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基于国产芯片的自主可控智能分散控制系统(iDCS)——EDPF—iDCS成功投运
来源:  发布日期:2021/9/15  点击次数:1184
基于国产芯片的自主可控智能分散控制系统(iDCS)——EDPF—iDCS成功投运
核心技术是国之重器。在我们加快建设科技强国的过程中,实现高水平科技自立自强,要努力激发创新主体活力。作为经济活动的主要参与者、就业机会的主要提供者、技术进步的主要推动者,企业在科技创新中具有不可替代的作用。

     5月25日,国家能源集团所属国能智深控制技术有限公司(以下简称“国能智深”)研发的基于国产芯片的自主可控智能分散控制系统(iDCS)——EDPF—iDCS在世界首台66万千瓦全辅机单列超超临界空冷机组——国电建投内蒙古能源有限公司布连电厂2号机组顺利投运。它的成功对于我国电力能源信息安全、工控领域科技自主可控具有重大意义,标志着我国火电控制系统自主安全正在完成由“对外依存度极高”至“关键芯片××××国产化、软件××××自主化”的历史性跨越。

     随着国际环境日趋复杂,不稳定、不确定因素明显增加,公共系统的自主、安全、可控已经上升至国家安全战略。作为根本性支柱行业,电力对中国整个国家安全、发展都至关重要。电力专用芯片对外依存度高,存在信息安全风险、供货周期无法保证等问题。关键的核心技术不掌握在自己手中,极易出现我国能源电力被“卡脖子”的现象,我们的发展也会因为禁运、封锁受到影响。

     国能智深EDPF—iDCS系统具有完全自主知识产权,在操作系统××××国产化,嵌入式软件、平台支撑软件和应用软件××××自主研发的基础上,实现了控制器和I/O模件硬件芯片××××国产化替代应用,真正意义上实现了自主安全可控,系统网络特性、硬件抗干扰性等优于国内外同类产品。

从0到1的艰辛,岁月淬炼自动化排头兵

     科学技术既是国家发展和创新的驱动力量,也是国家安全体系重要组成部分和国家安全保障的重要支撑力量。

     智深人深刻领悟自主掌握DCS国产化核心关键技术对国家能源安全的重大意义,将企业的发展置于中国电力行业发展的坐标系中。2003~2016年,凭借完全自主知识产权的系列产品和技术,他们在高端工业自动化领域打破国外垄断,××××××,创造了多项世界××、中国首台套的业绩。他们以敢为人先的创新精神,书写出了辉煌的企业篇章,为工控领域力行自立自强提供了有益探索,也极大地鼓舞了电力行业树立民族品牌的信心。

     2017年起,通过重大技术装备、大型流程工业自动化控制系统的自主研发、设计、制造与工程应用,他们又以不断积累的非凡经验为基础,铸造出工控信息安全平台,创新领跑智能发电新时代。

     多年来,该公司承担完成了多项国家863国家科技支撑项目,国家重点研发计划和国家发展改革委、国家能源局、工信部等多项重大科技项目,获得国家科技进步二等奖2项,省部级科技进步技术发明34项。

     ×早自主研发、×先国产化替代研发、×大火电DCS及工程服务供应商,这些标签已经成为国能智深品牌形象中×耀眼的光环。

从1到100的实干,打铁全凭自身硬

     今天的国能智深,作为国有全资高科技企业代表着中国DCS行业的国家队。

     响应国家战略与产业需求,基于人工智能技术,他们成功研发的工控系统iDCS已经达到国际领先水平,配备信息安全产品正在助力国产化战略,推动着工业控制智能化转型升级。

     该公司主要产品包含适用于火电、水电、新能源发电、核电及其他工业领域的EDPF—NT、EDPF—NT+、EDPF—CP、EDPF—NU等国产自主化系列分散控制系统,岸石智能发电控制系统(EDPF-iSol),全国产自主可控智能分散控制系统(iDCS),以及工控平台硬件、工控平台软件、现场总线成套产品、工控网络安全产品等。

     相关统计显示,截至2020年底,国能智深完全自主产权EDPF系列产品应用业绩已经超过2700台套。其中,涉及电力装机容量累计达2.9亿千瓦,大型火电机组DCS在全国市场占比22%,支撑了全国近四分之一的“刚需”,深刻改变了我国电力工控自主可控格局。而且该系统产品还走出国门,海外的17台套应用业绩持续向国际社会传递出信心和力量。

     EDPF工控平台由系列硬件、软件和高级应用软件组合而成,支持用户定制开发功能模块,可提供整套自动化解决方案。

     其智能分散控制系统系列硬件产品分为NT+系列、CP—P2系列、CP—D3系列。EDFP—NT+分散控制系统是国产自动化控制系统的知名品牌之一,适用于各类大型、复杂的工业过程控制应用,是面向整个生产过程的先进过程控制系统。EDPF—CP工业控制系统是国能智深全新研制的工业自动化系统。该产品除××继承了NT+系统的优良特性外,还具有通用PLC可编程控制器的功能和性能。CP系统是一个理想的通用自动化平台,通过为其开发适用性功能模块,就能满足各行业的需求。

     此外,国能智深还自主研发了PB—YLINK、PB—HUB、PB—FIBER、PB—PACoupler等现场总线附件。工控平台软件分为系统平台软件——分散控制系统(EDPF—NT+),以及功能扩展软件。

     随着智能时代大幕的开启,智能发电建设是技术进步的必然要求,是新时代电力发展的客观需求。2018年国能智深率先研发了基于全厂控制一体化平台和高级应用算法开放环境的智能控制系统(ICS)——岸石®(iSol)系统。

     作为国内的首套智能分散控制系统,该系统以EDPF—NT+系统为基础,通过扩展感知信息,融合先进控制技术与数据分析技术而形成。该系统具备自学习、自趋优、自诊断、自适应、自恢复的特征。而且已经在东胜电厂和宿迁电厂成功应用。

     国能智深还推出了智能发电厂整体解决方案。包含工业智能计算引擎、信息安全管控、智能监盘、智能先进控制、智能设备管理、能效大闭环,助力发电过程×××、更××、更清洁、更低碳、更灵活。

     同时,国能智深也推出了工控网络安全产品。他们以EDPF—DFW域防火墙、EDPF—SECNM网管平台、EDPF—SECHx主机安全、EDPF—SECAU网络审计、EDPF—SECAS综合审计、EDPF—IDS入侵检测等智能发电EDPF—SEC网络安全系列产品的组合,形成了独具特色的工控网络安全防护整体解决方案。

     自研开发,具有完整的方案,完全可控;跨平台,同时支持Windows和Linux;可按需设置,实现从内核到边界,从主机到网络的主动管控;系统整体通过公安部“等保三级”认证,其中主机安全防护达到“等保四级”;该成果适用于各自动化控制领域,已有数十个应用业绩;通过了阿基里斯2级测试;通过了IEC62443—3—3工业自动化与控制系统产品安全能力评估;通过了东方电气集团中央研究院的测试……这些硬实力,让国能智深在工控安全界声名鹊起。

     经过努力,在核电、水电、光伏、光热、风电、城市热网、水处理、轨道交通、煤矿、冶金、铁路等众多细分领域,都早已有了国能智深的成功身影。

敢于直面挑战,创新决胜未来

     据悉,布连项目投运后,国家能源集团将按照“成功一个试点一个,试点一个推广一片”的工作思路,逐步提高自主芯片覆盖率,实现国产工业控制芯片规模化应用,防范化解电力安全运行重大风险。

     同时,国能智深也注意到,我国能源工控系统的安全可控形势依然严峻,存在进口工控系统失控、工控系统使用的进口芯片断供和安全防护三大风险。

     据统计,国外品牌DCS系统在我国60万千瓦及以上等级的火电机组的市场占有率超过70%。由于国产芯片的性价比不高,国产工控系统长期使用进口芯片,随着国际形势变化,可能存在断供风险。防护产品吻合度不够、防护深度不够,网络安全防护工作亟待加强。

     主控芯片作为装备核心器件,涉及千万量级的关键装置。如何革故鼎新,破解这些难题?

     国能智深的选择是,立足自主研发,积极与国内知名的软硬件供应商保持联系,积极与中国电子信息产业集团有限公司、龙芯中科技术股份有限公司、华为技术有限公司等企业合作,针对主控、电源、存储、通讯、接口等5个大类关键芯片、器件进行筛选和验证。

     在攻克“国产化”高地的过程中,他们也遇到了一系列预料之内与想象之外的问题。如国产芯片数据手册不够详细,甚至还有错漏之处,技术支持能力不足,性能需要反复试验验证;国产工业级芯片如CPU等关键芯片价格普遍高于进口同等级芯片;中标麒麟和银河麒麟两家合并之后,所发布的上位机操作系统功能仍需完善,稳定性、驱动适配性仍需提升等等。

     针对控制系统自主可控工作,国能智深总结出3点思考。××,国产芯片在工控领域的应用仅是开端,在应用过程中要充分验证和测试,行业内加强技术交流,共同促进国产芯片的产业发展。第二,DCS是多种技术融合的复杂系统产品,芯片国产化是自主可控的重要环节之一,要关注国内外相关领域×新的技术发展,开门搞自主创新。第三,DCS是能源领域的关键信息基础设施,自主安全可控是大势所趋,在国产芯片推广过程中首先要保证系统安全稳定,稳步推进。

     未来,如何强化科技支撑、笃行实干兴邦,如何继续深化产学研用合作,持续优化迭代EDPF—iDCS平台,实现自主可控智能分散控制系统的规模化推广应用,我们期待国能智深秉承创新精神,激发奋进力量,成为敢为人先、屹立不倒的民族品牌之表率。
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