活動(dòng)鏈接：2014年控制網(wǎng)行業(yè)專(zhuān)題---打造有中國特色的智能電網(wǎng)

   當前電力企業(yè)正面臨著(zhù)前所未有的挑戰，如電力市場(chǎng)化、節能減排、產(chǎn)能效率，另一方面，新技術(shù)不斷涌現并迅速應用于電力行業(yè)，如現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)等，這使得數字化電廠(chǎng)應運而生。數字化電廠(chǎng)可以解決火力發(fā)電廠(chǎng)管理粗放水平低下、發(fā)電能耗高、污染物排放嚴重、輔助系統運行不穩定、設備故障率高等眾多問(wèn)題，最終實(shí)現火力發(fā)電站現代化的運營(yíng)和管理，從而降低企業(yè)運營(yíng)成本、發(fā)電能耗、污染物排放，提高企業(yè)經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。本刊專(zhuān)題策劃特別邀請西南電力設計院設計總工程師張晉賓教授全面解讀“數字化電廠(chǎng)”的理念和發(fā)展現狀，以及給自動(dòng)化技術(shù)帶來(lái)的機遇和挑戰。

   能否解釋下“數字化電廠(chǎng)”的概念？數字化電廠(chǎng)有何特點(diǎn)？ “數字化”包括哪些層面？

   張晉賓：

  盡管“數字化工廠(chǎng)”耳熟能詳，但全世界并沒(méi)有形成其公認的統一定義。

  “數字化電廠(chǎng)”的概念

   提到“數字化工廠(chǎng)或電廠(chǎng)”，需先闡述下“數字經(jīng)濟”的概念。所謂數字經(jīng)濟，是指在經(jīng)濟的各個(gè)方面，包括每一組織（如政府、各類(lèi)企事業(yè)單位、非贏(yíng)利機構或團體等）的內部運作、組織間或組織與個(gè)人間或個(gè)人與個(gè)人之間的事務(wù)，廣泛采用IT信息技術(shù)（硬件、軟件、應用和通信等）。而主要是在上世紀末本世紀初開(kāi)始出現的“數字化工廠(chǎng)”現象，正是數字經(jīng)濟環(huán)境下的產(chǎn)物，是當今全球最吸引人眼球的熱點(diǎn)技術(shù)和流行技術(shù)。

   盡管“數字化工廠(chǎng)”耳熟能詳，但全世界并沒(méi)有形成其公認的統一定義。國際上，有的學(xué)者將其定義為用于表示工廠(chǎng)的模型和用于生成該模型的工具；有的學(xué)者將其與虛擬工廠(chǎng)相區別，定義為已有真實(shí)工廠(chǎng)靜態(tài)內容（包括靜止的所有物、資源、媒介供應）的映像；也有的學(xué)者干脆認為就是虛擬生產(chǎn)制造，即是生產(chǎn)制造位置的逼真的、集成的計算機模型，該模型包括每一流程和具有支持規劃、仿真、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)控制和維修等全部必要功能的整個(gè)工廠(chǎng)。有關(guān)數字化工廠(chǎng)的構成，有的專(zhuān)家認為是由建模和可視化、仿真和評價(jià)、數據管理和通信三部分構成；也有的專(zhuān)家認為是由3D設備系統可視化、事件仿真、制造過(guò)程仿真和人機工程仿真四部分組成。在國內，有的專(zhuān)家認為數字化電廠(chǎng)包括電廠(chǎng)管理數字化、生產(chǎn)過(guò)程控制數字化、現場(chǎng)設備級控制與管理數字化、電廠(chǎng)信息高質(zhì)量數字化和電廠(chǎng)設計數字化；有的專(zhuān)家認為數字化電廠(chǎng)是通過(guò)采用先進(jìn)的信息技術(shù)，實(shí)現生產(chǎn)和管理數字化，實(shí)現人、技術(shù)、經(jīng)營(yíng)目標和管理方法的集成；也有的專(zhuān)家認為電廠(chǎng)的數字化實(shí)際上是指在電廠(chǎng)從建設到運行的整個(gè)生命周期過(guò)程中，實(shí)施完整的數字化設計、數字化采購、數字化工程建設以及數字化移交，同時(shí)在電廠(chǎng)監控系統的各個(gè)層次采用智能化、數字化的設備，在信息系統中采用相應的智能控制軟件和管理軟件，從而使得對整個(gè)電廠(chǎng)的監控和管理都是智能化、數字化和透明化的。在我國電力行業(yè)標準《火力發(fā)電廠(chǎng)熱工自動(dòng)化術(shù)語(yǔ)》DL/T701-2012中，將“電廠(chǎng)數字化”定義為：利用計算機技術(shù)及微處理器技術(shù)把反映火電廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程和管理過(guò)程對象的現象、特征、本質(zhì)及規律的聲音、文字、數字、符號、圖形和圖像等模擬信號轉換為數字信息的過(guò)程。將“數字化電廠(chǎng)”定義為：數字化電廠(chǎng)是電廠(chǎng)數字化達到一定程度后的概念。電廠(chǎng)各級控制和管理系統（包括現場(chǎng)設備等基礎單元）均進(jìn)入數字化后稱(chēng)為數字化電廠(chǎng)。國際電工委員會(huì )IEC/TC65則將“數字化工廠(chǎng)”定義為：表現工廠(chǎng)基本組成單元、自動(dòng)化資產(chǎn)、它們的行為和關(guān)系的類(lèi)模型。德國工程師學(xué)會(huì )在其VDI 4499導則中將其定義為：“數字化工廠(chǎng)”是一個(gè)由數字模型、方法和工具（包括仿真和3D可視）全部交織在一起的、由連續的數據管理將其集成在一起的綜合網(wǎng)絡(luò )所形成的超常概念。

   綜合分析歸納以上有代表性的概念或定義可知，數字化電廠(chǎng)的定義大致可分為兩類(lèi)，一類(lèi)是狹義的、淺層次的、初級的，即認為數字化電廠(chǎng)就是指電廠(chǎng)生產(chǎn)，乃至管理的數字化，只要電廠(chǎng)監控系統（包括現場(chǎng)儀表）和管理系統的各個(gè)層面都實(shí)現了數字化，就認為建成了數字化電廠(chǎng)；而另一類(lèi)是廣義的、深層次的、高級的，即認為數字化電廠(chǎng)各類(lèi)系統的數字化只是一個(gè)基礎，或表象而已，而最重要的是應建立有電廠(chǎng)的數字模型，并在此模型基礎上，充分利用系統集成、專(zhuān)家系統、虛擬現實(shí)等現代信息處理和通信技術(shù)、智能控制和管理決策技術(shù)，實(shí)現電廠(chǎng)管控真正意義上的信息化、智能化，最大限度達到電廠(chǎng)的安全、高效、環(huán)保運行狀態(tài)。實(shí)質(zhì)上，后一種定義，更為全面、系統，也與國際上主流的數字化工廠(chǎng)觀(guān)點(diǎn)相吻合。

   數字化電廠(chǎng)的特點(diǎn)

   從前述數字化電廠(chǎng)的概念，可高度概括出全面、系統、完整的數字化電廠(chǎng)應具有以下六個(gè)特點(diǎn)：

   一是數字化，即利用計算機信息處理技術(shù)把電廠(chǎng)各個(gè)生存周期階段所存在或發(fā)生或關(guān)聯(lián)的模擬信息轉換為數字信息。

   二是模型化，即建立有電廠(chǎng)完整的數字模型，其中不僅包括實(shí)體的物理模型，也應包括數學(xué)邏輯模型在內。如以汽輪機本體為例，一是應全面建立包括汽缸、隔板、隔板套、主汽閥、調節閥、進(jìn)汽管、蒸汽室、噴嘴組、主軸、軸承、軸承座、聯(lián)軸器、葉輪、動(dòng)葉柵、軸封、軸封環(huán)、平衡盤(pán)等汽輪機全部組成部件的單個(gè)實(shí)體模型和由此組成的完整汽輪機實(shí)體模型；二是建立汽輪機的各種數學(xué)模型，如汽輪機熱力特性模型、應力模型、調節特性模型等。

   三是可視化，即在所建立的電廠(chǎng)數字模型基礎上，利用虛擬現實(shí)技術(shù)，將電廠(chǎng)各類(lèi)實(shí)體及其特性以直觀(guān)的、圖形圖像信息表示的、隨時(shí)間和空間變化的物理現象或物理量（如三維立體形式）呈現于用戶(hù)面前，實(shí)現與用戶(hù)的交互，使之能夠瀏覽、觀(guān)察、模擬和計算，從而提高規劃設計效率，也為規劃設計的優(yōu)化提供便捷，而且更便于實(shí)現電廠(chǎng)的運行、維護、檢修的仿真，極大提高電廠(chǎng)的工作效率。

  四是互操作性，即數字化電廠(chǎng)中的各個(gè)構成部件（如不同的計算機系統、儀表等）具有協(xié)同工作，并共享信息的能力。如數字化工廠(chǎng)中的一些實(shí)體可和數字化工廠(chǎng)中的其它實(shí)體之間無(wú)縫交換信息。

   五是信息化，在我國《2006━2020年國家信息化發(fā)展戰略》中指出，信息化是指充分利用信息技術(shù)，開(kāi)發(fā)利用信息資源，促進(jìn)信息交流和知識共享，提高經(jīng)濟增長(cháng)質(zhì)量，推動(dòng)經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展轉型的歷史進(jìn)程。數字化電廠(chǎng)在電廠(chǎng)的設計、施工、生產(chǎn)、管理等各個(gè)環(huán)節廣泛采用了信息技術(shù)，顯然，信息化也是數字化電廠(chǎng)的主要特征之一，數字化電廠(chǎng)的建立也是我國信息化建設中的重要組成部分。

  六是智能化，數字化電廠(chǎng)廣泛采用現代信息處理和通信技術(shù)、智能測量和控制技術(shù)，以及基于數據倉庫、聯(lián)機分析處理、數據挖掘、模型庫、知識庫等相結合起來(lái)的綜合智能決策支持技術(shù)，最大限度地實(shí)現電廠(chǎng)的安全、經(jīng)濟、高效、環(huán)保、自治、智能運行。

  “數字化”包括的層面

  國際標準化組織在其ISO 15926標準中，將流程工廠(chǎng)（包括電廠(chǎng)在內）生存周期活動(dòng)模型分為：概念流程設計，概念工程設計（前端），詳細流程設計，詳細工程設計，設備、材料及服務(wù)的采購和控制，施工，調試，試運，運行，工廠(chǎng)及設備的維護，退役，工廠(chǎng)拆除和場(chǎng)地恢復等過(guò)程。但該標準不涉及行政管理、商業(yè)、貿易等方面。

  因此，從電廠(chǎng)生存周期全過(guò)程綜合來(lái)看，電廠(chǎng)的數字化不僅體現在建立有相應的數字化電廠(chǎng)（包括設備、管道、設施等全部對象）模型，而且也應包括在其各個(gè)生存過(guò)程的數字化，即電廠(chǎng)規劃和設計（包括概念設計和詳細設計）的數字化、電廠(chǎng)建設（包括采購、施工、調試及建設管理等）的數字化、電廠(chǎng)運行（包括運行、維護和檢修等）的數字化、電廠(chǎng)運營(yíng)管理（包括生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理、行政管理、設備管理、燃料管理、物資管理、財務(wù)管理等）的數字化等各個(gè)層面，如此才可稱(chēng)得上是全面的數字化電廠(chǎng)。

  數字化電廠(chǎng)成為未來(lái)電力行業(yè)的一大發(fā)展趨勢，目前在我國的發(fā)展情況如何？取得了哪些突破？您認為其深入發(fā)展還需要哪些方面的發(fā)展和突破？

   張晉賓：

   數字化電廠(chǎng)的構建是一項復雜的系統工程，需要長(cháng)期科學(xué)、嚴謹、細致、扎實(shí)的工作。國內相當多的單位誤將數字化當成目的，而不是當作構建現代信息化企業(yè)的重要手段，單純?yōu)榱藬底只鴶底只?。與國際上發(fā)達國家相比，我國在數字化的標準化、規范化方面差距尤其巨大。下面基于電廠(chǎng)生存周期，主要分析下設計、建設、運行和管理等主要過(guò)程的國內電廠(chǎng)數字化現狀以及與國外同行的差距等。

  從數字化建設流程來(lái)看，設計（包括流程設計和工程設計）是其龍頭，是電廠(chǎng)全面數字化的基礎。目前國內的電力設計院基本上甩掉了圖板，采用CAD計算機輔助設計技術(shù)（如AutoCAD）來(lái)進(jìn)行電廠(chǎng)設計，達到了設計手段的初級數字化。此外，部分設計院采用國際通用的三維設計技術(shù)或協(xié)同設計平臺（如AVEVA的PDMS、Bentley的Open Plant、Intergraph的Smart Plant、Siemens的Comos等），實(shí)現了電廠(chǎng)設計的較高質(zhì)量的數字化。但與國際先進(jìn)工程公司相比較，國內的設計數字化還處于較為基礎的階段，所建立的三維模型只是一個(gè)物理模型，還不能全面仿真真實(shí)的工藝流程，與所要求的虛擬電廠(chǎng)還有差距。另外，所使用的協(xié)同設計平臺也不是真正意義上的全部協(xié)同，并未實(shí)現全面的工藝、土建、電氣、儀控等多專(zhuān)業(yè)的信息共享和協(xié)同數字化設計。

   在電廠(chǎng)建設方面，國內建設單位大都配置有建設期管理信息系統（包括建設階段的計劃管理、進(jìn)度管理、物資管理、財務(wù)管理、質(zhì)量管理、安全管理、工程圖紙文檔管理等功能模塊），如Primavera的P3或P6項目管理軟件等，實(shí)現了對電廠(chǎng)建設階段的合同、工程概算、工程投資、設備采購、工程施工、工程質(zhì)量等信息的基本數字管理。但從深層次上看，施工方大都沒(méi)有配置可與設計相兼容的工程管理信息平臺，不具備從上游無(wú)縫接收數字設計產(chǎn)品的能力，加之絕大部分建設項目并沒(méi)有從設計方獲得全面完整的數字化設計產(chǎn)品，因而更談不上基于數字化設計成果的數字化采購、基于數字模型的施工優(yōu)化和虛擬化的機組調整、試驗等，因此并未充分挖掘和利用數字產(chǎn)品的潛力，沒(méi)有實(shí)現深層次的數字化建設規劃和管理。

   在電廠(chǎng)運行方面，國內電廠(chǎng)基本上都配置有DCS/PLC等計算機控制系統，甚至有的還在上層配置有類(lèi)似于國外MES制造執行系統的、國內稱(chēng)之為SIS的廠(chǎng)級監控信息系統，基本實(shí)現了過(guò)程控制及設備運行的初級數字化，具備了一定的控制優(yōu)化和狀態(tài)檢修能力。在此值得多說(shuō)的是，有的觀(guān)點(diǎn)認為一定要在現場(chǎng)設備級全面應用了現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)后，才能稱(chēng)之為“真正”意義上的電廠(chǎng)全面數字化。這種觀(guān)點(diǎn)其實(shí)是對數字化建設的片面理解，實(shí)質(zhì)上不論是采用常規型、智能型或現場(chǎng)總線(xiàn)型儀表與控制設備，只要能采集到被控對象足夠的數字狀態(tài)信息，并對之實(shí)施有效的數字監控，同時(shí)可對測控裝置的可靠性狀態(tài)實(shí)施數字化的管理，即可認為達到了數字化。何況片面強調儀表與控制設備的現場(chǎng)總線(xiàn)化，既不現實(shí)（如IEC 、ISO等國際標準化組織認可的現場(chǎng)總線(xiàn)類(lèi)型就有幾十種之多，且不是所有的儀表與控制設備都有商用的質(zhì)量可靠的現場(chǎng)總線(xiàn)產(chǎn)品。另如國外某已投產(chǎn)的號稱(chēng)全面采用現場(chǎng)總線(xiàn)的電廠(chǎng)，也還采用有閥島、Hart等并非真正意義上的現場(chǎng)總線(xiàn)產(chǎn)品）也不具有實(shí)質(zhì)意義（電廠(chǎng)的數字化是手段，不是目的。只要能達到電廠(chǎng)的信息化、智能化，實(shí)現電廠(chǎng)的現代化運行和管理，達到電廠(chǎng)營(yíng)運成本最低，發(fā)電能耗最小，污染物達標排放，設備可用系數高，使電廠(chǎng)效益最大化即可）。當然，我們并不否認現場(chǎng)總線(xiàn)產(chǎn)品在全數字化通信、互操作性、互用性等方面的優(yōu)勢，只是不要將其認為是電廠(chǎng)數字化的必要條件而已。實(shí)際上，IEC國際電工委員會(huì )在其TR62794技術(shù)報告中所提到的數字化工廠(chǎng)參考模型中，也并不完全排斥常規I/O采集方式。在電廠(chǎng)運行數字化方面，國內還應建立全面的基于被控對象的電廠(chǎng)數字化邏輯模型，并充分應用這些數字模型，實(shí)現對電廠(chǎng)的基于模型的狀態(tài)預測控制、優(yōu)化控制、智能控制、故障診斷、狀態(tài)檢修等。

   在電廠(chǎng)管理方面，相當多的國內業(yè)主建立有較為完善的，包括經(jīng)營(yíng)管理、資產(chǎn)管理、生產(chǎn)管理、行政管理等主要功能的MIS管理信息系統，甚至有的大型發(fā)電企業(yè)還建立有ERP企業(yè)資源計劃系統（如基于SAP、用友軟件等）。但從數據鏈看，仍沒(méi)有徹底打通從設計、施工，直至運行的全部數據鏈，沒(méi)有實(shí)現全部過(guò)程的數據共享。十分遺憾的是，國外在20世紀未就制訂有較為完善的過(guò)程工業(yè)全過(guò)程數據移交標準規范（如歐洲EPISTLE組織于1997年就制訂了“Process Industries DataHandover Guide”），但國內目前還沒(méi)有一部涉及電力工程數據稱(chēng)交的標準。從電廠(chǎng)生產(chǎn)管理角度看，沒(méi)有充分利用虛擬的數字化電廠(chǎng)模型，進(jìn)行電廠(chǎng)的運行管理、安全管理、技術(shù)監督管理、大小修項目管理等；此外，也未充分利用已有的數據庫、模型庫，建立有以管理科學(xué)、運籌學(xué)、控制論和行為科學(xué)為基礎，以計算機技術(shù)、仿真技術(shù)和信息技術(shù)為手段，具有智能決策作用的決策支持系統，從而不能為電力企業(yè)的各級管理者提供及時(shí)、有效的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)決策信息，不能達到對工程投資費用、進(jìn)度、質(zhì)量、生產(chǎn)的最大有效控制。

   對于數字化電廠(chǎng)的建設，自動(dòng)化技術(shù)在其中發(fā)揮了怎樣的作用？在自動(dòng)化技術(shù)應用方面有何創(chuàng )新或突破？

  張晉賓：

   自動(dòng)化技術(shù)是一門(mén)采用控制系統、IT信息技術(shù)等來(lái)提高生產(chǎn)力，優(yōu)化生產(chǎn)和服務(wù)的質(zhì)和量的綜合性技術(shù)，它在數字化電廠(chǎng)建設中，特別是電廠(chǎng)運行數字化方面，發(fā)揮了極其重要的、不可替代的支撐作用。

   圖1為IEC/TC65所給出的數字化工廠(chǎng)示例及其相關(guān)標準所涉及的IEC、ISO和ISA委員會(huì )總圖。

   從該圖中可以看出，自動(dòng)化資產(chǎn)及其之間的關(guān)聯(lián)和自動(dòng)化資產(chǎn)與其它資產(chǎn)的關(guān)聯(lián)，構成了數字化工廠(chǎng)（自動(dòng)化資產(chǎn)）的參考模型。從該模型結構看，最下層由DCS/PLC（包括現場(chǎng)總線(xiàn)儀表、傳感器、驅動(dòng)裝置、馬達等）組成，中間層由MES、數據服務(wù)器、HMI等組成，最上層由廠(chǎng)級信息站、廠(chǎng)級維修站、公司級的生產(chǎn)數據服務(wù)器和SAP及其它各類(lèi)診斷、安全站所構成。上述模型結構和國內的下層DCS/PLC、中層SIS（廠(chǎng)級監控信息系統）+MIS、上層公司級的ERP的信息化結構基本類(lèi)同。
 
                    

                                           圖1 數字工廠(chǎng)示意圖

   20世紀末，隨著(zhù)控制技術(shù)、計算機輔助和集成技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、管理技術(shù)、虛擬現實(shí)及其它信息技術(shù)的快速發(fā)展，出現了數字化工廠(chǎng)的雛形。在這十多年的數字化電廠(chǎng)建設中，國內電廠(chǎng)自動(dòng)化應用技術(shù)也從中取得了長(cháng)足的進(jìn)步，現今的大型電廠(chǎng)普遍采用計算機系統實(shí)現了電廠(chǎng)的監視、報警、控制、保護、優(yōu)化和管理。突出表面在以下四點(diǎn)：一是利用先進(jìn)的計算機監控系統、網(wǎng)絡(luò )集成技術(shù)、數據庫集成技術(shù)、視覺(jué)系統等技術(shù)，將全廠(chǎng)監控系統一體化，實(shí)現了機組（包括鍋爐、汽輪發(fā)電機組等）的少人全能值班和輔助車(chē)間的無(wú)人值守，有的甚至實(shí)現了燃煤機組的全自動(dòng)啟動(dòng)和停止功能；二是利用先進(jìn)的智能控制技術(shù)（如模型預測、空間辨識、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )、仿人智能等）和優(yōu)化算法（如遺傳算法、蟻群算法、粒子群算法等），大大提升了控制系統的調節性能、適應性和穩定性；三是逐漸擴大現場(chǎng)總線(xiàn)儀表與控制設備、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )及無(wú)線(xiàn)儀表、安全儀表系統、故障診斷系統（如旋轉機械故障分析系統、爐管或閥門(mén)泄漏診斷分析系統等）的應用，利用新型的儀表與自動(dòng)化技術(shù)，進(jìn)一步提升電廠(chǎng)的信息、安全、可靠水平；四是利用新的建模技術(shù)、數據庫技術(shù)、虛擬現實(shí)技術(shù)、數據采集和監視控制技術(shù)，建立了電力仿真系統（如整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)電站仿真、超臨界機組電站仿真等），基本實(shí)現了對建設過(guò)程和發(fā)電過(guò)程的仿真、運行的虛擬操作培訓等功能。

   能否談?wù)?ldquo;三維數字化設計技術(shù)”在數字化電廠(chǎng)建設中的作用？目前的研究和應用情況？

  張晉賓：

  三維數字化設計技術(shù)是建立在數字化、虛擬化、智能化計算機輔助設計平臺的基礎上，讓設計對象更立體化，更形象化的一種新型設計方式，是電廠(chǎng)設計的趨勢之一。由此建立的三維虛擬空間，給大家以直觀(guān)、逼真、身臨其境之感，很多不易察覺(jué)的設計缺陷（如管道、設備的碰撞等空間布置問(wèn)題）能夠輕易地被發(fā)現，便于項目的規劃設計、方案優(yōu)化等，大大提高了規劃和設計的質(zhì)量和效率。三維數字化設計的優(yōu)勢不僅體現在規劃和設計中，而且還體現在數字化電廠(chǎng)的施工、運維等后續電廠(chǎng)生存周期的各個(gè)階段。如在施工安裝階段，利用三維數字化設計模型可以對不熟悉的復雜設備或部件進(jìn)行虛擬安裝，或進(jìn)行工程項目的空間施工管理（如施工空間分配、施工進(jìn)度模擬等）；另如在電廠(chǎng)運行階段，利用電廠(chǎng)的三維數字化模型，鏈接生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)/歷史數據庫，可建立指導生產(chǎn)或檢修的、具有高度沉浸感的三維虛擬仿真平臺系統，實(shí)現可視化的、虛擬化的仿真運行、檢修、安全培訓或考核等。 將三維數字化設計數據庫與電廠(chǎng)運行和管理數據庫互聯(lián)，建立集成的企業(yè)數據倉庫平臺，并與電廠(chǎng)ERP、MIS系統無(wú)縫對接，可形成運維一體化三維數字化管控系統。由此可見(jiàn)，三維數字化設計是數字化電廠(chǎng)建設的前端，它使得電廠(chǎng)對象直觀(guān)形象，信息立體化，為后續的數字化電廠(chǎng)的打造和電廠(chǎng)全方位的信息化創(chuàng )造了便利的條件，奠定了堅實(shí)的基礎。

   在國內，電力三維設計起源于上世紀90年代，經(jīng)過(guò)近20年的建設，目前大的電力設計院已基本建成國際水平的電廠(chǎng)三維設計平臺，其主要應用情況如下：

   （1）工藝設計：建立有完備的設備材料數據庫（如ASME、GB、DL管規等），熱機、除灰、脫硫、化水、供水、暖通等多專(zhuān)業(yè)的布置工具庫?？梢栽谌S設計平臺上完成設備和管道的布置設計（含應力分析）、施工詳細設計（含支吊架設計）。在設計過(guò)程中可以隨時(shí)從三維數字化設計平臺上抽取智能P&ID圖、平面圖、軸側圖、配管圖，以及設備表、管線(xiàn)表、閥門(mén)表等各類(lèi)材料統計表，以滿(mǎn)足各階段的采購和施工要求。

  （2）土建設計：建立有電廠(chǎng)內全部建、構筑物的模型，且建筑和結構設計均可在三維設計平臺上完成。在同一設計平臺上，實(shí)現了多專(zhuān)業(yè)間的結構荷載、孔洞、預埋件配合，在全廠(chǎng)碰撞檢查過(guò)程中能發(fā)現并解決所有的碰撞問(wèn)題。在結構的三維數字化模型中，可抽取鋼結構的施工圖（包括鋼結構的加工圖、節點(diǎn)圖和精確的材料統計匯總清冊等）。

  （3）電控設計：建立有包含設備參數的電氣和儀控設備三維模型，可進(jìn)行電氣和儀控設備安裝設計、電氣主接線(xiàn)設計、三維防雷設計、電纜自動(dòng)敷設等。也可在三維數字化設計平臺上進(jìn)行帶電距離校驗，抽取各類(lèi)施工圖以及材料統計表等。 

   摘自《自動(dòng)化博覽》2013年10期