主持人： 近年来，随着工业互联网、AI、大数据、5G等科技成果的持续赋能，工业控制系统领域正面临重大变革，新的智能运行管理与控制系统有哪些新的技术突破呢？下面有请 浙江中控技术股份有限公司-能源行业解决方案部总裁 金锋 作 《新一代电力行业智能控制系统平台i-OMC》 的介绍。大家掌声欢迎金总。
金锋：
各位来宾、专家，下午好。
我是来自浙江中控技术股份有限公司的金锋。接下去由我来给大家从控制的维度阐述一下中控对于智能电厂建设的一些思路。今天演讲的主题是 新一代电力行业智能控制系统I—OMC ，中控在前不久刚刚发布一套全新的控制系统。
先介绍中控。中控创立于1993年，是一家DCS起家的企业，目前是 国内最大的DCS供应商 ，DCS产品已经连续9年在市场上占据第一名，目前在做积极的转型，从一家传统的DCS企业转为为全面提供一个 数字化、自动化、智能化 的解决方案。目前我们的产品在国内外已经有2万多家用户的3万多套装置厂进行使用。
国家的十四五规划有明确的要求，发展高端的自主可控的分散式控制系统，同时加强工业软件的建设，中控在过去30年时间里，已经为大量的企业，实现从电气化到自动化的转型，目前大量的工厂已经有了比较完善的自动化设备和生产线。但是在新的科技革命浪潮下，目前，智能化的浪潮正在席卷，在这样的背景下，中控提出 5T智能融合 的概念，为我们打造新一代的控制系统奠定理论的基础。
稍微解释一下IT，这里面AT是传统自动技术，IT是很多专家讲的信息化技术，PT是工艺技术。在电厂领域，不管是传统的电站，新能源的电站，或者其他的工业，任何的控制离不开工艺技术。所以倡导控制技术和工艺技术的完美融合。领域OT运营技术，讲的信息安全，智能电厂的管理本质上都是运营技术。所以中控的理念是把运营技术和以上的技术做融合。ET是设备管理技术，在工厂里面有大量的装备，其实早年工厂很多装备都是引进的，比如目前电厂里面的燃机，引进燃机的同时其实控制也是被绑定，可见国外的厂家做装备的时候非常注重于智能装备或者装备跟控制的深度结合。中控也在积极的打造5T融合的产业链，为企业做好赋能。
结合到电力行业，其实当前全球正在进行一场深层次的能源革命，我国在双碳的战略背景下，发电企业也面临着重大挑战，整个行业也急需转型，我们做了很多用户调研，用户痛点非常明确，燃料价格大幅度商家，3060的双碳指标，导致做节能减排。比如电力领域里面极度依赖专家，岗位里面的很多技术专家，上午的时候有一位专家提出来电力领域很多操作员可能年龄已经偏大，为什么出现这样的情况，因为年轻人去了新型互联网的行业，我们需要把专家的技能总结和传承下来，很多企业做信息化做智能化的过程中，上了一套一套的系统，为了解决这个问题上一套系统，为了解决另外一个问题上另外一套系统，上了很多套系统以后发现系统之间没有联系，恰恰形成数据的孤岛，在这样的背景下中控一直在思考，如何从控制的角度构建一个统一的、开放的底座。于是，我们从汽车的自动驾驶受到启发。这几年，新能源汽车发展的非常火爆，最典型新能源汽车的优点宣称可以支持L2到L3不同层级的自动驾驶技术，虽然离完全自动驾驶还有非常大的距离，已经做好从L0到L5技术演进的标准和路线。同样在自动化里面，其实目前很多装置已经能够实现半自动的控制，只要上了DCS，肯定能够实现相当程度的自动化控制，甚至有的装置加了优化以后，可以实现部分的自动控制功能，但是对于智能电厂建设追求来说，希望电厂可以真正实现完全自主的运行，于是在这样背景下面，中控构思出全新的I—OMC智能运行管理与控制系统。
中控的智能管理控制系统，为了达成智能自主运行的目标，我们有两个显著的产品理念： 一是开放，二是智能。
解释一下这两个理念：
首先开放，I—OMC系统首先是一套完全独立的系统，有控制的底座，有一套完整的软硬件产品合成熟的应用，用户拿到手以后直接上手使用。同时I—OMC系统也是一个平台，希望通过平台提供的智能化工具，提供敏捷开发的工具，让更多的用户加入到智能电厂建设的应用开发里面来，形成一个良性的生态圈。 大家都知道，原来的DCS系统比较封闭，封闭的结果就是产生更多的数据孤岛，产生很多的浪费。在开放的前提下，I—OMC系统可以做到资源最大化的利用。
二是智能。在传统的DCS控制技术上，添加融合大量的软硬件一体化智能解决方案和APP。来充分实现智能这个功能，同时本身推出I—OMC系统的时候，据别自身智能基础的功能。把开放和智能两者结合起来，就是中控所倡导的理念，希望让工业更智能，让生活更轻松。这是I—OMC系统的理念。其实围绕一个统一的数字底座来运作的。整套系统里面所有的软硬件都围绕着数字底座来进行运作，由它进行统一的管理和协调。
从结构上来说，我们I—OMC系统在底层，控制底座里面已经完全取消DCS的概念，在控制底座里面设计I/O单元，设计通信单元，设计控制单元。希望让所有底层的控制系统更加的开放，更加的智能，并且在统一的总线下进行工作。构建第二层基础平台，中控工厂操作系统为结构，构建一个控制系统级别这么一套数据库系统，作为数据底座和平台。在数据库底座上面构建大量的APP应用。比如我们跟电力行业相结合，I—OMC系统里面首先会有预制的APP，比如智能HMI，工业视觉，移动油液检测，构建智能控制系统的APP，构建智能操作的APP和监盘的APP，同时在平台里面开放供其他行业伙伴和用户进行第三方便捷开发的工具，用户可以享用DCS和POC一样非常简单的融合应用，最后融合到生态里面。
I—OMC系统有三大亮点：有先进的工业网络，有开放、融合架构，智能控制模式。有三个亮点组成。
先进的工业网络用一个词概括就是E网到底，未来的智能工厂建设，它需要的信息比传统的工厂要多得多，所以迫切的需要有一套智能化的、便捷的，并且低成本的网络系统，来支撑对设备、软件、系统的互联。中控在I—OMC设计的时候，采用E网到底十逻辑，后面展开来讲。
首先中控率先引入APL技术。以太网高级物理层的总线，控制领域目前最新的总线技术，大家知道，其实在DCS再下一代应该是什么，是FCS。很多工厂用了一些FCS的产品，用了很当总线，FCS始终没有很好的推广开来，有很多原因，以DT为例，有严格总线要求，实施成本很高，与之配套的仪表产品比普通的仪表贵得多，基于APL技术总线网络可以解决这个问题，首先可以更加节省线缆和部署，可以使用普通的双脚线支持单段1千米的拓扑，并且在单段上支持高达10兆的带宽，这个在底层数据互联上相当于是一个高速公路，DP的理论总线是12兆，但是超过200米可能支持1.5兆，再长一点只支持几十K的容量。在智能互联的时代，可以用简单的以太网逻辑进行拓扑。
支持比较高的速率，并且由于它是基于以太网物理协议开发的，所以原来在设备上一些仪表，只要是基于以太网物理协议开发的，所以我们原来在设备上的一些仪表，只要是基于以太网来开发的，比如说ZeroNet，比如说EZ-net，我们都可以无缝的接入到APL网络里面，不需要任何的设备投资和任何网关，具有多模合一易扩展的功能，总线非常方便，可以非常方便拓扑到企业的每一个角落。
中控积极构建APL的生态圈，有自己支持APL协议的仪表产品，阀门产品，也在准备推广APL的网关和低成本的构建系统。
第二项技术是我们引入的SmartEIO技术。传统的DCS，大家都采用4到20毫安的模拟量来采集，我们的现场来的变送器讯号，必须要经过信号线来传递到中央控制室进行控制，SmartEIO彻底改变原来的形态。SmartEIO在APL技术的加持下可以支持分布式的部署，I/O部署在设备就地，通过总线进行传输，这样极大的加快部署，并且节省投资。
信号线缆也是比较贵，大量的信号线缆从现场拉到控制柜是一笔不消的开支，通过SmartEIO技术可以进行分布式的布局，极大的节省成本。
做了全面的一体化，SmartEIO跟系统有机的融合，并且是用一个模块完成所有的AI、AO、DI、DO这个功能，包括可以采集其他的智能仪表一些信号。当然自动化底层的设备需要有比较高的可靠性，而且支持全冗余，他可以在非常恶劣的情况下工作，甚至可以在防爆区直接部署，作为智能化的I/O，支持自投运和自检测，以前做DCS，大家在部署的时候都要去打点，都要去人工的检测，这个系统具备自维护和自检测的功能。同时作为一个新一代的控制系统，支持数字I/O的部署，在很多的电厂里面，他有SS仪表，有DT仪表，这一套系统支持相应总线技术的接入。
新的场景下面其实会有大量的场景，没有办法，就地部署通讯线缆的时候非常昂贵，那么在这样的情况下，对于通讯要求不高的场景，我们支持了无线工厂的技术，我们以设备总段为例，我们布局了设备的智能端盖，采用无线技术把它融合到控制系统里面来。当然，作为网络化全新的控制系统，不是总线的大杂烩，作为一套完整度很高的系统，必须保证网络的安全，比如对电厂而言，要达到等保三的要求，会内置一套面向过程的网络安全保护的组件。本身中控非常注重于系统的内件安全，中控原来老的DCS系统也是可以达到，没有外在情况下，支持内接安全的功能。
开放和融合的架构，说的工厂操作系统平台+工业APP的逻辑。工业操作系统，工厂操作系统作为一个平台向下，连接海量的工业装备，仪器、仪表，通过非常简单的配置，就把所有的异构系统连接上来，甚至于不用关心DCS用的哪一家，POC用的哪一家，系统内置充分的异构总线，把数据进行互联，向上支撑工业智能APP快速开发与部署。一些基本好用的功能，已经把它内置成标准化的APP，但是对于其他企业或者其他用户需要有自己的经验把它融到里面去，或者一套流程，需要有一套非常便捷的工具在上面进行开发。
在工业操作系统构成里面，有几个比较重要的元素。
1、工业智能APP开发的平台。中控做DCS，在开发系统的时候，借鉴低代码的设计思想，把它做成简单拖拉拽可以完成的工程，很多工程师非常熟悉DCS怎么干，非常熟悉POC怎么间，通过非常简单的学习可以上手这一套系统，同时智能服务与运行管理平台，这里面很多微服务要推送，所以有一个引擎，由集成好的工业APP，也有工业智能AI引擎和服务，也集成大数据的工具。其实在很多智能化领域里面，工业AI，有些用户看来看的非常不好，用的不好跟AI没有关系，主要还是用的方法问题。如果能够把5T的技术，把专家的经验，与现代的IOT技术结合起来，在很多场景下面可以支持非常好的应用。
2、作为系统标准的APP，介绍几款已经做好标准化的应用。
首先新一代HMI，传统的DCS画面基于流程图式监控，画面比较单一，看起来信息量不是很大，做了一款新一代的监控，把雷达图，棒图、剖面图、报警统计、帮助更加有效的信息，作为标准化空间整合到软件里面来，我们也可以支持在软件里面进行数字化工厂的展示，以及二维三维的联动操作。
我们有一款工业视觉AI的APP，在流程图界面里面可以直接嵌入工业视频，大家在工厂里面有传统的流程图监控，也有CCTV系统，这两套系统之间信息其实是不通的，融合工业AI软件可以在流程图里面直接嵌入视频信号，同时视频信号可以在植入AI程序进行识别，比如设备的异常，报警或者是泄露检测等等。这样可以最大效能的提高监控水平。
关于回路整定的APP，从原来过往经验来看，可以解决一个工厂70%以上PID回路自动诊断问题，同时对于管理人员来说可以有效评估工厂里面PID回路健康度的状况和改进措施。
还有一款报警治理APP，在工厂里面，尤其在调试阶段，其实充斥大量无效报警，这些报警危害的严重一点，可能会把真正需要报警的点给冲抵掉，提供一套报警治理的APP，可以提供多工矿报警，某个设备检维修工矿是异常工矿，不是按照常规的状态进行报警，可以设置检维修状态，推出另外一套报警的逻辑。我们的报警可以基于实时数据和历史数据，进行数据的加工，同时做好审计的工作，这些功能已经超出原来DCS的要求，同时所有的APP都共享数据软总线，所有APP的数据资料可以被将来要开发其他的APP所使用，形成数据的真正共享。
一款振动及油液监测分析的APP，在这个APP里面使用软硬件无缝结合的方式，有一套自己的硬件和软件，把现场的冻设备软硬件，采用简单套件方式引入到系统里面来，不需要去上什么系统，对于我们而言，这一套系统的最大优点，刚才为什么讲开放，可能这一次没有想好上哪些功能，但是不用觉得会浪费，因为构建这么一个平台以后，可以随时的去上那些想要的功能。
自主运行。在电厂的日常运行过程中，有很多需求，比如有较长起停机环节，每一次起停机有大量的人员各就各位严阵以待，响应符合条件的过程中实现快速的符合调节，可能对于其他的工矿要进行一些优化。开放性，IOC系统支持开放的开发环境，为我们打造这样一些条件。采用软硬结合的方式，APP既可以运行在高级服务器，也可以运行跟控制器完全同等的位置，比如智能控制器，支持用常规的语言，比如图形化的语言进行编程，也可以支持用新的，用C++写一些高级的算法，把算法封装以后可以直接在里面运行，这个算法根本不用担心数据从那里来，数据都在平台里面。
基于这样软硬件整体逻辑，中控解决方案的专家开发对于行业的APP，举几个例子。第一个自动启停及巡航软件。我们中控有一个Dret软件，大家都知道，在电厂做APS的时候，我们大多数人喜欢做成控制器里面，因为这样更安全，做成控制器里面发现调试周期非常长，调试非常的困难，故障要一点一点查，跟原来的逻辑绑定在一起，中控采用了Dret五的方法解决这个问题以后，他可以独立的进行APS的逻辑的执行，并且可以支持启动的回溯，状态的管理，进行高级的，在控制器里面没法实现的功能。当然可以加入智能算法。也有一款智能预警和诊断的一些功能，典型的在大唐乌沙山电厂，我们跟用户和科研院所联合做了一个智能监盘的解决方案，目前正在调试当中。工程师做了一些运行寻优APP，可以自己做，我们的工厂经验很足，可以在平台上自己开发，当然需要提供服务中控也可以提供这样的服务。类似于这些以及后面其他的一些关于预测控制、状态空间优化、燃烧优化等等功能。
最终希望在中控工程师团队和用户的共同努力下，让电厂逐渐的从从半自动化达到基本的自动化，或者将来实现真正的无人工厂。实现所有的设备自动自主运行。
I—OMC系统核心价值。
第一，有一个案例，在乌沙山电厂660兆瓦机组上面的应用。首先系统跟DCS实现了完全无缝的一体化的设计，这是我们的核心。
第二，我们在工厂里面，已经实施了百分之百国产化DCS系统。从供应链，服务器、网络设备所有设备采用全国产化的部件，支持第三方的友好环境以及智能化的一些内置应用。这些都是可以给用户提供的价值。
由于系统刚刚发布不久，案例还比较少，在电力、化工、氯碱、医药行业，都分别已经有了一些实验工作。
最后我们通过这些实验系统，我们I—OMC系统为用户达成了在某一个医药项目里面，由于使用了我们的这个API总线技术，用户的线量下降了70%，由于采用了我们的智能APP的软件，减少了人工运行的成本，在某一个预警项目里面，我们减少了67%的人员，另外由于大量的关于安全性的提升，这里体现在报警频次的减少，很多经验得到累积，通过智能化的操作，使得装置不再依赖于大量的人工，当然作为资产管理的层级做了一些努力，把数据的利用率提上来，相当于实现资产的增值。
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