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1.   方案背景與目標(biāo)

中煤新集利辛發(fā)電有限公司位于安徽省亳州市利辛縣胡集鎮(zhèn)，于2008年12月成立，裝機規(guī)模為3320MW，分二期建設(shè)，一期工程2×1000MW超超臨界燃煤發(fā)電機組于2016年10月建成投產(chǎn)，基建期先后獲得省部級以上獎項121項，2018年榮獲國家優(yōu)質(zhì)工程金獎，被列為國家第一批煤電聯(lián)營重點推進項目，實現(xiàn)了全國工期最短、質(zhì)量最優(yōu)、安全最好、造價最低，是我國首座“科技領(lǐng)先、指標(biāo)先進、綠色環(huán)保”的百萬千瓦級“煤電一體化”標(biāo)桿項目；二期工程2×660MW超超臨界燃煤機組于2021年1月獲得核準(zhǔn)，正在建設(shè)，將于2024年迎峰度夏前正式發(fā)電，是安徽省“十四五”規(guī)劃建設(shè)重點項目，致力打造國際領(lǐng)先的新型智慧電廠。

1.1.      虛擬化控制系統(tǒng)研制和應(yīng)用的意義

中煤新集利辛板集智慧電廠作為能源領(lǐng)域首臺虛擬化控制系統(tǒng)的研制和應(yīng)用具有重要意義。

首先，虛擬化控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)智慧能源的管理和調(diào)度。通過將能源控制系統(tǒng)核心控制器的虛擬化，可以實現(xiàn)對能源系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制，實時監(jiān)測分析和優(yōu)化。虛擬化控制系統(tǒng)支持強大算力，可以通過智能算法和機器學(xué)習(xí)技術(shù)，根據(jù)能源需求、供需情況和環(huán)境條件等因素，自動調(diào)整能源系統(tǒng)的運行狀態(tài)，提高能源利用效率，降低能源消耗和排放。

其次，虛擬化控制系統(tǒng)通過5G的互聯(lián)，能夠?qū)崿F(xiàn)能源互聯(lián)和合作。隨著能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，能源系統(tǒng)不再是單一的能源供給和消耗系統(tǒng)，而是通過互聯(lián)技術(shù)實現(xiàn)能源生產(chǎn)、儲存、輸送和使用的全面互聯(lián)。虛擬化控制系統(tǒng)可以通過智能化和自動化的方式，實現(xiàn)不同能源系統(tǒng)的互聯(lián)和協(xié)同運行，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

第三，虛擬化控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)自主可控的能源管理。傳統(tǒng)的能源系統(tǒng)通常由集中式的調(diào)度中心控制和管理，缺乏對系統(tǒng)的實時監(jiān)測和響應(yīng)能力。而虛擬化控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)能源系統(tǒng)的分布式管理和控制，每個設(shè)備和組件都具備自主決策和調(diào)度功能。通過實時監(jiān)測和分析能源系統(tǒng)的狀態(tài)和性能，虛擬化控制系統(tǒng)可以快速響應(yīng)能源需求和變化，實現(xiàn)更加靈活和可靠的能源管理。

最后，虛擬化控制系統(tǒng)的研制和應(yīng)用將受益于5G技術(shù)的引入。5G技術(shù)具有高速傳輸、低時延和大規(guī)模連接等特點，能夠為虛擬化控制系統(tǒng)提供強大的網(wǎng)絡(luò)支持和數(shù)據(jù)傳輸能力。通過5G技術(shù)，虛擬化控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)能源系統(tǒng)的實時監(jiān)測和控制，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和精確度。

總之，能源領(lǐng)域首臺虛擬化控制系統(tǒng)的研制和應(yīng)用具有重要的意義。它將推動能源系統(tǒng)向智能化、互聯(lián)化和自主可控的方向發(fā)展，提高能源利用效率和可靠性，實現(xiàn)可持續(xù)能源發(fā)展的目標(biāo)。同時，虛擬化控制系統(tǒng)的應(yīng)用還將受益于5G技術(shù)的引入，為能源系統(tǒng)提供強大的網(wǎng)絡(luò)支持和數(shù)據(jù)傳輸能力。

2.   方案詳細(xì)介紹

虛擬DCS控制系統(tǒng)是探索DCS產(chǎn)品未來新形態(tài)的關(guān)鍵技術(shù)，主要研究內(nèi)容為：

（1）虛擬控制系統(tǒng)基礎(chǔ)研究，基于電力生產(chǎn)指定運行環(huán)境部署的可行性研究。

（2）研究虛擬機下控制器底層操作系統(tǒng)選型，包括操作系統(tǒng)運行周期穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

（3）研究虛擬控制器軟件架構(gòu)、模塊化設(shè)計及可擴展性。

（4）研究控制網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、可靠性、安全性和控制器、邊緣網(wǎng)關(guān)與IO的高速通信技術(shù)。

（5）研究虛擬化后多個控制器的冗余技術(shù)，包括控制網(wǎng)鏈路冗余，多控制器冗余網(wǎng)對帶寬的要求、網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的影響。

（6）研究5G技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制場景的可行性及接口裝置及測試驗證。

（7）基于板集電廠廢水處理、輸煤、除灰工藝系統(tǒng)特點，完成基于虛擬化DCS控制系統(tǒng)的工程設(shè)計、軟硬件配置、智能控制等應(yīng)用研究。

2.1.      生產(chǎn)云平臺整體架構(gòu)設(shè)計

本項目在機組DCS、公用DCS網(wǎng)段之上構(gòu)建生產(chǎn)云與廠級云兩級云平臺。利用生產(chǎn)云計算基礎(chǔ)設(shè)施強大的算力構(gòu)建智能計算服務(wù)平臺，部署智能尋優(yōu)控制、智能監(jiān)盤、及鍋爐數(shù)字孿生等智能應(yīng)用，同時，通過一體化通訊機制與DCS控制系統(tǒng)進行高效安全數(shù)據(jù)雙向通訊，實現(xiàn)閉環(huán)實時控制，這樣，就共同組成了一套基于生產(chǎn)云計算的電廠一體化的智能DCS控制系統(tǒng)（以下簡稱：ICS），成為電廠實現(xiàn)智能化生產(chǎn)提供強有力的保障。

圖 生產(chǎn)云平臺技術(shù)架構(gòu)

和利時在大型燃煤發(fā)電廠的ICS發(fā)電控制系統(tǒng)建設(shè)方面有著豐富的工程經(jīng)驗和眾多的實施案例，可為電廠提供以和利時DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)拓展出智能控制所需智能優(yōu)化控制站、基于私有云部署的大數(shù)據(jù)分析環(huán)境、智能計算環(huán)境、智能控制環(huán)境、智能算法組態(tài)環(huán)境和開放的應(yīng)用開發(fā)環(huán)境，其中開放的應(yīng)用環(huán)境可以為第三方的智能模塊提供組態(tài)工具，支持第三方開發(fā)的算法模型、高級應(yīng)用置于統(tǒng)一的生產(chǎn)云平臺資源環(huán)境下運行。將常規(guī)DCS系統(tǒng)無縫升級成ICS系統(tǒng)，并確保不影響原有DCS系統(tǒng)的安全性和實時性。

圖 生產(chǎn)云平臺界面示意圖

和利時智能生產(chǎn)云平臺采用以智能發(fā)電控制系統(tǒng)（ICS）為核心，在傳統(tǒng)DCS配置基礎(chǔ)上擴展智能優(yōu)化算法庫、智能控制器、高級值班員工作站、高性能服務(wù)器等資源，為實現(xiàn)發(fā)電過程的智能監(jiān)盤、智能控制、智能尋優(yōu)提供可靠的軟硬件環(huán)境。在智能發(fā)電控制系統(tǒng)上，在系統(tǒng)的智能控制器及高性能服務(wù)器中預(yù)留了運行第三方高級應(yīng)用的開放環(huán)境，具備吸收各種優(yōu)秀智能應(yīng)用資源能力，實現(xiàn)機組APS智能啟停、在線尋優(yōu)控制、智能監(jiān)盤等智能化的應(yīng)用，實現(xiàn)機組智能發(fā)電控制及輔助運行。

和利時智能生產(chǎn)云平臺設(shè)計包含DCS實時控制網(wǎng)、生產(chǎn)云智能計算網(wǎng)等多層網(wǎng)絡(luò)并接入生產(chǎn)視頻網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)綜合泛在感知。本項目網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下：

圖 板集電廠二期生產(chǎn)云平臺網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

2.2.      系統(tǒng)架構(gòu)

圖 虛擬控制器系統(tǒng)核心架構(gòu)圖

本虛擬控制系統(tǒng)核心架構(gòu)包括上位監(jiān)控、虛擬控制器、網(wǎng)關(guān)和I/O設(shè)備，其中：

（1）上位監(jiān)控

上位監(jiān)控系統(tǒng)采用和利時MACS6.5.4版本，具備工程師站、操作員站、歷史站等功能，包含HAMS,支持新的虛擬控制器組態(tài)和監(jiān)控等功能，保持與傳統(tǒng)DCS軟件整體功能基本一致。

（2）虛擬控制器

虛擬控制器部署在服務(wù)器中，由硬件資源、虛擬化平臺軟件、操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件組成，具備傳統(tǒng)控制器功能。通過虛擬化技術(shù)，一臺服務(wù)器可以部署多個控制器。虛擬控制器支持控制器冗余，和上位機軟件通過雙以太網(wǎng)進行通信。

硬件資源：支持X86架構(gòu)的商用PC機部署；

虛擬化平臺軟件：支持自定義虛擬化軟件部署，可以在商業(yè)虛擬機上運行；

操作系統(tǒng)：虛擬控制器的操作系統(tǒng)采用實時操作系統(tǒng)RSlinux+實時補丁方式，保證控制器能夠完成實時控制；

應(yīng)用軟件：虛擬控制器軟件（RTS）架構(gòu)。

（3）網(wǎng)絡(luò)

整個系統(tǒng)中包含三種網(wǎng)絡(luò)，即系統(tǒng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、控制網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、冗余網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。

系統(tǒng)網(wǎng)：DCS工程師站、操作員站、歷史站、AMS軟件等與控制器通信的網(wǎng)絡(luò)。

控制網(wǎng)：控制器與IO模塊進行數(shù)據(jù)通信的網(wǎng)絡(luò)。

（4）網(wǎng)關(guān)

完成虛擬控制器與IO模塊間的以太網(wǎng)和DP之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)云化控制器和I/O模塊的通信。單網(wǎng)關(guān)支持4條鏈路獨立DP。與控制器之間通過以太網(wǎng)（UDP）通信，支持兩條鏈路冗余；5G網(wǎng)絡(luò)部署在虛擬控制器和網(wǎng)關(guān)之間，通過5G網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)有線轉(zhuǎn)無線透傳。

（5）IO模塊

保持和傳統(tǒng)IO模塊一致。

圖 板集電廠云化控制系統(tǒng)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)

板集電廠二期項目首次在電力行業(yè)應(yīng)用基于DCS虛擬化的輔助車間云平臺控制系統(tǒng)，取消輔網(wǎng)DCS控制裝置，通過部署在生產(chǎn)云系統(tǒng)的虛擬DCS控制器實現(xiàn)控制、遠(yuǎn)程操作、統(tǒng)一管理等功能。

虛擬DCS控制系統(tǒng)通過在VMware ESXi虛擬化平臺上運行的硬實時操作系統(tǒng)（RT Linux），代替?zhèn)鹘y(tǒng)分散控制系統(tǒng)控制器I/O控制、邏輯運算的功能。

虛擬DCS控制創(chuàng)新將5G技術(shù)與云平臺、虛擬化控制器系統(tǒng)深度融合，開放硬件平臺、實現(xiàn)軟件與硬件解耦，參用分布式設(shè)計，實現(xiàn)資源池的虛擬化、分時共享、動態(tài)調(diào)配、彈性伸縮。

虛擬DCS控制系統(tǒng)的實施將促使傳統(tǒng)工業(yè)控制系統(tǒng)由軟硬件綁定架構(gòu)逐步轉(zhuǎn)向云計算架構(gòu)，解決工業(yè)控制系統(tǒng)平臺封閉、軟硬件捆綁、建設(shè)周期長、資源利用率低、數(shù)據(jù)孤島、大數(shù)據(jù)應(yīng)用開發(fā)門檻高等技術(shù)難題，實現(xiàn)控制系統(tǒng)硬件軟件化，打破自動化領(lǐng)域的國外大型供應(yīng)商主導(dǎo)的壟斷局面，推進軟件國產(chǎn)化的數(shù)字轉(zhuǎn)型。

虛擬DCS控制系統(tǒng)采用通用虛擬化硬件平臺，研發(fā)輕量化云平臺、虛擬化控制技術(shù)等，可部署在電廠私有云計算平臺的虛擬機上，利用云服務(wù)器的算力資源，通過云服務(wù)器提供的冗余虛擬機環(huán)境加載實時操作系統(tǒng)，實現(xiàn)DCS DPU在虛擬化環(huán)境中的運行，實現(xiàn)DCS控制邏輯、監(jiān)視畫面的虛擬化部署，最終達(dá)到數(shù)據(jù)的交互綜合利用，資源的合理配置。

虛擬控制器為完全虛擬化控制器，虛擬控制器支持在單個虛擬機部署，可安裝于云平臺，由云平臺分配虛擬機、用于安裝云控制器、網(wǎng)絡(luò)通訊及其依賴的環(huán)境。云控制器的邏輯組態(tài)以及數(shù)據(jù)存儲均在虛擬服務(wù)器中實現(xiàn)，邏輯運算依托虛擬控制器，整個云平臺虛擬控制器的掃描周期、信號回路的傳輸周期、可靠性應(yīng)滿足電廠輔助車間生產(chǎn)時延性要求（小于等于200ms）。該成果已在板集電廠一期化水系統(tǒng)進行試運行，系統(tǒng)性能良好、運行穩(wěn)定；正在二期及其他項目推廣應(yīng)用，將進一步提高生產(chǎn)效率、降低煤耗，推動工業(yè)控制系統(tǒng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級。

3.   代表性及推廣價值

3.1.      方案的自主創(chuàng)新情況、關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新點。

在以自主創(chuàng)新為核心的驅(qū)動力下，成功開發(fā)了國內(nèi)首臺電力虛擬化DCS控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于先進的技術(shù)和創(chuàng)新點，具備獨特的功能和優(yōu)勢，為工業(yè)領(lǐng)域的控制系統(tǒng)提供了新的解決方案。

首先，我們在虛擬控制系統(tǒng)的開發(fā)過程中，積極推動自主創(chuàng)新。通過引進國內(nèi)外先進的技術(shù)和理念，以及自主研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，成功地打破了國內(nèi)虛擬控制系統(tǒng)領(lǐng)域的技術(shù)壁壘。我們注重技術(shù)的創(chuàng)新和升級，不斷提高系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性，為用戶提供更好的使用體驗。

其次，我們在關(guān)鍵技術(shù)方面取得了重要突破。虛擬控制系統(tǒng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，需要涵蓋多個方面的技術(shù)，如服務(wù)器虛擬化技術(shù)、控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、5G技術(shù)應(yīng)用、人機交互技術(shù)等。我們對這些技術(shù)進行了深入研究和創(chuàng)新，成功地將它們?nèi)诤显谝黄穑纬闪霜毺氐奶摂M控制系統(tǒng)。同時，我們還運用了智能算法和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對系統(tǒng)進行優(yōu)化和改進，提高了系統(tǒng)的智能化程度和自動化水平。

在創(chuàng)新方面，本系統(tǒng)主要創(chuàng)新點如下：

（1）研發(fā)了DCS控制器虛擬化技術(shù)，并可規(guī)模化應(yīng)用于發(fā)電站控制系統(tǒng)（應(yīng)用規(guī)模IO點達(dá)7200點），突破了現(xiàn)有DCS控制器受嵌入式工業(yè)芯片的算力限制而無法運行高復(fù)雜度人工智能等算法問題，為發(fā)電站的DCS控制系統(tǒng)智能化提供了技術(shù)保障。

（2）虛擬控制系統(tǒng)充分利用虛擬化技術(shù)可分配彈性算力、高可用、可動態(tài)配置等特點，結(jié)合電站自動化控制應(yīng)用特點，實現(xiàn)了集ms級實時IO邏輯控制、s/min級高復(fù)雜度智能控制運算于一體的超級DCS控制系統(tǒng)。

（3）本系統(tǒng)原生支持5G 接入控制系統(tǒng)網(wǎng)的能力。可實現(xiàn)5G覆蓋下的超遠(yuǎn)距離廣域控制，為實現(xiàn)多電站甚至多電網(wǎng)的聯(lián)合控制提供技術(shù)手段。

總之，通過研制單位及應(yīng)用單位之間的團隊合作和攻堅，我們在虛擬控制系統(tǒng)的自主創(chuàng)新方面取得了重要的成果，通過關(guān)鍵技術(shù)的突破和創(chuàng)新點的應(yīng)用，我們成功開發(fā)了國內(nèi)首臺虛擬控制系統(tǒng)。這一創(chuàng)新為能源行業(yè)乃至其它工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展提供了新的方向，我們將繼續(xù)致力于自主創(chuàng)新，為工業(yè)系統(tǒng)的發(fā)展做出更大的貢獻。

3.2.      關(guān)鍵問題和難點

在國內(nèi)能源領(lǐng)域，研制首臺虛擬化控制系統(tǒng)并規(guī)模應(yīng)用于電力控制系統(tǒng)，面臨著一些關(guān)鍵問題和難點。其中一項關(guān)鍵問題是系統(tǒng)的實時性。工業(yè)控制系統(tǒng)要求實時性很高，虛擬化控制系統(tǒng)將原有實體控制器取消，并將實體控制器功能通過虛擬化軟件進行實現(xiàn)，使得虛擬控制器離現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)物理距離增加，信號系統(tǒng)由串口傳輸改為以太網(wǎng)傳輸，會對系統(tǒng)的實時性能帶來挑戰(zhàn)。

其次是系統(tǒng)安全性。虛擬化控制系統(tǒng)的核心是將傳統(tǒng)的硬件和軟件資源虛擬化，并在通用服務(wù)器的虛擬化主機上運行。這種虛擬化的方式使得系統(tǒng)面臨著更多的安全威脅，如虛擬機逃逸、虛擬機間通信的安全性等。

此外，還有一項難點是系統(tǒng)的可靠性和容錯性。虛擬化控制系統(tǒng)在運行過程中可能面臨諸如物理服務(wù)器故障、網(wǎng)絡(luò)故障等各種隨機錯誤。因此，如何設(shè)計和實現(xiàn)具備容錯能力的控制系統(tǒng)，能夠自動檢測和處理這些錯誤，保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，也是一個需要解決的難點。

最后，還有一個挑戰(zhàn)是系統(tǒng)的擴展性和適應(yīng)性。虛擬化控制系統(tǒng)需要能夠適應(yīng)不斷增長和變化的能源需求，因此需要具備良好的擴展性和適應(yīng)性。如何設(shè)計和實現(xiàn)一個靈活的虛擬化控制系統(tǒng)，能夠方便地進行算力和網(wǎng)絡(luò)配置，并能夠自適應(yīng)調(diào)整系統(tǒng)資源，以滿足不同的系統(tǒng)需求，是一個具有挑戰(zhàn)性的問題。

綜上所述，國內(nèi)能源領(lǐng)域首臺虛擬化控制系統(tǒng)研制面臨著系統(tǒng)安全性、系統(tǒng)的可靠性和容錯性以及系統(tǒng)的擴展性和適應(yīng)性等一系列關(guān)鍵問題和難點。解決這些問題和難點，將推動虛擬化控制系統(tǒng)在能源領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。

3.3.      方案所用產(chǎn)品的自主化率及關(guān)鍵零部件配套情況

本系統(tǒng)涉及的所有技術(shù)均為100%自主研發(fā)。在系統(tǒng)中，核心技術(shù)包括虛擬化技術(shù)、控制器冗余技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、控制算法、人機交互等。關(guān)鍵環(huán)節(jié)則包括硬件設(shè)計、系統(tǒng)集成、測試驗證等均為研制單位自主研發(fā)。

系統(tǒng)關(guān)鍵零部件配套情況，主要涉及的硬件有：通用型服務(wù)器，及5G網(wǎng)絡(luò)，及IO模塊，關(guān)鍵模塊包括芯片均支持100%國有化部署，并能夠確保可靠性和性能。

總結(jié)來說，國內(nèi)首個虛擬控制系統(tǒng)的自主化率高和關(guān)鍵零部件為自主開發(fā)，并可適配國產(chǎn)化硬件，具有較強的核心技術(shù)保護能力，可以應(yīng)對外部市場及國際環(huán)境的不確定性，保障本虛擬控制系統(tǒng)的可靠性和性能，提升市場競爭力。在國家的支持和鼓勵下，相信我國虛擬控制系統(tǒng)的自主化率和關(guān)鍵零部件配套情況將不斷提高，為我國虛擬控制系統(tǒng)的發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。

3.4 客戶價值和經(jīng)濟效益

首先，在中煤新集利辛板集智慧電廠中采用虛擬化技術(shù)構(gòu)建的智能生產(chǎn)云平臺通過虛擬化技術(shù)用虛擬控制器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的實體控制器，不僅解決了傳統(tǒng)火電廠在數(shù)字化、智慧化轉(zhuǎn)型中面對的多系統(tǒng)多應(yīng)用模塊龐雜，且長期以來一直存在的信息孤島和底層數(shù)據(jù)信息無法得到充分有效利用等問題。使得各生產(chǎn)運行和管理模塊能夠?qū)崿F(xiàn)集中高效精準(zhǔn)智能化控制。目前由于火電廠生產(chǎn)運行系統(tǒng)的復(fù)雜性較高，各生產(chǎn)環(huán)節(jié)涉及的生產(chǎn)設(shè)備和機器較多，且這些生產(chǎn)設(shè)備及機器通常采用DCS控制器來控制，且各個環(huán)節(jié)均處于各自相對獨立的情況下運行，其結(jié)果是運行崗位人員設(shè)置過多，人員工效率低，系統(tǒng)設(shè)備間配合不協(xié)調(diào)、設(shè)備空轉(zhuǎn)導(dǎo)致的電能損耗、設(shè)備磨損等損耗較大。現(xiàn)有的實體控制器在發(fā)電運行控制系統(tǒng)中的應(yīng)用基本上限于設(shè)備級，各設(shè)備或系統(tǒng)處于各自的PLC或DCS控制之下，相互間基本獨立，進一步導(dǎo)致了信息孤島和系統(tǒng)資源的浪費。

其次，基于目前火電廠煤廠面積大、工作條件惡劣、人工作業(yè)通訊難以暢通等特點，目前大部分電廠采用的都是利用現(xiàn)代成熟的PLC和現(xiàn)代總線網(wǎng)絡(luò)通訊實現(xiàn)其控制，用上位機軟件來實現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)控與操作，以達(dá)到自動化控制的目的。但火電廠的生產(chǎn)運行控制系統(tǒng)在控制過程中啟動的各個環(huán)節(jié)的設(shè)備數(shù)量較多，通常在幾十甚至上百臺以上，且在各個設(shè)備的啟動機停機過程中有非常嚴(yán)格的連鎖及操作間隔時間要求。對自動化程度及系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求都非常高。為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠，通常使用一組PLC 來精確執(zhí)行I/O控制，但每個PLC都需要通信端口和控制器單元，這樣系統(tǒng)規(guī)模就比較大而且價格高昂。一旦部署完成，升級成本也很高。而虛擬控制器的出現(xiàn)使得控制器的邏輯功能（軟件）與物理設(shè)備分離開來，取代了大量單獨的控制器機箱及電子設(shè)備。減少目前大部分智能電廠普遍存在的智能發(fā)電控制系統(tǒng)對實體控制器的依賴問題，節(jié)省了控制柜的場地，節(jié)約投資成本，更好的形成邏輯控制與智能運維系統(tǒng)的融合。由虛擬控制器構(gòu)建的生產(chǎn)云平臺不僅顯著降低了資本和運營支出，提高了系統(tǒng)的靈活性和可擴展性，同時還提高了IT的可靠性和性能。

3.5 社會效益

杭州和利時自動化有限公司為中煤新集利辛板集智慧電廠設(shè)計的超超臨界660MW燃煤發(fā)電機組智能生產(chǎn)云平臺整體方案的成功部署和實施應(yīng)用，意味著業(yè)界可以真正規(guī)模化用于工業(yè)現(xiàn)場的虛擬控制系統(tǒng)問世，填補了國內(nèi)空白。和利時虛擬DCS控制系統(tǒng)，可在保障控制系統(tǒng)安全、可靠和性能的前提下，將實體控制器虛擬化，提供了一套可運行于通用計算機資源的軟件化智能控制器及高效冗余工業(yè)以太網(wǎng)通信系統(tǒng)并具有5G便捷接入能力，它不僅具備實體DCS控制系統(tǒng)的所有功能，更重要的是具有虛擬控制器算力的彈性擴展能力，可為基于機器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)尋優(yōu)、智能控制等技術(shù)的智能應(yīng)用算法落地提供一體化閉環(huán)控制運行環(huán)境。

和利時通過虛擬DCS控制系統(tǒng)技術(shù)構(gòu)建的智能生產(chǎn)云平臺的發(fā)布及規(guī)模化工程應(yīng)用實施后，將為用戶在控制區(qū)集成部署智能應(yīng)用、縮短智能發(fā)電運行系統(tǒng)實施周期、節(jié)省專用硬件控制器投資和降低備件資產(chǎn)庫存等方面帶來顯著價值，將引領(lǐng)智能控制向工業(yè)控制縱深深入的重要里程碑突破!

未來，作為國內(nèi)領(lǐng)先的自動化與信息技術(shù)解決方案供應(yīng)商，隨著通信技術(shù)、計算機技術(shù)和控制系統(tǒng)技術(shù)的不斷演進，為滿足日益旺盛的工業(yè)用戶智能化的需求，和利時在確保系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定運行基礎(chǔ)上，充分利用以往工控系統(tǒng)設(shè)計經(jīng)驗，致力于電力行業(yè)虛擬化技術(shù)應(yīng)用的不斷迭代更新，將不斷探索下一代DCS發(fā)展和行業(yè)應(yīng)用解決方案。