關(guān)鍵詞：分散控制系統（DCS）；智能控制系統（ICS）；監管信息系統（SIS）；控制平臺；智能化

20世紀七、八十年代，控制平臺開(kāi)始是單元組合儀表和傳統指示記錄儀表，后來(lái)為組件組裝儀表和計算機數椐釆集系統。眾所周知，由于當時(shí)控制平臺沒(méi)備的可靠性低、功能簡(jiǎn)單，決定了這個(gè)階段火電廠(chǎng)自動(dòng)化水平相對較低。

進(jìn)入20世紀八十年代末，開(kāi)始引進(jìn)DCS，從試點(diǎn)到推廣應用，一直到九十年代末我國自主開(kāi)發(fā)的DCS得到廣泛應用，我國火電廠(chǎng)自動(dòng)化進(jìn)入了一個(gè)以DCS為新的控制平臺的歷史階段。DCS設備可靠性高，模擬控制算法和程控保護邏輯算法較為完善，這標志著(zhù)火電廠(chǎng)進(jìn)入了一個(gè)較高自動(dòng)化水平的歷史時(shí)期。

歷史證明，火電廠(chǎng)自動(dòng)化發(fā)展的每個(gè)歷史階段，必定有一個(gè)相應的控制平臺，而控制平臺的進(jìn)步則是推動(dòng)火電廠(chǎng)自動(dòng)化向前發(fā)展的基本前提和標志。

進(jìn)入21世紀后，火電廠(chǎng)逐步向數字化、信息化和智能化發(fā)展，傳統DCS控制平臺逐步顯示出力不從心的態(tài)勢，開(kāi)始把一部分應該由它完成而做不到的功能推給SIS去做，或者在DCS上外掛零散的異構控制平臺實(shí)現智能優(yōu)化控制系統等，采取一些臨時(shí)應對指施。此時(shí)，已有有識之士開(kāi)始探索在傳統DCS基礎上開(kāi)發(fā)適應新時(shí)代要求的更高級控制平臺問(wèn)題。這是一個(gè)漫長(cháng)的新理念萌芽和積累的過(guò)程，是一個(gè)更高級的新型控制平臺孕育產(chǎn)生的過(guò)程。

下面舉例談下這個(gè)過(guò)程中的某些事件。

（1）現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統（Field Control System，簡(jiǎn)稱(chēng)FCS）推出

21世紀初，隨著(zhù)數字技術(shù)發(fā)展和信息化需要，FCS推向市場(chǎng)。當時(shí)，國外有一些權威人士狂稱(chēng)DCS將被FCS取代而消亡。但事實(shí)證明，雖然FCS把DCS向前推進(jìn)了一大步，對電廠(chǎng)數字化產(chǎn)生深遠影響，但是，這一次還沒(méi)有能夠從根本上動(dòng)搖DCS功能的主導地位。

（2）廠(chǎng)級控制系統（Plant Control System簡(jiǎn)稱(chēng)PCS）概念提出

不久，我國專(zhuān)家提出了廠(chǎng)級控制系統,概念，它跳出了控制平臺僅僅以單元機組為對象配置的模式。同時(shí)，也揭示了那種脫離DCS，另外建立一個(gè)專(zhuān)用廠(chǎng)級控制平臺帶來(lái)的諸多問(wèn)題，提出建立一個(gè)與單元機組控制一體化的廠(chǎng)級控制智能化和大數據控制平臺的思想。

（3）優(yōu)化控制系統需要控制平臺

DCS“一統天下”的幾十年中，由于DCS平臺的限制，以及DCS廠(chǎng)家投入力量的限制，各種先進(jìn)的智能控制技術(shù)發(fā)展非常緩慢。在這種形勢下，我國的科研院所開(kāi)始介入，開(kāi)發(fā)出形形色色優(yōu)化控制系統。但是，由于DCS不提供一體化優(yōu)化控制平臺，外掛優(yōu)化控制平臺就成為唯一選擇，這一定程度上降低了系統響應速度和可靠性。因此，當時(shí)我國專(zhuān)家建議DCS廠(chǎng)家開(kāi)發(fā)一個(gè)包含智能算法群和智能引擎，并能確保第三方開(kāi)發(fā)的智能控制技術(shù)知識產(chǎn)權的通用優(yōu)化控制平臺。這是我國專(zhuān)家根據智能技術(shù)發(fā)展需要，首次提出新時(shí)期控制平臺應向開(kāi)放性發(fā)展的理念。

（4）智能計算和大數據挖掘技術(shù)融合向控制層延伸

智能計算和大數據分析首先開(kāi)始在SIS級監管層得到應用。隨著(zhù)信息技術(shù)發(fā)展，個(gè)別科研院所嘗試用DCS外掛平臺將智能分析和數據挖掘應用于實(shí)時(shí)控制系統。雖然規模小，不具有標準化和模塊化的水平，但卻起到了一定的啟示作用。當前技術(shù)發(fā)展已提供足夠條件改變原有DCS控制平臺中有限的歷史數椐站、計算站，以及用組態(tài)傳統低級控制模塊和邏輯模塊組成控制系統的格局，而在新的控制平臺中配置大型實(shí)時(shí)/歷史數椐庫，以及眾多可選智能算法群和智能計算引擎，開(kāi)發(fā)各種優(yōu)化控制系統，并為單元值班員提供更加智能化的故障報警（預警）及診斷分析等。

當前，經(jīng)過(guò)十幾年的探索，一個(gè)全新的控制平臺——智能控制系統輪廓已日漸清?，它至少具有下列三個(gè)基本特點(diǎn)：

（1）智能

保留傳統控制系統功能組態(tài)技術(shù)，進(jìn)而融合智能計算引擎調度智能算法，以及大數據應用的智能控制和分析技術(shù)。

（2）開(kāi)放

從傳統功能模塊組態(tài)開(kāi)放，發(fā)展到包括高級智能應用在內的全面開(kāi)放。

（3）綜合

系統配置將具有很大的靈活性，可以綜合電廠(chǎng)各級監視和控制功能。不僅可以整合眾所周知的FCS，還可以整合廠(chǎng)級控制系統，而且為電廠(chǎng)合理規劃ICS和SIS配置提供條件。

值得慶幸的是，作為控制平臺開(kāi)發(fā)主力軍的個(gè)別廠(chǎng)家也已經(jīng)開(kāi)始投入資金和技術(shù)開(kāi)發(fā)出第一代ICS。例如，電廠(chǎng)企業(yè)龍頭之一的北京國電智深控制技術(shù)有限公司已推出首套ICS，并成功應用于國電內蒙古東勝熱電有限公司，達到了初期階段目標。這標志著(zhù)火電廠(chǎng)真正進(jìn)入了一個(gè)由DCS控制平臺跨入到ICS控制平臺的火電廠(chǎng)智能化時(shí)代。

歷史證明，每一次控制平臺的發(fā)展，必將引起管理的變革，ICS控制平臺出現也不例外。這是一個(gè)非常重要，需要著(zhù)力探討的課題，筆者在這里舉一、二例具體談一下：

（1）可以最大限度調動(dòng)各方面智慧，合力發(fā)展電廠(chǎng)智能化

20世紀七、八十年 控制平臺是單元組合儀表和傳統指示記錄儀表，或者組件組裝儀表和計算機數椐采集系統，當時(shí)的分工是廠(chǎng)家提供硬件平臺，設計院負責控制算法和邏輯沒(méi)計，調試單位負責調試，各搞一套，弊端十分明顯。

20世紀九十年代，火電廠(chǎng)進(jìn)入了DCS控制平臺的應用階段，這時(shí)期廠(chǎng)家不僅提供硬件平臺，而且負責模擬控制算法和程控保護邏輯設計、組態(tài)，以及現場(chǎng)調試投運，設計院僅負責一些輔助工作，而科研調試單位也從大量工程中退守到部分零星科技項目中，這大大削弱和浪費了工程建設中的有生技術(shù)力量。

電廠(chǎng)智能化建設需要把我國電廠(chǎng)自動(dòng)化各部門(mén)專(zhuān)家力量全面調動(dòng)和融合在一起，而一個(gè)開(kāi)放的ICS控制平臺為此創(chuàng )造了條件。供應商不僅可以提供平臺和工具，也可以根據自己的特長(cháng)和力量開(kāi)發(fā)各種智能控制系統。而我國數量龐大的科研院所也可借助開(kāi)放的ICS控制平臺開(kāi)發(fā)和提供有特色的智能化系統，其至作為通用產(chǎn)品嵌入每個(gè)工程和每次招標中。招標技術(shù)規范也將由單一化向個(gè)性化發(fā)展，這必將大大加快我國電廠(chǎng)智能化的進(jìn)程。

（2）ICS的出現，必將推動(dòng)控制平臺市場(chǎng)合理化

DCS發(fā)展初期，較高的市場(chǎng)定價(jià)推動(dòng)著(zhù)DCS技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，隨著(zhù)DCS技術(shù)發(fā)展放緩，價(jià)格不斷下降。反之，又導致DCS開(kāi)發(fā)投入的下降和技術(shù)停滯。

ICS的推出，由于質(zhì)的變化，控制平臺的價(jià)格必將上移，并趨向合理。而且，由于智能控制系統可以積木化的集成，價(jià)格將多元化。此外，科研院所在招標時(shí)也可以將其開(kāi)發(fā)的系統當做一個(gè)商品模塊納入同時(shí)招標。因此，可以預見(jiàn)，在不久的將來(lái)，隨著(zhù)ICS的推出必將深刻影響市場(chǎng)，促使控制平臺市場(chǎng)更趨合理化。反之，市場(chǎng)合理化也必將推動(dòng)ICS內涵的深化，扎扎實(shí)實(shí)的推動(dòng)電廠(chǎng)智能化的快速發(fā)展。

眾所周知，電廠(chǎng)是不間斷連續運行的流程工業(yè)，為了確保電廠(chǎng)（特別是單元機組）實(shí)時(shí)生產(chǎn)運行過(guò)程的高效安全，必須對實(shí)時(shí)生產(chǎn)運行過(guò)程建立一套完整的監視（Monitoring）、控制（Control）和監管（Suprevisory）系統。監視和控制（簡(jiǎn)稱(chēng)監控）對實(shí)時(shí)性要求非常高，屬于單元機組值班員責職范圍；而監管分析工作，雖然相對非實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程來(lái)說(shuō)，實(shí)時(shí)性要求也比較高，但相對監控系統來(lái)說(shuō)可以略微低一些。單元值班員要關(guān)注，但更多是屬于運行專(zhuān)工和總工組織管理的范疇。

20世紀九十年代，當DCS監控系統發(fā)展鼎盛時(shí)期，筆者明顯感到單元機組實(shí)時(shí)生產(chǎn)運行過(guò)程中一部分重要監控功能，例如高級故障予警（報警）和分析診斷等，由于當時(shí)計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)發(fā)展水平的限制，為確?？煽啃远鳧CS中是缺失的。正因為如此，筆者在當時(shí)1997年提出SIS概念時(shí)，以及隨后制訂的第一部SIS標準中把這些本應列入DCS中的這些功能上移到SIS中去了。

在高度發(fā)展的信息網(wǎng)絡(luò )技術(shù)背景下應運而出的ICS，完全可以實(shí)現比DCS更強大的功能，包括把上述高級功能放入其中而仍能確保其安全可靠性。但是，我們也仍然要防止把過(guò)多功能移到ICS中，畢竟ICS是屬于安全等級最高的控制區。筆者建議按下列原則在ICS和SIS間重新進(jìn)行功能分配：除了原先由DCS實(shí)現的控制和報警功能繼續放入ICS中外，對實(shí)時(shí)連續性要求非常高，屬于單元值班員和值長(cháng)需24小時(shí)連續及時(shí)處理的相關(guān)監視、控制和報警等功能，例如過(guò)去放在SIS中的機組優(yōu)化負荷調度、系統緊急故障預警和診斷，以及控制系統故障診斷等可以下移放入ICS中；而實(shí)時(shí)性要求相對低一些，主要由運行專(zhuān)家（電廠(chǎng)運行專(zhuān)工、總工，乃至集團和科研院所專(zhuān)家）組織指導值班員處理的問(wèn)題和相關(guān)信息則仍宜留在SIS中，以確保最高安全等級ICS的可靠性。當然，不排除單元值班員通過(guò)SIS終端及時(shí)得到此類(lèi)信息。

作者在此對ICS和SIS關(guān)系只是做了一些初步原則性的探討，需要組織力量逐一進(jìn)行分析，并對相關(guān)規程進(jìn)行修改和補充。

當前火電廠(chǎng)開(kāi)始進(jìn)入智能化時(shí)代，傳統DCS已步履緩慢，日顯力不從心?？刂破脚_的更新?lián)Q代即將提上日程，它將對技術(shù)、管理，以及市場(chǎng)帶來(lái)革命性變革。同時(shí)控制平臺的換代將是一個(gè)十分復雜的過(guò)程，大量問(wèn)題需要重新探討。本文拋磚引玉，希望激起行業(yè)探索的高潮。