DCS系統(tǒng)國產(chǎn)化探討

1、DCS系統(tǒng)國產(chǎn)化探討胡天南【摘要】隨著集散控制系統(tǒng)在過程控制領(lǐng)域的廣泛應用，我國需要設(shè)計自己的DCS系統(tǒng)顯得尤為重要，也是十分有必要的，對此對DCS系統(tǒng)國產(chǎn)化進行了詳細的討論。本文首先分析我國政策以及市場的可行性，對DCS國產(chǎn)化存在的問題進行詳細剖析，因而提出可行性建議，并對國產(chǎn)DCS系統(tǒng)的未來開展趨勢進行展望?！娟P(guān)鍵詞】DCS系統(tǒng);國產(chǎn)化;可行性建議中圖分類號：TM623文獻標識碼：A文章編號：2095-2457202104-0293-002DOI：10.19694/j ki.issn2095-2457.2021.04.1150引言隨著世界高新技術(shù)的快速開展，DCS技術(shù)得到了迅速開展和完善。

2、一方面，作為機組的主要控制系統(tǒng)，DCS技術(shù)逐漸成熟起來，其控制范圍已經(jīng)擴展到整個核電站。國產(chǎn)DCS在600MW及以上機組的廣泛應用，已經(jīng)打破了進口DCS系統(tǒng)的壟斷現(xiàn)狀，在于進口DCS技術(shù)相比，國產(chǎn)DCS技術(shù)也具有了較好的國際影響力和競爭力。另一方面，核電生產(chǎn)的規(guī)模越來越大，其過程控制有了更加嚴格的要求，DCS中央控制系統(tǒng)發(fā)揮著越來越重要的作用，DCS系統(tǒng)在機組平安性和經(jīng)濟性方面有著舉足輕重的影響。實現(xiàn)DCS系統(tǒng)的國產(chǎn)化，使國外DCS系統(tǒng)壟斷的局面得到緩解，并且能夠打破壟斷的壁壘，實現(xiàn)系統(tǒng)安裝調(diào)試、自主設(shè)計研發(fā)、售后效勞、技術(shù)指導等一系列工作，有效解決國外技術(shù)封鎖的問題。從工控領(lǐng)域來說，平安可靠

3、、技術(shù)先進的DCS系統(tǒng)不僅是我國所需要的產(chǎn)品，更是其他沒有DCS技術(shù)國家所需要的，屆時我國也將成為DCS系統(tǒng)出口國，不斷提高國際市場份額，最終實現(xiàn)中國制造的夢想。1政策與市場可行性分析我國提出到2030年要實現(xiàn)非石化能源和可再生能源在能源消耗總比例中的比重，方案將提高30%可再生能源的比重，這一國家政策說明，在2030年之前，如果沒有新技術(shù)的的突破，核電能源將占據(jù)很大的比重，約為15%，在國家政策影響下中國核電機組每年以7套左右的速度在不斷增長，核電建設(shè)面臨巨大商機的同時，DCS系統(tǒng)也面臨著前所未有的機遇，因為DCS系統(tǒng)大大降低了核電研發(fā)的資金投入;相對于其他工控領(lǐng)域來說，DCS系統(tǒng)由于其平安

4、性、可靠性、經(jīng)濟性等優(yōu)點，也得到了廣泛的應用。因此在國家相關(guān)政策和市場要求下，科研工作者已經(jīng)認識到DCS系統(tǒng)國產(chǎn)化的重要性，但是要實現(xiàn)DCS系統(tǒng)國產(chǎn)化需要大量的科研時間和充足的科研資金，與此同時DCS系統(tǒng)廣闊市場需求的同時也存在著巨大的競爭壓力，國內(nèi)根本是浙大中控、和利時和新華的競爭局面，在國際上出現(xiàn)西屋集團、海飛集團、阿?，m集團、英維斯集團等幾個大集團的壟斷，并且相互之間出現(xiàn)相互競爭的局面。我國企業(yè)應意識到競爭對手的威脅，要牢牢守住中國市場，并且通過技術(shù)攻關(guān)和改革創(chuàng)新提高DCS國際市場的份額?？傮w而言，集散控制系統(tǒng)國產(chǎn)化已經(jīng)有了良好的發(fā)育土壤，不管是國內(nèi)外市場需求、中國政府政策支持，還是集團

5、公司的經(jīng)濟實力已經(jīng)具備了DCS系統(tǒng)國產(chǎn)化的根底。DCS系統(tǒng)國產(chǎn)化已經(jīng)面臨著良好的開展機遇。2DCS國產(chǎn)化問題分析2.1DCS產(chǎn)品研制一方面，開發(fā)滿足現(xiàn)場需求的產(chǎn)品，需要相關(guān)人員具有豐富的工程經(jīng)驗。由于缺乏公司工程實施經(jīng)驗，DCS產(chǎn)品在研發(fā)時面臨著很大的阻力。由于公司沒有配套的DCS產(chǎn)品，就不能夠為核電站的工程提供產(chǎn)品，也無法獲得高質(zhì)量嚴要求的DCS訂單。此外，設(shè)計院在DCS系統(tǒng)人為因素和平安性方面不斷改進，在新的工程出現(xiàn)時，就需要更高要求的DCS系統(tǒng)。從而使得產(chǎn)品研發(fā)需求難以控制，并且存在較大的風險。另一方面，在進行DCS系統(tǒng)研發(fā)時，在國家相關(guān)優(yōu)惠和鼓勵政策的扶持下一般來說不會缺乏資金，在此期

6、間也會獲得國撥資金，但在進行技術(shù)攻關(guān)時可能要投入大量的資金，需要高薪聘請國外技術(shù)人員，這樣一來資金流失較大，因此在進行技術(shù)研發(fā)時要綜合考慮資金問題。2.2在線組態(tài)修改和下載功能通常來說，DCS系統(tǒng)應該能夠?qū)崿F(xiàn)在機組正常運行過程中的在線組態(tài)修改和下載功能，不管是進口DCS還是國產(chǎn)DCS都應該支持此功能，但是考慮到系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，進口DCS系統(tǒng)一般不執(zhí)行該操作，并且在強制執(zhí)行這項功能時會出現(xiàn)單元異常的現(xiàn)象，由于我國DCS技術(shù)相對來說不太成熟，所以國產(chǎn)DCS系統(tǒng)也不支持這項功能，不建議在運行期前進行配置的重設(shè)和修改，但從系統(tǒng)管理角度來說，在運行期間進行配置的修改和數(shù)據(jù)的下載也是不平安的，所以這項功能

7、應該如何改進和創(chuàng)新是DCS國產(chǎn)化需要攻克的一個難題。2.3售后效勞能力縱觀各個DCS廠商的售后效勞能力，進口DCS系統(tǒng)在進行投標時表現(xiàn)出與國產(chǎn)DCS根本一致的競爭能力，但在中標后會大幅度的提高各個部件以及備用備件的價格，還會索取高額的售后效勞費用，一些進口DCS廠商漫天要價，一塊普通的控制卡件要80萬元，連配套的鼠標也能夠開到18000，關(guān)于售后效勞，一些廠商培技術(shù)人員來現(xiàn)場解決技術(shù)問題或排除系統(tǒng)故障，一天開價18萬，正是通過一上手段，進口DCS廠商來彌補投標時放棄的利潤。國內(nèi)DCS廠商的效勞態(tài)度和及時性明顯高于進口DCS，效勞本錢也遠低于進口DCS：與進口品牌相比，國內(nèi)DCS廠商在備用部件供

8、應周期、現(xiàn)場效勞等待等方面具有明顯的地區(qū)優(yōu)勢和價格優(yōu)勢。但與進口DCS系統(tǒng)相比還是具有一定的劣勢，因為進口DCS系統(tǒng)比較穩(wěn)定，并且平安系數(shù)和可靠性較高，所以存在一些集團寧愿投入更大的資金也要選擇進口DCS，所以國內(nèi)DCS廠商在售后效勞能力上還需要進一步加強。3DCS國產(chǎn)化的建議3.1政府部門加強引導政府部門要做好宣傳作用，積極鼓勵國內(nèi)產(chǎn)業(yè)使用國產(chǎn)化的DCS系統(tǒng)，可以出臺相關(guān)的政策和鼓勵措施，給與一定的扶持力度，讓國內(nèi)產(chǎn)業(yè)在使用國產(chǎn)DCS技術(shù)時能夠得到相關(guān)的保障和優(yōu)惠政策。通過抓好重點科技工程等手段，大力鼓勵和支持國內(nèi)DCS研發(fā)設(shè)計單位以及廠商進行新技術(shù)的研發(fā)和引用，從根本上提高國產(chǎn)DCS系統(tǒng)的

9、核心競爭力。同時各個公司在決策以及投標過程中，要給國產(chǎn)DCS系統(tǒng)一個時機，不要一票否決，認為國產(chǎn)DCS系統(tǒng)平安性和可靠性得不到保障。在政府和企業(yè)的大力支持下，我們有理由相信國產(chǎn)DCS會有質(zhì)的飛躍。3.2提高產(chǎn)品質(zhì)量在進行DCS系統(tǒng)國產(chǎn)化過程中，DC廠商有必要從根本上提高自身產(chǎn)品的質(zhì)量，并且要與時俱進，要把最先進的技術(shù)應用到自主設(shè)計研發(fā)的DCS系統(tǒng)當中，要不斷改進傳統(tǒng)系統(tǒng)的弊端，聯(lián)合單位共同探討技術(shù)，不斷優(yōu)化設(shè)計研發(fā)的DCS系統(tǒng)，并且要積極把無線傳輸技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)等高新技術(shù)的引入自主設(shè)計研發(fā)的DCS系統(tǒng)中，不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量以獲得更大的市場份額，為國產(chǎn)DCS系統(tǒng)沖出國門做好鋪墊。3.3策略衡量

10、指標國產(chǎn)化率是一個定量的指標，具體來說包括兩個方面，產(chǎn)品國產(chǎn)化率和工程實施國產(chǎn)化率。產(chǎn)品的國產(chǎn)化率取決于該技術(shù)應用于自主產(chǎn)品占整個領(lǐng)域的比例來確定。工程實施國產(chǎn)化率是由公司承擔的工程實施工作量占整個工程實施的比例決定的。因此在DCS系統(tǒng)國產(chǎn)化過程中要考慮到產(chǎn)品國產(chǎn)化率和工程實施國產(chǎn)化率這兩個重要的定量指標，才能準確定位市場需求，根據(jù)實際情況設(shè)計出與該工程最為匹配的DCS系統(tǒng)。3.4硬件結(jié)構(gòu)要合格DCS的硬件結(jié)構(gòu)要具有結(jié)構(gòu)輕便、易于安裝拆卸、功能和性能優(yōu)越以及實時傳輸數(shù)據(jù)能力準確等特點外，還必須考慮一些主觀因素，比方：性價比、平安度、可靠性等，這些指標較DCS系統(tǒng)硬件固有的結(jié)構(gòu)功能更加重要，因為

11、目標人群主要考慮這些主觀指標，所以說性價比、平安度、可靠性使DCS系統(tǒng)國產(chǎn)化的出發(fā)點和落腳點。任何一個工控系統(tǒng)來說，只有實現(xiàn)技術(shù)先進、系統(tǒng)平安、性價比高，才能得到推廣和使用。4國產(chǎn)DCS系統(tǒng)的未來開展趨勢4.1無線連接技術(shù)目前無線連接技術(shù)的開展逐漸引起人們的注意，并已經(jīng)實現(xiàn)了工控領(lǐng)域的應用，實現(xiàn)工作數(shù)據(jù)信息的無線采集。例如，藍牙技術(shù)是采用2.4GHz的ISM頻帶，F(xiàn)M作為調(diào)制方式，通信距離能夠?qū)崿F(xiàn)100m的范圍內(nèi)，實現(xiàn)了全雙工通信。由藍牙技術(shù)可見，無線連接技術(shù)可以實現(xiàn)更遠的通訊距離，在數(shù)據(jù)采集不方便或環(huán)境惡劣的工作環(huán)境中，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)遠距離收集，這是無線連接技術(shù)應用到工控領(lǐng)域的重要根底。4.2

12、利現(xiàn)場總線技術(shù)現(xiàn)場總線技術(shù)相比于DCS系統(tǒng)而言，是一種新型的網(wǎng)絡(luò)集成分布式系統(tǒng)。從結(jié)構(gòu)上看，現(xiàn)場總線技術(shù)較傳統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有較大的進步，傳統(tǒng)系統(tǒng)中控制結(jié)構(gòu)位置不一，但都不在現(xiàn)場設(shè)備中，而現(xiàn)場總線技術(shù)將控制單元直接安放到現(xiàn)場設(shè)備中，使現(xiàn)場設(shè)備實現(xiàn)信息通訊的功能，而現(xiàn)場設(shè)備只要通過變送器以及相關(guān)閥門按鈕等就能夠?qū)崿F(xiàn)該項技術(shù)，能夠脫離計算機獨立運行，從而實現(xiàn)分散化控制?，F(xiàn)場總線技術(shù)正在逐步開展，在國際上已經(jīng)有了自己的標準和體系。所以在以后現(xiàn)場總線技術(shù)能夠與DCS技術(shù)完美結(jié)合，或者獨立運行，是DCS技術(shù)的開展趨勢。4.3工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)目前，DCS系統(tǒng)信息傳輸?shù)耐緩绞峭ㄟ^局域網(wǎng)技術(shù)來實現(xiàn)的，從而對整個D

13、CS系統(tǒng)進行全面綜合的管理。然而，與以太網(wǎng)相比，局域網(wǎng)內(nèi)的信息傳輸速度較慢，然而現(xiàn)場通訊設(shè)備的造價本錢卻很高，比同配置的以太網(wǎng)高很多。相比之下，以太網(wǎng)設(shè)備造價較低，并且經(jīng)過開展在國際已經(jīng)有統(tǒng)一化的標準，在信息傳輸速度和效率上具有明顯優(yōu)勢，通過現(xiàn)場層面的滲透，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)集成是改善現(xiàn)在這種狀況最好的方法。因此，將以太網(wǎng)技術(shù)應用于核電DCS控制領(lǐng)域迫在眉睫。5結(jié)語在核電控制領(lǐng)域中，國產(chǎn)DCS有著廣泛的應用，隨著社會科技以及全球科學技術(shù)的不斷開展，它面臨著新的開展機遇和挑戰(zhàn)。因此，我們要保持清醒的頭腦，擦亮雙眼，時刻關(guān)注著國內(nèi)外DCS技術(shù)的開展狀況，結(jié)合我們自身的優(yōu)勢，運用最先進的技術(shù)，使DCS國產(chǎn)化取得更大的進步和成就?！緟⒖嘉墨I】【1】陳銀飛.國產(chǎn)DCS系統(tǒng)在大型工程中的網(wǎng)絡(luò)平安設(shè)計J.自動化應用，202107：41-42+50.【2】王文寬，孟祥榮.國產(chǎn)DCS系統(tǒng)的運行可靠性分析與改進建