強化科技支撐讓“國能智深”民族品牌屹立不倒
——基于國產(chǎn)芯片的自主可控智能分散控制系統(tǒng)（iDCS）-EDPF-iDCS成功投運

楊娜 王藝

核心技術(shù)是國之重器。在我們加快建設(shè)科技強國的過程中，實現(xiàn)高水平科技自立自強，要努力激發(fā)創(chuàng)新主體活力。作為經(jīng)濟活動的主要參與者、就業(yè)機會的主要提供者、技術(shù)進(jìn)步的主要推動者，企業(yè)在科技創(chuàng)新中具有不可替代的作用。

5月25日，國家能源集團(tuán)所屬國能智深控制技術(shù)有限公司（簡稱國能智深）研發(fā)的基于國產(chǎn)芯片的自主可控智能分散控制系統(tǒng)（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(nèi)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(lǐng)域科技自主可控具有重大意義，標(biāo)志著我國火電控制系統(tǒng)自主安全正在完成由“對外依存度極高”至“關(guān)鍵芯片100%國產(chǎn)化、軟件100%自主化”的歷史性跨越。

隨著國際環(huán)境日趨復(fù)雜，不穩(wěn)定、不確定因素明顯增加，公共系統(tǒng)的自主、安全、可控已經(jīng)上升至國家安全戰(zhàn)略。作為根本性支柱行業(yè)，電力對中國整個國家安全、發(fā)展都至關(guān)重要。電力專用芯片對外依存度高，存在信息安全風(fēng)險、供貨周期無法保證等問題。關(guān)鍵的核心技術(shù)不掌握在自己手中，極易出現(xiàn)我國能源電力被“卡脖子”的現(xiàn)象，我們的發(fā)展也會因為禁運、封鎖受到影響。

國能智深EDPF-iDCS系統(tǒng)具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，在操作系統(tǒng)100%國產(chǎn)化，嵌入式軟件、平臺支撐軟件和應(yīng)用軟件100%自主研發(fā)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了控制器和I/O模件硬件芯片100%國產(chǎn)化替代應(yīng)用，真正意義上實現(xiàn)了自主安全可控，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)特性、硬件抗干擾性等優(yōu)于國內(nèi)外同類產(chǎn)品。

從0到1的艱辛，歲月淬煉自動化排頭兵

科學(xué)技術(shù)既是國家發(fā)展和創(chuàng)新的驅(qū)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。

國能智深人深刻領(lǐng)悟自主掌握DCS國產(chǎn)化核心關(guān)鍵技術(shù)對國家能源安全的重大意義，將企業(yè)的發(fā)展置于中國電力行業(yè)發(fā)展的坐標(biāo)系中。2003～2016年，憑借完全自主知識產(chǎn)權(quán)的系列產(chǎn)品和技術(shù)，他們在高端工業(yè)自動化領(lǐng)域打破國外壟斷，填補國內(nèi)空白，創(chuàng)造了多項世界第一、中國首臺套的業(yè)績。他們以敢為人先的創(chuàng)新精神，書寫出了輝煌的企業(yè)篇章，為工控領(lǐng)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(yè)樹立民族品牌的信心。

2017年起，通過重大技術(shù)裝備、大型流程工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的自主研發(fā)、設(shè)計、制造與工程應(yīng)用，他們又以不斷積累的非凡經(jīng)驗為基礎(chǔ)，鑄造出工控信息安全平臺，創(chuàng)新領(lǐng)跑智能發(fā)電新時代。

多年來，該公司承擔(dān)完成了多項國家863國家科技支撐項目，國家重點研發(fā)計劃和國家發(fā)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(jìn)步二等獎2項，省部級科技進(jìn)步技術(shù)發(fā)明34項。

最早自主研發(fā)、最先國產(chǎn)化替代研發(fā)、最大火電DCS及工程服務(wù)供應(yīng)商，這些標(biāo)簽已經(jīng)成為國能智深品牌形象中最耀眼的光環(huán)。

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(yè)代表著中國DCS行業(yè)的國家隊。

響應(yīng)國家戰(zhàn)略與產(chǎn)業(yè)需求，基于人工智能技術(shù)，他們成功研發(fā)的工控系統(tǒng)iDCS已經(jīng)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，配備信息安全產(chǎn)品正在助力國產(chǎn)化戰(zhàn)略，推動著工業(yè)控制智能化轉(zhuǎn)型升級。

該公司主要產(chǎn)品包含適用于火電、水電、新能源發(fā)電、核電及其他工業(yè)領(lǐng)域的EDPF-NT、EDPF-NT+、EDPF-CP、EDPF-NU等國產(chǎn)自主化系列分散控制系統(tǒng)，岸石?智能發(fā)電控制系統(tǒng)（EDPF-iSol），全國產(chǎn)自主可控智能分散控制系統(tǒng)（iDCS），以及工控平臺硬件、工控平臺軟件、現(xiàn)場總線成套產(chǎn)品、工控網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品等。

相關(guān)統(tǒng)計顯示，截至2020年底，國能智深完全自主產(chǎn)權(quán)EDPF系列產(chǎn)品應(yīng)用業(yè)績已經(jīng)超過2700臺套。其中，涉及電力裝機容量累計達(dá)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(tǒng)產(chǎn)品還走出國門，海外的17臺套應(yīng)用業(yè)績持續(xù)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(yīng)用軟件組合而成，支持用戶定制開發(fā)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(tǒng)系列硬件產(chǎn)品分為NT+系列、CP-P2系列、CP-D3系列。EDFP-NT+分散控制系統(tǒng)是國產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)的知名品牌之一，適用于各類大型、復(fù)雜的工業(yè)過程控制應(yīng)用，是面向整個生產(chǎn)過程的先進(jìn)過程控制系統(tǒng)。EDPF-CP工業(yè)控制系統(tǒng)是國能智深全新研制的工業(yè)自動化系統(tǒng)。該產(chǎn)品除全面繼承了NT+系統(tǒng)的優(yōu)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(tǒng)是一個理想的通用自動化平臺，通過為其開發(fā)適用性功能模塊，就能滿足各行業(yè)的需求。

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

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

作為國內(nèi)的首套智能分散控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)以EDPF-NT+系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過擴展感知信息，融合先進(jìn)控制技術(shù)與數(shù)據(jù)分析技術(shù)而形成。該系統(tǒng)具備自學(xué)習(xí)、自趨優(yōu)、自診斷、自適應(yīng)、自恢復(fù)的特征，而且已經(jīng)在東勝電廠和宿遷電廠成功應(yīng)用。

國能智深還推出了智能發(fā)電廠整體解決方案。包含工業(yè)智能計算引擎、信息安全管控、智能監(jiān)盤、智能先進(jìn)控制、智能設(shè)備管理、能效大閉環(huán)，助力發(fā)電過程更安全、更高效、更清潔、更低碳、更靈活。

同時，國能智深也推出了工控網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)品。他們以EDPF-DFW域防火墻、EDPF-SECNM網(wǎng)管平臺、EDPF-SECHx主機安全、EDPF-SECAU網(wǎng)絡(luò)審計、EDPF-SECAS綜合審計、EDPF-IDS入侵檢測等智能發(fā)電EDPF-SEC網(wǎng)絡(luò)安全系列產(chǎn)品的組合，形成了獨具特色的工控網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)整體解決方案。

自研開發(fā)，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(shè)置，實現(xiàn)從內(nèi)核到邊界，從主機到網(wǎng)絡(luò)的主動管控；系統(tǒng)整體通過公安部“等保三級”認(rèn)證，其中主機安全防護(hù)達(dá)到“等保四級”；該成果適用于各自動化控制領(lǐng)域，已有數(shù)十個應(yīng)用業(yè)績；通過了阿基里斯2級測試；通過了IEC62443-3-3工業(yè)自動化與控制系統(tǒng)產(chǎn)品安全能力評估；通過了東方電氣集團(tuán)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(jīng)過努力，在核電、水電、光伏、光熱、風(fēng)電、城市熱網(wǎng)、水處理、軌道交通、煤礦、冶金、鐵路等眾多細(xì)分領(lǐng)域，都早已有了國能智深的成功身影。

敢于直面挑戰(zhàn)，創(chuàng)新決勝未來

據(jù)悉，布連項目投運后，國家能源集團(tuán)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(xiàn)國產(chǎn)工業(yè)控制芯片規(guī)模化應(yīng)用，防范化解電力安全運行重大風(fēng)險。

同時，國能智深也注意到，我國能源工控系統(tǒng)的安全可控形勢依然嚴(yán)峻，存在進(jìn)口工控系統(tǒng)失控、工控系統(tǒng)使用的進(jìn)口芯片斷供和安全防護(hù)三大風(fēng)險。

據(jù)統(tǒng)計，國外品牌DCS系統(tǒng)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(chǎn)芯片的性價比不高，國產(chǎn)工控系統(tǒng)長期使用進(jìn)口芯片，隨著國際形勢變化，可能存在斷供風(fēng)險。防護(hù)產(chǎn)品吻合度不夠、防護(hù)深度不夠，網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)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(guān)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(fā)，積極與國內(nèi)知名的軟硬件供應(yīng)商保持聯(lián)系，積極與中國電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司、龍芯中科技術(shù)股份有限公司、華為技術(shù)有限公司等企業(yè)合作，針對主控、電源、存儲、通訊、接口等5個大類關(guān)鍵芯片、器件進(jìn)行篩選和驗證。

在攻克“國產(chǎn)化”高地的過程中，他們也遇到了一系列預(yù)料之內(nèi)與想象之外的問題。如國產(chǎn)芯片數(shù)據(jù)手冊不夠詳細(xì)，甚至還有錯漏之處，技術(shù)支持能力不足，性能需要反復(fù)試驗驗證；國產(chǎn)工業(yè)級芯片如CPU等關(guān)鍵芯片價格普遍高于進(jìn)口同等級芯片；中標(biāo)麒麟和銀河麒麟兩家合并之后，所發(fā)布的上位機操作系統(tǒng)功能仍需完善，穩(wěn)定性、驅(qū)動適配性仍需提升等等。

針對控制系統(tǒng)自主可控工作，國能智深總結(jié)出3點思考。第一，國產(chǎn)芯片在工控領(lǐng)域的應(yīng)用僅是開端，在應(yīng)用過程中要充分驗證和測試，行業(yè)內(nèi)加強技術(shù)交流，共同促進(jìn)國產(chǎn)芯片的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。第二，DCS是多種技術(shù)融合的復(fù)雜系統(tǒng)產(chǎn)品，芯片國產(chǎn)化是自主可控的重要環(huán)節(jié)之一，要關(guān)注國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域最新的技術(shù)發(fā)展，開門搞自主創(chuàng)新。第三，DCS是能源領(lǐng)域的關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施，自主安全可控是大勢所趨，在國產(chǎn)芯片推廣過程中首先要保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定，穩(wěn)步推進(jìn)。

未來，如何強化科技支撐、篤行實干興邦，如何繼續(xù)深化產(chǎn)學(xué)研用合作，持續(xù)優(yōu)化迭代EDPF-iDCS平臺，實現(xiàn)自主可控智能分散控制系統(tǒng)的規(guī)?；茝V應(yīng)用，我們期待國能智深秉承創(chuàng)新精神，激發(fā)奮進(jìn)力量，成為敢為人先、屹立不倒的民族品牌之表率?！?/p>