基于國產芯片的自主可控智能分散控制系統(iDCS)——EDPF—iDCS成功投運

來源：  發布日期：2021/9/15  點擊次數：2589

核心技術是國之重器。在我們加快建設科技強國的過程中，實現高水平科技自立自強，要努力激發創新主體活力。作為經濟活動的主要參與者、就業機會的主要提供者、技術進步的主要推動者，企業在科技創新中具有不可替代的作用。

     5月25日，國家能源集團所屬國能智深控制技術有限公司（以下簡稱“國能智深”）研發的基于國產芯片的自主可控智能分散控制系統(iDCS)——EDPF—iDCS在世界首臺66萬千瓦全輔機單列超超臨界空冷機組——國電建投內蒙古能源有限公司布連電廠2號機組順利投運。它的成功對于我國電力能源信息安全、工控領域科技自主可控具有重大意義，標志著我國火電控制系統自主安全正在完成由“對外依存度極高”至“關鍵芯片××××國產化、軟件××××自主化”的歷史性跨越。

     隨著國際環境日趨復雜，不穩定、不確定因素明顯增加，公共系統的自主、安全、可控已經上升至國家安全戰略。作為根本性支柱行業，電力對中國整個國家安全、發展都至關重要。電力專用芯片對外依存度高，存在信息安全風險、供貨周期無法保證等問題。關鍵的核心技術不掌握在自己手中，極易出現我國能源電力被“卡脖子”的現象，我們的發展也會因為禁運、封鎖受到影響。

     國能智深EDPF—iDCS系統具有完全自主知識產權，在操作系統××××國產化，嵌入式軟件、平臺支撐軟件和應用軟件××××自主研發的基礎上，實現了控制器和I/O模件硬件芯片××××國產化替代應用，真正意義上實現了自主安全可控，系統網絡特性、硬件抗干擾性等優于國內外同類產品。

從0到1的艱辛，歲月淬煉自動化排頭兵

     科學技術既是國家發展和創新的驅動力量,也是國家安全體系重要組成部分和國家安全保障的重要支撐力量。

     智深人深刻領悟自主掌握DCS國產化核心關鍵技術對國家能源安全的重大意義，將企業的發展置于中國電力行業發展的坐標系中。2003~2016年，憑借完全自主知識產權的系列產品和技術，他們在高端工業自動化領域打破國外壟斷，××××××，創造了多項世界××、中國首臺套的業績。他們以敢為人先的創新精神，書寫出了輝煌的企業篇章，為工控領域力行自立自強提供了有益探索，也極大地鼓舞了電力行業樹立民族品牌的信心。

     2017年起，通過重大技術裝備、大型流程工業自動化控制系統的自主研發、設計、制造與工程應用，他們又以不斷積累的非凡經驗為基礎，鑄造出工控信息安全平臺，創新領跑智能發電新時代。

     多年來，該公司承擔完成了多項國家863國家科技支撐項目，國家重點研發計劃和國家發展改革委、國家能源局、工信部等多項重大科技項目，獲得國家科技進步二等獎2項，省部級科技進步技術發明34項。

     ×早自主研發、×先國產化替代研發、×大火電DCS及工程服務供應商，這些標簽已經成為國能智深品牌形象中×耀眼的光環。

從1到100的實干，打鐵全憑自身硬

     今天的國能智深，作為國有全資高科技企業代表著中國DCS行業的國家隊。

     響應國家戰略與產業需求，基于人工智能技術，他們成功研發的工控系統iDCS已經達到國際領先水平，配備信息安全產品正在助力國產化戰略，推動著工業控制智能化轉型升級。

     該公司主要產品包含適用于火電、水電、新能源發電、核電及其他工業領域的EDPF—NT、EDPF—NT+、EDPF—CP、EDPF—NU等國產自主化系列分散控制系統，岸石智能發電控制系統（EDPF-iSol），全國產自主可控智能分散控制系統（iDCS），以及工控平臺硬件、工控平臺軟件、現場總線成套產品、工控網絡安全產品等。

     相關統計顯示，截至2020年底，國能智深完全自主產權EDPF系列產品應用業績已經超過2700臺套。其中，涉及電力裝機容量累計達2.9億千瓦，大型火電機組DCS在全國市場占比22%，支撐了全國近四分之一的“剛需”，深刻改變了我國電力工控自主可控格局。而且該系統產品還走出國門，海外的17臺套應用業績持續向國際社會傳遞出信心和力量。

     EDPF工控平臺由系列硬件、軟件和高級應用軟件組合而成，支持用戶定制開發功能模塊，可提供整套自動化解決方案。

     其智能分散控制系統系列硬件產品分為NT+系列、CP—P2系列、CP—D3系列。EDFP—NT+分散控制系統是國產自動化控制系統的知名品牌之一，適用于各類大型、復雜的工業過程控制應用，是面向整個生產過程的先進過程控制系統。EDPF—CP工業控制系統是國能智深全新研制的工業自動化系統。該產品除××繼承了NT+系統的優良特性外，還具有通用PLC可編程控制器的功能和性能。CP系統是一個理想的通用自動化平臺，通過為其開發適用性功能模塊，就能滿足各行業的需求。

     此外，國能智深還自主研發了PB—YLINK、PB—HUB、PB—FIBER、PB—PACoupler等現場總線附件。工控平臺軟件分為系統平臺軟件——分散控制系統（EDPF—NT+），以及功能擴展軟件。

     隨著智能時代大幕的開啟，智能發電建設是技術進步的必然要求，是新時代電力發展的客觀需求。2018年國能智深率先研發了基于全廠控制一體化平臺和高級應用算法開放環境的智能控制系統（ICS）——岸石?(iSol)系統。

     作為國內的首套智能分散控制系統，該系統以EDPF—NT+系統為基礎，通過擴展感知信息，融合先進控制技術與數據分析技術而形成。該系統具備自學習、自趨優、自診斷、自適應、自恢復的特征。而且已經在東勝電廠和宿遷電廠成功應用。

     國能智深還推出了智能發電廠整體解決方案。包含工業智能計算引擎、信息安全管控、智能監盤、智能先進控制、智能設備管理、能效大閉環，助力發電過程×××、更××、更清潔、更低碳、更靈活。

     同時，國能智深也推出了工控網絡安全產品。他們以EDPF—DFW域防火墻、EDPF—SECNM網管平臺、EDPF—SECHx主機安全、EDPF—SECAU網絡審計、EDPF—SECAS綜合審計、EDPF—IDS入侵檢測等智能發電EDPF—SEC網絡安全系列產品的組合，形成了獨具特色的工控網絡安全防護整體解決方案。

     自研開發，具有完整的方案，完全可控；跨平臺，同時支持Windows和Linux；可按需設置，實現從內核到邊界，從主機到網絡的主動管控；系統整體通過公安部“等保三級”認證，其中主機安全防護達到“等保四級”；該成果適用于各自動化控制領域，已有數十個應用業績；通過了阿基里斯2級測試；通過了IEC62443—3—3工業自動化與控制系統產品安全能力評估；通過了東方電氣集團中央研究院的測試……這些硬實力，讓國能智深在工控安全界聲名鵲起。

     經過努力，在核電、水電、光伏、光熱、風電、城市熱網、水處理、軌道交通、煤礦、冶金、鐵路等眾多細分領域，都早已有了國能智深的成功身影。

敢于直面挑戰，創新決勝未來

     據悉，布連項目投運后，國家能源集團將按照“成功一個試點一個，試點一個推廣一片”的工作思路，逐步提高自主芯片覆蓋率，實現國產工業控制芯片規模化應用，防范化解電力安全運行重大風險。

     同時，國能智深也注意到，我國能源工控系統的安全可控形勢依然嚴峻，存在進口工控系統失控、工控系統使用的進口芯片斷供和安全防護三大風險。

     據統計，國外品牌DCS系統在我國60萬千瓦及以上等級的火電機組的市場占有率超過70%。由于國產芯片的性價比不高，國產工控系統長期使用進口芯片，隨著國際形勢變化，可能存在斷供風險。防護產品吻合度不夠、防護深度不夠，網絡安全防護工作亟待加強。

     主控芯片作為裝備核心器件，涉及千萬量級的關鍵裝置。如何革故鼎新，破解這些難題？

     國能智深的選擇是，立足自主研發，積極與國內知名的軟硬件供應商保持聯系，積極與中國電子信息產業集團有限公司、龍芯中科技術股份有限公司、華為技術有限公司等企業合作，針對主控、電源、存儲、通訊、接口等5個大類關鍵芯片、器件進行篩選和驗證。

     在攻克“國產化”高地的過程中，他們也遇到了一系列預料之內與想象之外的問題。如國產芯片數據手冊不夠詳細，甚至還有錯漏之處，技術支持能力不足，性能需要反復試驗驗證；國產工業級芯片如CPU等關鍵芯片價格普遍高于進口同等級芯片；中標麒麟和銀河麒麟兩家合并之后，所發布的上位機操作系統功能仍需完善，穩定性、驅動適配性仍需提升等等。

     針對控制系統自主可控工作，國能智深總結出3點思考。××，國產芯片在工控領域的應用僅是開端，在應用過程中要充分驗證和測試，行業內加強技術交流，共同促進國產芯片的產業發展。第二，DCS是多種技術融合的復雜系統產品，芯片國產化是自主可控的重要環節之一，要關注國內外相關領域×新的技術發展，開門搞自主創新。第三，DCS是能源領域的關鍵信息基礎設施，自主安全可控是大勢所趨，在國產芯片推廣過程中首先要保證系統安全穩定，穩步推進。

     未來，如何強化科技支撐、篤行實干興邦，如何繼續深化產學研用合作，持續優化迭代EDPF—iDCS平臺，實現自主可控智能分散控制系統的規模化推廣應用，我們期待國能智深秉承創新精神，激發奮進力量，成為敢為人先、屹立不倒的民族品牌之表率。

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