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筆者發(fā)現(xiàn)工控屆*出臺了一項新團體標準《通用控制系統(tǒng)設計規(guī)范》,該標準主要由中控技術牽頭,聯(lián)合石化工程建設有限公司、寰球工程有限公司、萬華化學、巴斯夫()等企業(yè)起草??刂葡到y(tǒng)相關標準一直由歐美自動化巨頭主導,歷經數十年,雖然標準一直在更新,但體架構并未改變。這種基于傳統(tǒng)技術體系的標準框架,已難以匹配流程行業(yè)的智能化技術演進節(jié)奏。
在數字化、智能化及能源轉型的浪潮推動下,煉油、化工、石油天然氣等流程行業(yè)正迎來新一輪轉型升級的關鍵階段。然而,企業(yè)在推進智能化過程中普遍面臨三大痛點:系統(tǒng)間數據孤島難以打通,無法為工業(yè)AI提供統(tǒng)一且豐富的智能數據;老舊裝置改造升級困難,成本投入大且工期不確定性高,風險難以管控;傳統(tǒng)系統(tǒng)無法滿足智能化需求,缺少革命性的產品。
#1
傳統(tǒng)DCS面臨智能化挑戰(zhàn)
架構革新勢在必行
傳統(tǒng)DCS系統(tǒng)雖然能滿足流程行業(yè)對安全性、可靠性、穩(wěn)定性的基礎要求,但其源于20世紀70年代的技術架構已難以支撐當下工業(yè)AI時代的轉型需求。
具體來看,由于DCS系統(tǒng)多采用硬件,例如其控制器及I/O卡件等,導致后期維護及備品備件成本高昂;
另外,DCS控制器算力有限,復雜的智能控制算法只能通過實時性較差的外掛服務器實現(xiàn);軟件硬件高度耦合,升級和維護復雜且成本高昂,通常需要停產維護。
更關鍵的是,傳統(tǒng)架構難以承載AI/WWW.shybdj6.net/算法及高級應用,物理控制器無法支撐機器學等高級算法在實時控制層的應用,網絡瓶頸及數據形式單一制約了海量智慧數據的收集,無法成為工業(yè)AI所需的高質量數據基座。
這些問題導致企業(yè)在推動智能應用落地及系統(tǒng)升級改造中面臨巨大壓力。
面對上述挑戰(zhàn),行業(yè)已率先行動。從需求端看,沙特阿美、巴斯夫、萬華化學等業(yè)內的企業(yè)都在探索新一代系統(tǒng)應用。頭部自動化企業(yè)積極投入工業(yè)AI及下一代軟件定義自動化(SDA/WWW.shhzy3.cn)的產品開發(fā),推動控制系統(tǒng)向軟件定義、硬件通用、內嵌AI的方向演進。
此外,控制系統(tǒng)作為裝置運行的大腦,上海自動化儀表廠其技術的性關乎關鍵基礎設施的安全與穩(wěn)定。在全球技術格局演變背景下,推動由本土力量主導下一代控制系統(tǒng)的架構定義與產品開發(fā),對于構建可控的產業(yè)體系具有戰(zhàn)略意義。
#2
以“云-網-端”極簡架構
打破傳統(tǒng)DCS架構物理限制
工控網觀察到,由國內控制系統(tǒng)廠商中控技術率先推出的新一代通用控制系統(tǒng)UCS(Universal Control System)不僅顛覆了傳統(tǒng)DCS的技術架構,更為工業(yè)自動化領域帶來了新的可能性。
傳統(tǒng)DCS主要由以下幾個關鍵組成部分構成:操作員、工程師站、歷史數據站、控制器、上海自動化儀表四廠或I/O模塊及各類過程儀表。首先,通用控制系統(tǒng)改變傳統(tǒng)DCS系統(tǒng)層級架構及形態(tài),將操作員站、工程師站、歷史數據站等上位機工作站功能以及分布式控制站轉變?yōu)檐浖x的應用服務,并集中部署在服務器集群中運行各類支持Ethernet-APL協(xié)議的過程儀表,可直接通過網絡接入系統(tǒng),從而極大的瘦身了控制系統(tǒng)的物理形態(tài)。
圖,DCS與UCS的物理形態(tài)對比
其次,UCS采用通用服務器集群硬件、容器化OS、云原生軟件技術、*工業(yè)網絡,實現(xiàn)了對現(xiàn)有DCS關鍵技術的全面迭代。UCS突破了傳統(tǒng)DCS的笨重形態(tài),形成了以控制數據中心、全光確定性工業(yè)網絡和智能現(xiàn)場為核心的“云-網-端”極簡架構。WWW.shybdj6.net這種*架構在滿足用戶對系統(tǒng)快速、安全、穩(wěn)定、可靠這一*基礎需求的同時,又具備算力靈活可擴展、軟件易于升級迭代、承載AI算法運行、調用GPU算力,以及提供高質量工業(yè)AI數據等優(yōu)勢,高度契合流程行業(yè)智能化轉型的核心需求。
自2024年5月全球發(fā)布以來,通用控制系統(tǒng)已在多個重量級項目中實現(xiàn)穩(wěn)定運行,其技術價值已轉化為可量化的生產效益。
例如,在湖北興瑞硅材料智能化示范項目中,UCS的極簡設計帶來顯著降本增效:上海儀表三廠空間減少90%、電纜成本降低80%、項目建設周期縮短50%。在實際應用中,UCS系統(tǒng)*替代了原有的歐美控制系統(tǒng),將五套工藝生產裝置的幾十個控制機柜整合為一個統(tǒng)一的操作中心,監(jiān)控點數突破15000/WWW.shyb118.com點,人均監(jiān)控I/O點從500點提升至2000點,效能提升67%。
湖北興瑞硅材料智能化示范項目應用圖
在*管網集團儲能公司金壇儲氣庫項目中,UCS助力實現(xiàn)了“一鍵注采切換”,將復雜流程協(xié)同人員從20余人縮減至3-5人,工作效率提升過90%,充分展現(xiàn)了其智能化水平。
*管網集團儲能公司金壇儲氣庫項目應用圖
此外,UCS/WWW.shhzy3.cn/還在江西天新藥業(yè)項目、瑞典星源鋰電材料項目、馬來西亞石油UTP等眾多項目中驗證了跨場景適應能力。近期,UCS*中標石油獨山子石化、藍海新材料等行業(yè)頭部企業(yè)項目,進一步反映了市場對其技術*性、可靠性的持續(xù)認可。
#3
通用控制系統(tǒng)團體標準發(fā)布
規(guī)?;瘧毛@關鍵支撐
在技術及應用的突破之外,下一代控制系統(tǒng)的規(guī)?;瘜嵤╇x不開統(tǒng)一標準的支撐。當前,通用控制系統(tǒng)的標準體系處于從0到1的階段,導致企業(yè)在擁抱新技術時無標準可依。另外,工程設計單位、建設單位、監(jiān)管機構也急需統(tǒng)一的標準作為參考,從而達成新技術的快速應用推廣。
由中控技術牽頭聯(lián)合20余家設計、行業(yè)企業(yè)與高校,共同編纂的《通用控制系統(tǒng)設計規(guī)范》團體標準(JH/CAA/WWW.shzy4.com/ 003-2025),已于2025年10月20日經自動化學會正式批準發(fā)布。這是國內外*聚焦通用控制系統(tǒng)的設計規(guī)范,旨在填補空白,形成統(tǒng)一、高效、可復制的通用控制系統(tǒng)設計規(guī)范,從而指導*技術應用,確保應用的規(guī)范性和安全性,為我國流程工業(yè)的高質量發(fā)展與可控提供了重要技術支撐。
作為設計規(guī)范,其內容包括性能及功能要求,技術要求、安全要求及施工要求。在技術創(chuàng)新方面提出了*的網絡結構,由定義了服務器集群構成的“控制數據中心”等構成系統(tǒng)的新形態(tài)。同時,標準遵循了國內外流程行業(yè)對于控制系統(tǒng)在安全防護、信號邏輯等方面的通用要求,做到了兼容并蓄。
該標準的發(fā)布為設計和用戶提供了統(tǒng)一的設計與施工依據,上海儀表四廠做到了有“標”可依,有力推動了新技術的加速落地。更重要的是,它標志著工業(yè)控制系統(tǒng)發(fā)展從“技術跟隨、符合標準”邁向了“技術*、定義標準”的新階段。通過確立統(tǒng)一規(guī)范,引導更多企業(yè)參與研發(fā)與應用,形成“標準*創(chuàng)新、創(chuàng)新完善標準”的良性循環(huán),將進一步加速技術體系的成熟與壯大。
標準的確立僅僅是起點。在統(tǒng)一設計規(guī)范的指引下,工業(yè)控制系統(tǒng)產業(yè)將進一步形成完整的創(chuàng)新生態(tài),為世界流程工業(yè)的智能化轉型貢獻方案。未來,隨著更多企業(yè)加入通用控制系統(tǒng)生態(tài)中,我們有望看到更加豐富的智能工業(yè)應用場景涌現(xiàn),從而加速推動流程工業(yè)向高效、綠色、智能的方向邁進。
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