数字化电厂关键技术

数字化电厂目标是一个综合性的目标，这个目标的完全实现有赖于多方面技术的发展。这些技术主要包括以下几个方面：

(1) 现场总线技术和工业以太网技术的进一步发展。

该技术的进步将最终推动数字化通信网络延伸到设备就地，同时使控制有可能延伸到就地，实现更加分散的控制系统，实现设备就地的智能化，使得监控和管理的能力延伸到就地。该技术将对DCS技术的发展起到决定性的推动作用。该技术的发展还有赖于众多研究机构和自动化系统厂家的不断研究和推动，并且有赖于就地仪表设备厂家的认同。

(2) DCS与NCS的一体化。

电厂电气的自动化其实本来就应该由DCS完成，只是传统的DCS不能满足电气控制的在I/O模件和通信速度等方面的少数特殊要求，因此才出现专门的NCS系统。现在随着DCS的计算能力大大加强，同时标准化的通信速度也大幅度提高，再结合电气控制装置的迅速发展，DCS完全可能继承从厂用电控制到升压站控制的全部功能。DCS与NCS的一体化已经形成了成熟的技术，将迅速推广到所有的DCS中。

(3) PLC与DCS的一体化。

PLC作为一种可独立布置的、以逻辑控制为主的控制装置，具有低成本、布置灵活等特点，目前随着通信协议的标准化、I/O模件的标准化，PLC已经具有了与DCS的控制器类似的作用和地位，因此在先进的DCS中，PLC可以作为一种低成本的、可自由布置的，特别适合辅助车间系统控制的控制器融合到DCS中，形成与DCS控制器高低搭配的形式。在这种结构中，甚至可以将控制器与PLC在一套系统中混合搭配使用。PLC与DCS的一体化布局使用的方式已经在个别国外先进DCS中实现。

(4) 控制系统与仿真系统的一体化。

基于DCS的激励式仿真系统将改变传统的仿真系统模式，仿真系统将和DCS紧密结合在一起，仿真系统的控制逻辑、组态方式、通信协议等将与DCS完全一样，从而随时根据实际控制方式调整仿真系统。仿真系统将不仅可以培训运行人员，还可以培养检修维护人员。并且，仿真系统可以从DCS中获得实时数据和历史数据，让培训人员感受到真实的控制过程，还可以用以对运行过程进行在线分析和处理。基于DCS的激励式仿真系统技术已经提出几年了，并且正在迅速的形成产品。

(5) DCS与SIS的一体化。

随着实时数据库技术的发展，DCS与SIS最终将使用一个历史数据库甚至实时数据库，SIS的优化控制等功能将融合进DCS的专门计算站，甚至分散在各个控制站中，最终实现高级控制功能的在线化和就地化。实时数据库技术的国产化问题已经提上了几年了，目前还处于研究发展阶段，预计不久的将来，必将取得质的突破。

(6) SIS功能的实现与强化。

SIS的功能是实现发电厂生产过程监视、机组性能及经济指标分析、机组优化运行指导、机组负荷分配优化、锅炉吹灰优化、设备故障诊断、金属寿命管理等应用功能。但是当前许多SIS都不具备或不完全具备这些功能，特别是在线优化功能，目前几乎都无法实现。这些功能需要多学科多专业的配合才能实现，其中每个功能都涉及到某个专业领域，这些领域包括：现代控制和智能控制、热能工程、材料工程、复杂信息处理技术等。这些功能的实现不仅需要丰富的实践经验，还需要大量的理论支持。因此，这些功能需要一个不断发展和完善的过程。

(7) 发电厂三维模型算法的发展。

三维模型算法已经相当成熟，但是现在还缺乏适合发电厂环境甚至一般工业环境的专门算法和软件。这里面有成本的因素，还有就是从设计到制造还缺乏强烈的需求。如果对全寿命周期数字化管理提出明确的需求，主管单位对各方进行协调，或者制定了相关的行业规范或标准，发电厂三维模型算法和软件将得到迅速发展。

(8) 数据融合技术的发展。

上述各个系统的一体化，必然涉及到大量数据整合的问题，这些数据的数据结构种类繁多，数据流量差异很大，数据的需求复杂，同时还要满足完整性、一致性、可交换性、可互访性等要求，特别是三维模型数据库与其它数据库之间的连接关系比较复杂，这需要建立多样化的复杂数据结构体系，这些都对数据融合技术提出了较高的要求，同时要依赖一些先进的数据处理技术，如数据挖掘等。统一的数据编码也是非常重要的，统一编码是各种数据之间建立连接关系的纽带。