大唐北郊电厂：DCS系统自主可控升级先进技术推广与应用

项目案例简介：

河北大唐国际唐山北郊热电有限责任公司DCS系统自主可控升级技术，选用100%国产化芯片和元器件、固件100%自主设计、硬件回路100%自主设计，上位操作系统100%国产化，所有上位软件全部自主研发，突破技术上的限制，成功将成熟的逻辑组态和画面应用到国产麒麟系统，不仅生产成本和购买成本大幅降低，同时性能可靠性、功能多样性、系统精度、人机友好性等方面都有所提升。一方面进行功能创新，新增网络NTP校时、模板信号接地检测等功能，优化事故预警，提高了DCS系统智能监控水平。另一方面进行技术创新，提高I/O模板智能化水平，无需手动修改模板地址，即插即用，不仅降低模板更换的错误率，还能提高工作效率，另外DCS系统自主可控升级技术使硬件具有丰富的对外接口，可便捷集成第三方高级应用或实现与第三方的数据交互，公用系统可无缝接入，充分保护其知识产权，构建智能企业生态圈，推动先进科技研究的良性发展。

案例专题：2024年热电产业绿色低碳科技创新优秀案例汇编

选送单位：河北大唐国际唐山北郊热电有限责任公司

项目名称和内容

项目名称：DCS系统自主可控升级先进技术推广与应用

项目主要科技内容：

硬件创新：选用100%国产化的芯片、固件100%自主设计、硬件100%自主设计。

软件创新：操作系统100%国产化，所有上位软件全部自主研发。

功能创新：解锁DCS系统新功能，提高智能监控水平。

技术创新：提高维护性，自主可控升级后的DCS系统自检功能更加丰富。

接口创新：形成高度开发的应用开发环境，自主可控改造后的DCS系统具有丰富的对外接口。

改造总体目标

技术进步与突破，成本优势，服务和响应优势。

主要创新点概述

1、硬件创新。

选用100%国产化的芯片、固件100%自主设计、硬件100%自主设计，原新华DCS系统为XDC800系统，XCU控制器和I/O模板内部采用进口芯片，采用自主可控技术的新华DCS系统突破技术限制，成功升级为NetPAC V系统，所有硬件内部均采用国产芯片和元器件，100%自主化底层驱动程序，不仅实现技术上的完全匹配，而且在性能可靠性、功能多样性、系统精度、人机友好性等方面都有所提升，同时备件生产成本、采购成本大幅降低，采购周期变短，提高了企业的经济效益。

2、软件创新。

操作系统100%国产化，原DCS系统采用控制软件onxdc2.4系统，该系统依托Windows平台运行，此次DCS控制系统软件升级为vCAN软件，首次应用于国产麒麟操作系统，经过深入研究、不断调试、反复验证，成功将麒麟系统与新华DCS系统完全兼容，同时将使用成熟的逻辑组态和画面成功应用到麒麟系统，无需重新组态，不仅能够高度保证逻辑的准确性，而且DCS系统原有的使用和维护习惯保持不变，人员无需重新培训，节省了人员培训成本。

3、功能创新。

解锁DCS系统新功能，提高智能监控水平，有利于运行人员监盘。增加NTP校时功能，当DCS系统内部校时与接收到的校时信号（我公司采用北斗校时）出现偏差，DCS画面立即出现校时故障报警信息。开发DI接地检测功能，I/O模板带自锁机构的模块外壳，与端子板均为模块化设计，内部设置能通过电压变化及时判断信号线是否存在接地现象，并在DCS画面中立即出现对应控制器DI接地报警。以上报警信息能够提醒运行人员及时通知维护人员，及时采取有效措施，不仅设备可靠性提高，而且提高了运行人员监盘和维护人员消缺的工作效率。

4、技术创新。

提高维护性，自主可控升级后的DCS系统自检功能更加丰富，能够直观显示A、B链路状态、模板状态、24V电源状态，还能直接显示I/O模板所有测点名称、编号以及当前值，方便检修人员进行维护，查找故障原因，提高维护效率。I/O模板更换方式升级，原DCS系统进行故障模板更换时，需要在DCS试验柜手动修改新模板的地址，然后才能插入机柜正式使用，自主可控改造后的DCS系统能自动写入新新模板地址，做到即插即用，不仅降低模板更换过程中的错误率，还能提高工作效率。

5、接口创新。

形成高度开发的应用开发环境，自主可控改造后的DCS系统具有丰富的对外接口，可便捷集成第三方高级应用或实现与第三方的数据交互，公用系统可无缝接入，其他第三方系统也可顺利衔接，同时提供算法容器或宏封装等工具使第三方专注于其专业技术核心功能的实现，充分保护其知识产权，构建智能企业生态圈，推动先进科技研究的良性发展。

应用情况及可推广前景简述

应用情况：

2024年4月，唐山北郊热电公司完成2号机组350MW DCS系统自主可控升级改造，改造完成后，DCS系统已经稳定运行8个月，期间未发生过由于自主可控改造造成的任何异常或事故。

2024年7月，唐山北郊热电公司已经完成公共系统DCS可控改造，改造项目在两台机组同时运行情况下进行，主机DCS系统与公用DCS系统无缝接入，改造完成后，公用DCS系统已经稳定运行5个月，期间DCS系统运行稳定，未发生由于自主可控升级改造造成的任何异常或事故。

2024年10月，唐山北郊热电公司完成1号机组350MW DCS系统自主可控升级改造，改造完成后，DCS系统已经稳定运行2个月，期间未发生过由于自主可控改造造成的任何异常或事故。

前景简述：

1、政策支持：由于近年来我国电子行业核心技术对外依存度大，经常受到国外政策的影响，国内电子行业经常会面临“卡脖子”的风险，威胁国家能源安全，因此国家大力推动工业自动化，出台一系列政策鼓励国有企业在关键技术和设备上实现自主可控，为DCS系统自主可控改造提供了良好的政策环境，所以发电厂进行DCS系统自主可控升级改造是电力行业趋势，也是国家趋势。

2、技术进步与突破：本次改造使用的新华公司纯国产化DCS系统在技术、研发方面取得了显著成果，在控制精度、系统稳定性、可靠性、功能多样性、人机界面友好性方面都有了很大提升，具备了很强的竞争力。

3、成本优势：国产产品在价格上比进口产品更具竞争力，能够为企业降低采购成本和使用成本，为企业增加经济效益具有很大吸引力。

4、服务和响应优势。国内厂商能够提供更及时、高效的本地化服务和技术支持，更好地满足用户个性化需求，及时解决用户在使用过程中遇到的问题。

北郊热电的DCS系统自主可控升级项目作为新华公司首个成功应用的项目，其技术核心、技术方案以及项目应用过程都具有很高的借鉴价值，对于电力、石油、石化、钢铁等国家能源基础设施的工业自动化领域具有很高的参考意义，另一方面从新华控制技术集团公司角度， DCS自主可控升级技术成为新华公司全国范围内的首次应用，此技术为该公司打开了DCS系统自主可控改造的中国市场，成为其他采用新华DCS系统的自动化企业的标杆。

经济效益及社会效益情况

采购成本低，自主可控升级技术中的DCS系统软硬件全部采用国产产品，采购价格上比进口产品更具有优势，大幅降低设备采购费用，如正版Windows系统官方价格约1000元，而国产麒麟系统官方价格约500元，购买成本大幅降低；维护成本减少，国产系统的维护服务费用相对较低，而且响应速度更快，备件购买周期短，进口备件购买周期约2-3个月，国产备件购买周期1个月内，易于获取，降低了库存成本，改造前每台DCS系统需要存货50万元，改造后每台DCS系统需要存货30万元，两台机组存货成本减少40万元。

技术适应性提升，在设计上更能贴合国内工业生产的实际需求，升级后的DCS系统自检功能更加丰富，能够直观显示链路状态、模板状态、测点状态、24V电源状态，方便检修人员进行维护，查找故障原因。I/O模板更换方式升级，做到即插即用，不仅降低模板更换过程中的错误率，还能提高工作效率，DCS系统改造前DCS相关缺陷平均消除时间为1小时，改造后缺陷平均消除时间40分钟。

减少对外依赖：自主可控升级技术降低了对进口设备的依赖，减少了因国际贸易政策变化带来的风险，确保重要能源企业生产的连续性和稳定性，保证企业可持续发展；促进产业升级：推动国内DCS产业的发展，带动相关产业链的升级和壮大，为我国经济发展做出贡献。

项目案例获专利及奖励情况

全国智能发电技术创新成果协会评比一等奖

选送单位简介：

河北大唐国际唐山北郊热电有限责任公司厂址位于河北省唐山市开平区郑庄子镇。为响应新时代国家能源安全战略，解决工业控制系统“卡脖子”问题，河北大唐国际唐山北郊热电有限责任公司进行了DCS系统自主可控升级改造，此DCS系统自主可控升级改造项目是新华公司自主可控改造项目在全国范围内的首次应用。