了分散控制系統的結構。當時由于技術的限制,系統在功能上還有局限性,不能實現分散控制系統的全部功能。>       1989年,電科院電廠自動化研究所在江蘇望亭電廠進行了原能源部DCS試點,引進了美國西屋公司的分散控制系統應用于國產30萬千瓦機組,這是我國火電機組第一次采用進口分散控制系統實現火電廠的自動控制,該項目于1991年取得成功,自動化率達到了96%,大大提高了火電廠的自動化水平。我國從此改變了“中檔實用”的技術政策,開始在30萬千瓦新建機組上大量采用進口分散控制系統。       分散控制系統在望亭的成功應用,是我國火電機組DCS發展進程中的一個分水嶺。此后有關部門改變了“中檔適用”的政策,允許在30萬千瓦及以上新建機組采用進口分散控制系統。國外分散控制系統開始在我國火電廠中得到大量應用,大大提高了我國火電廠的自動化和安全水平。但是,外國公司的進入也影響了我國民族企業的發展,外國公司推出的產品占領了我國市場。而我國以市場換技術,卻始終換不來真正的核心技術,國內企業無法與外企抗衡,在競爭中處于絕對劣勢。         2、十年磨劍國電智深終迎曙光       1992年后,國外大的自動化公司產品紛紛進入國內自動化市場,而國內的DCS開發工作剛剛起步,還處在幼稚階段,由于控制系統對火電機組的生產過程的極其重要性,有關部門制定了嚴格的準入資格,國產DCS系統難于跨越這個門檻,無法進入30萬千瓦的大機組市場。       在這種情況下,國產技術開始僅僅在一些20萬機組做改造時得以應用。隨著觀念的轉換,很多20萬千瓦火電機組了解到了分散控制系統的重要性,在機組改造時想采用DCS系統。當時DCS系統的價格是現在的約10倍,價格高得驚人,也是由于價格原因,當時的政策不支持20萬千瓦及以下機組采用分散控制系統,這給了國產技術生存發展的機會。       最激烈的競爭也于此時形成,國內的有識之士開始意識到,一味地原搬照抄外國技術是不行的,只能在與外國企業的競爭中處于被動,必須擁有自己的專業技術支持,為了搶市場,除了搞自己的技術,沒有任何出路。       事實上,早在1987年,電科院就派出了10名專家前往美國合作執行分散控制系統工程項目,在一年內同時學習和吸收了當時的先進技術。在消化、吸收國外先進技術的基礎上,電科院電廠自動化所開發了我國第二代分散控制系統EDPF-2000,并于1992年在安徽淮北電廠20萬千瓦機組上投入使用,這是我國自主研發的第一套真正現代意義的分散控制系統,實現了和當時進口系統同樣的功能EDPF-2000系統及隨后開發的EDPF-3000系統采用了開放的、通用的商業化系統平臺,這一設計思想直到1997年以后才被國外公司采用,后來的事實表明,這種設計思想代表了技術發展的方向,國產化DCS開始在一些方面取得了優勢。       隨著進一步的研發,1996年湖北漢川電廠30萬千瓦機組的分散控制系統應用了EDPF-2000這是國內首次采用國產系統在30萬千瓦機組上實現閉環控制;1997年在遼寧撫順電廠實現了AGC(自動發電控制),這是國內首次采用DCS實現的高級發電控制功能,這在當時進口系統也未在應用中實現過。國產化的控制系統開始閃光,具備了與進口系統一較高下的實力。       1998年,電科院自動化所開發完成了新一代分散控制系統EDPF-NT系統,采用全新的硬件結構設計,擁有更強大的軟件功能,在國內首次實現了真正意義上的五功能一體化,并在內蒙古豐鎮電廠投入使用。五功能一體化的實現,更大范圍的整合不同專業、工藝的控制需求,推動了火電廠自動化控制系統應用的進步EDPF-NT是科研人員在DCS常規技術基礎上進行自主研發的成果,具有其獨特功能:小型化的高性能控制器、高抗干擾的全密封控制硬件、冗余安全型網絡、面向工藝特征實現的專用硬件、解決特殊工藝的專用軟件包,硬件損壞率低于同類國外系統EDPF-NT系統已被科技部認定為國家級火炬計劃項目。       國電智深公司的市場總監陳勇說:“以前外國公司是老師,我們是學生,但是現在很多國外公司也陸續采用了與國電智深相同的技術。國電智深公司始終以市場需求為目標,不斷探索新技術,與國外系統相比,在很多方面擁有更先進的技術”       2002年,在原“中國電力科學研究院電廠自動化研究所”和“國電龍源電力技術工程有限公司”的基礎上,重組成立了北京國電智深控制技術有限公司。重組后的公司擁有更強的資金和技術力量,具備了更強的創新能力。       2005年,國電智深公司獲得國家發改委高技術產業化重大專項——“超臨界火力發電機組綜合自動化系統產業化示范工程”,并承接了龍山電廠600MW機組控制項目,該項目已于2006年5月完成出廠驗收。2006年國電智深公司承接了莊河電廠2×60萬千瓦超臨界機組主輔機一體化控制項目,結束了高端自動控制系統完全依賴進口的歷史,實現了幾代自動化人的夢想,超臨界機組有了“中國腦”!       3、民族企業在逆境中崛起       振興裝備制造業是黨的十六大提出的一項戰略性任務。裝備制造業的發展水平體現了一個國家的工業化水平和綜合國力,是各行業實現結構升級的關鍵,是高新技術產業化的載體,自動化控制系統則是振興裝備制造業的重中之重。然而自動化控制系統的國產化之路卻異常的艱難,在國電智深公司取得輝煌成就后,陳勇認為,國產系統能有今天,完全是被逼出來的,在逆境中殺出了一條血路。       當初引進國外技術的時候,國內企業幾乎完全沒有進入市場的機會。在三年不上發電項目的時期,國產技術得到了機會,因為性價比高,成功地應用于20萬千瓦老機組改造中,但是30萬千瓦機組的市場卻始終打不開。       在以前,很多的發電企業不接受國產DCS技術,在招投標中往往將國內技術拒之門外,對外國技術卻完全信任。一位業內人士曾吐露:“由于DCS太重要,所以我們寧可買貴的進口的,也不用國產的。其實我們也發現,國產的未必比進口的要差,但是用國產的要承擔很大的決策風險。用進口的即使出了問題,也不必擔心承擔責任,因為大家認為進口的代表最先進的。”       在這種環境下,國內企業唯有自強不息,憑自己的力量殺出重圍。經過潛心鉆研,在學習吸收外國技術的基礎上,國產化DCS終于取得長足的進步,由以前對外國技術的仰視,逐漸變為平視,甚至在一些方面做到俯視,完全可以和國外系統同臺競爭,完成了對外國先進技術的追趕和超越。實力證明一切,30萬機組的大門開始向國產化DCS敞開,國產DCS艱難進入30萬千瓦機組市場,如今已在30萬千瓦及以下火電機組中得到普遍應用,具有了較強的國際競爭力。       然而,我國已經建成投產的60萬千瓦及以上火電機組仍然全部采用國外自動化控制系統。在國家有關政策的支持和鼓勵下,北京國電智深控制技術有限公司終于完成了史無前例的創舉,憑借其高性能和高可靠性的產品、先進的技術、合理的方案、強大的工程實力、完善的服務承諾和技術保障措施以及較高的性價比,在龍山60萬千瓦亞臨界及莊河60萬超臨界機組控制項目工程招投標中中標,結束了高端自動控制系統完全依賴進口的局面,實現了幾代自動化人的夙愿。       擋在國產化之路前的大石,并非只是技術創新。即使技術上達到了相當水平,國內企業仍然可能被外國企業所收購。近些年來,外國企業進入我國市場有三步曲:一合資,二控股,三收購。一些國內企業被收購后似乎對企業員工是件好事情,外企出了大錢,因此員工都得到了一筆錢。收購后投標時可以打著知名外企的名號,干活的還是原班人馬,雖然只是換了張皮,但民族產業已不復存在。一位領導同志認為:一些在自動化控制領域中取得成就的公司,就這樣被外企拿走了,這是一件很悲哀的事。       國電智深公司也面臨著同樣的問題2005年,一家著名外國企業曾與國電智深公司接洽,給出了優厚的合資條件,誘惑很大,但國電智深公司還是沒有同意,繼續堅持走自主化的道路。隨后,國電智深公司終于靠自己的力量成就了60萬千瓦超臨界機組自動化控制系統的國產化光榮夢想。       “國電智深公司不愿意合資,不僅僅是出于民族自豪感,還因為政策開始有利于自主創新。黨和政府大力提倡自主創新,這對民族企業來說是千載難逢的歷史機遇。黨的十六屆五中全會明確提出要依托重點建設工程,堅持自主創新與技術引進相結合,提高重大技術裝備國產化水平。有了政策支持,國電智深公司將繼續自動化控制系統自主化的研究,進一步加快自動化控制系統的自主化和產業化。”這是國電智深公司全體員工的心聲。
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