DCS系統國產化探討

胡天南

【摘 要】隨著集散控制系統在過程控制領域的廣泛應用，我國需要設計自己的DCS系統顯得尤為重要，也是十分有必要的，對此對DCS系統國產化進行了詳細的討論。本文首先分析我國政策以及市場的可行性，對DCS國產化存在的問題進行詳細剖析，因而提出可行性建議，并對國產DCS系統的未來發展趨勢進行展望。

【關鍵詞】DCS系統;國產化;可行性建議

中圖分類號： TM623 文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）04-0293-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.04.115

0 引言

隨著世界高新技術的快速發展，DCS技術得到了迅速發展和完善。一方面，作為機組的主要控制系統，DCS技術逐漸成熟起來，其控制范圍已經擴展到整個核電站。國產DCS在600MW及以上機組的廣泛應用，已經打破了進口DCS系統的壟斷現狀，在于進口DCS技術相比，國產DCS技術也具有了較好的國際影響力和競爭力。另一方面，核電生產的規模越來越大，其過程控制有了更加嚴格的要求，DCS中央控制系統發揮著越來越重要的作用，DCS系統在機組安全性和經濟性方面有著舉足輕重的影響。實現DCS系統的國產化，使國外DCS系統壟斷的局面得到緩解，并且能夠打破壟斷的壁壘，實現系統安裝調試、自主設計研發、售后服務、技術指導等一系列工作，有效解決國外技術封鎖的問題。從工控領域來說，安全可靠、技術先進的DCS系統不僅是我國所需要的產品，更是其他沒有DCS技術國家所需要的，屆時我國也將成為DCS系統出口國，不斷提高國際市場份額，最終實現中國制造的夢想。

1 政策與市場可行性分析

我國提出到2030年要實現非石化能源和可再生能源在能源消耗總比例中的比重，計劃將提高30%可再生能源的比重，這一國家政策說明，在2030年之前，如果沒有新技術的的突破，核電能源將占據很大的比重，約為15%，在國家政策影響下中國核電機組每年以7套左右的速度在不斷增長，核電建設面臨巨大商機的同時，DCS系統也面臨著前所未有的機遇，因為DCS系統大大降低了核電研發的資金投入;相對于其他工控領域來說，DCS系統由于其安全性、可靠性、經濟性等優點，也得到了廣泛的應用。

因此在國家相關政策和市場要求下，科研工作者已經認識到DCS系統國產化的重要性，但是要實現DCS系統國產化需要大量的科研時間和充足的科研資金，與此同時DCS系統廣闊市場需求的同時也存在著巨大的競爭壓力，國內基本是浙大中控、和利時和新華的競爭局面，在國際上出現西屋集團、海飛集團、阿海琺集團、英維斯集團等幾個大集團的壟斷，并且相互之間出現相互競爭的局面。我國企業應意識到競爭對手的威脅，要牢牢守住中國市場，并且通過技術攻關和改革創新提高DCS國際市場的份額。

總體而言，集散控制系統國產化已經有了良好的發育土壤，不管是國內外市場需求、中國政府政策支持，還是集團公司的經濟實力已經具備了DCS系統國產化的基礎。DCS系統國產化已經面臨著良好的發展機遇。

2 DCS國產化問題分析

2.1 DCS產品研制

一方面，開發滿足現場需求的產品，需要相關人員具有豐富的工程經驗。由于缺乏公司項目實施經驗， DCS產品在研發時面臨著很大的阻力。由于公司沒有配套的DCS產品，就不能夠為核電站的項目提供產品，也無法獲得高質量嚴要求的DCS訂單。此外，設計院在DCS系統人為因素和安全性方面不斷改進，在新的項目出現時，就需要更高要求的DCS系統。從而使得產品研發需求難以控制，并且存在較大的風險。

另一方面，在進行DCS系統研發時，在國家相關優惠和鼓勵政策的扶持下一般來說不會缺乏資金，在此期間也會獲得國撥資金，但在進行技術攻關時可能要投入大量的資金，需要高薪聘請國外技術人員，這樣一來資金流失較大，因此在進行技術研發時要綜合考慮資金問題。

2.2 在線組態修改和下載功能

通常來說，DCS系統應該能夠實現在機組正常運行過程中的在線組態修改和下載功能，不管是進口DCS還是國產DCS都應該支持此功能，但是考慮到系統的穩定運行，進口DCS系統一般不執行該操作，并且在強制執行這項功能時會出現單元異常的現象，由于我國DCS技術相對來說不太成熟，所以國產DCS系統也不支持這項功能，不建議在運行期前進行配置的重設和修改，但從系統管理角度來說，在運行期間進行配置的修改和數據的下載也是不安全的，所以這項功能應該如何改進和創新是DCS國產化需要攻克的一個難題。

2.3 售后服務能力

縱觀各個DCS廠商的售后服務能力，進口DCS系統在進行投標時表現出與國產DCS基本一致的競爭能力，但在中標后會大幅度的提高各個部件以及備用備件的價格，還會索取高額的售后服務費用，一些進口DCS廠商漫天要價，一塊普通的控制卡件要80萬元，連配套的鼠標也能夠開到18000，關于售后服務，一些廠商培技術人員來現場解決技術問題或排除系統故障，一天開價18萬，正是通過一上手段，進口DCS廠商來彌補投標時放棄的利潤。國內DCS廠商的服務態度和及時性明顯高于進口DCS，服務成本也遠低于進口DCS：與進口品牌相比，國內DCS廠商在備用部件供應周期、現場服務等待等方面具有明顯的地區優勢和價格優勢。但與進口DCS系統相比還是具有一定的劣勢，因為進口DCS系統比較穩定，并且安全系數和可靠性較高，所以存在一些集團寧愿投入更大的資金也要選擇進口DCS，所以國內DCS廠商在售后服務能力上還需要進一步加強。

3 DCS國產化的建議

3.1 政府部門加強引導

政府部門要做好宣傳作用，積極鼓勵國內產業使用國產化的DCS系統，可以出臺相關的政策和激勵措施，給與一定的扶持力度，讓國內產業在使用國產DCS技術時能夠得到相關的保障和優惠政策。通過抓好重點科技項目等手段，大力鼓勵和支持國內DCS研發設計單位以及廠商進行新技術的研發和引用，從根本上提高國產DCS系統的核心競爭力。同時各個公司在決策以及投標過程中，要給國產DCS系統一個機會，不要一票否決，認為國產DCS系統安全性和可靠性得不到保障。在政府和企業的大力支持下，我們有理由相信國產DCS會有質的飛躍。

3.2 提高產品質量

在進行DCS系統國產化過程中，DC廠商有必要從根本上提高自身產品的質量，并且要與時俱進，要把最先進的技術應用到自主設計研發的DCS系統當中，要不斷改進傳統系統的弊端，聯合單位共同探討技術，不斷優化設計研發的DCS系統，并且要積極把無線傳輸技術、現場總線技術等高新技術的引入自主設計研發的DCS系統中，不斷提高產品質量以獲得更大的市場份額，為國產DCS系統沖出國門做好鋪墊。

3.3 策略衡量指標

國產化率是一個定量的指標，具體來說包括兩個方面，產品國產化率和項目實施國產化率。產品的國產化率取決于該技術應用于自主產品占整個領域的比例來確定。項目實施國產化率是由公司承擔的項目實施工作量占整個項目實施的比例決定的。因此在DCS系統國產化過程中要考慮到產品國產化率和項目實施國產化率這兩個重要的定量指標，才能準確定位市場需求，根據實際情況設計出與該項目最為匹配的DCS系統。

3.4 硬件結構要合格

DCS的硬件結構要具有結構輕便、易于安裝拆卸、功能和性能優越以及實時傳輸數據能力準確等特點外，還必須考慮一些主觀因素，比如：性價比、安全度、可靠性等，這些指標較DCS系統硬件固有的結構功能更加重要，因為目標人群主要考慮這些主觀指標，所以說性價比、安全度、可靠性使DCS系統國產化的出發點和落腳點。任何一個工控系統來說，只有實現技術先進、系統安全、性價比高，才能得到推廣和使用。

4 國產DCS系統的未來發展趨勢

4.1 無線連接技術

目前無線連接技術的發展逐漸引起人們的注意，并已經實現了工控領域的應用，實現工作數據信息的無線采集。例如，藍牙技術是采用2.4GHz的ISM頻帶，FM作為調制方式，通信距離能夠實現100m的范圍內，實現了全雙工通信。由藍牙技術可見，無線連接技術可以實現更遠的通訊距離，在數據采集不方便或環境惡劣的工作環境中，能夠實現數據遠距離收集，這是無線連接技術應用到工控領域的重要基礎。

4.2 利現場總線技術

現場總線技術相比于DCS系統而言，是一種新型的網絡集成分布式系統。從結構上看，現場總線技術較傳統的系統結構有較大的進步，傳統系統中控制結構位置不一，但都不在現場設備中，而現場總線技術將控制單元直接安放到現場設備中，使現場設備實現信息通訊的功能，而現場設備只要通過變送器以及相關閥門按鈕等就能夠實現該項技術，能夠脫離計算機獨立運行，從而實現分散化控制。現場總線技術正在逐步發展，在國際上已經有了自己的標準和體系。所以在以后現場總線技術能夠與DCS技術完美結合，或者獨立運行，是DCS技術的發展趨勢。

4.3 工業控制網絡技術

目前，DCS系統信息傳輸的途徑是通過局域網技術來實現的，從而對整個DCS系統進行全面綜合的管理。然而，與以太網相比，局域網內的信息傳輸速度較慢，然而現場通訊設備的造價成本卻很高，比同配置的以太網高很多。相比之下，以太網設備造價較低，并且經過發展在國際已經有統一化的標準，在信息傳輸速度和效率上具有明顯優勢，通過現場層面的滲透，系統網絡集成是改善現在這種狀況最好的辦法。因此，將以太網技術應用于核電DCS控制領域迫在眉睫。

5 結語

在核電控制領域中，國產DCS有著廣泛的應用，隨著社會科技以及全球科學技術的不斷發展，它面臨著新的發展機遇和挑戰。因此，我們要保持清醒的頭腦，擦亮雙眼，時刻關注著國內外DCS技術的發展狀況，結合我們自身的優勢，運用最先進的技術，使DCS國產化取得更大的進步和成就。

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