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我國電廠DCS的現狀與未來發展
日期：2025-05-02 10:39
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(2006-8-18) 來自：《機電商報》 閱讀227次  |
如果有**，我們達到現在的夢想——**自動化的技術水平，那麼我們又將麵臨更高層次的自動化要求。火電廠自動化從業者就是現代版的西西弗斯，每當精疲力竭地推著巨石爬向山峰頂點之時，也就是下一個艱難跋涉的開始。但巨石滾動中散發出的震撼而動感的美妙，卻使我們沉醉其中。——南京科遠自動化集團 副總裁 曹瑞峰 不知道1975年Honeywell公司的TDC-2000係統麵世時，該公司是否會預見到今天DCS（Distributed Control System 的縮寫，直譯為“分布式控製係統”）係統的遍地開花和“進化”到如此地步。然而近十年，中國DCS發展之迅速，國人是有目共睹的。 本土企業異軍突起 “國外的廠商已經基本不涉足300MW以下機組的DCS產品了，因為與國內DCS企業用於300MW以下機組的DCS係統相比，其性價比要低些。”中國儀器儀表行業協會副秘書長董景辰告訴記者說。記者采訪到他時，董正在忙於寫一份關於自主**典型的報告，而這份報告，是以多年來國產DCS的飛速發展為主題的。 十幾年來，國內許多企業積極地開發DCS等自動化係統的相關技術，其中，北京和利時係統工程股份有限公司（以下簡稱“和利時”）、上海新華控製技術(集團)有限公司（以下簡稱“上海新華”）、浙江中控技術有限公司（以下簡稱“浙大中控”）三家可稱為個中翹楚。三者通過多年來的努力，在中國自動化市場上分得了各自的蛋糕：浙大中控以化工控製見長，上海新華主做火電控製，和利時則比較**，在各個DCS市場都取得了相當的成績。1991年，和利時開始研發代DCS：HS-DCS-1000,並於1993年推向市場；1996年又成功將**代DCS即HS2000推向市場。1993年，浙大中控推出中國套具有1 :1熱冗餘技術的DCS；1996年又推出中國套全數字化的DCS。從小工程到中工程再到大工程，經驗在不斷積累，技術在不斷提高。據了解，剛開始這幾家企業每年的增長率都是100%左右。 為什麼中國DCS發展如此迅猛，能在各種自動化技術中獨占鼇頭，成為自主**的楷模呢？董景辰給出了這樣的答案：體製、人才、市場機遇，三者缺一不可。 “七五”和“八五”期間，國家雖然在不斷地投入資金，然而，國內自動化係統的研發和生產成果並冇有達到預期；到了“九五”期間，DCS卻如雨後春筍，不斷地生根發芽、壯大。從體製上講，市場經濟的發展是*厚重的沃土，這給了任何一個本土企業麵向市場的機會，使之和市場結合得更加緊密。當然，隨著我國改革開放的不斷深入，和國外企業的技術交流，也成為一個重要的因素，以市場換技術是中國製造業近些年的一個策略。而從目前中國自動化係統發展不錯的幾個企業來看，和利時、上海新華、浙大中控這些企業是市場經濟改革的產物。他們在成立初期，就已經有很雄厚的技術基礎和人才儲備，尤其具有大量掌握計算機IT和數字通訊技術方麵的人才，這契合了自動化係統的發展趨勢。另外，作為民營企業，較好的激勵機製能夠讓人才充分地發揮各自的才能。當然，*重要的是市場上不斷增長的需求。處於發展成熟期的DCS技術在中國恰逢其時，就拿中國的電廠自動化這塊市場來講，從20世紀90年代開始，電廠如雨後春筍般地拔地而起，主機裝機容量大增，製造業的蓬勃發展成就了中國DCS的光榮。 DCS客戶的慎重選擇 張先生是北京某熱電廠的自動化係統工程師，已經在這個領域工作了多年，無論是ABB的，還是西門子的DCS係統，他所在的熱電廠都用過，而如果目前要給電廠選一套DCS係統的話，張先生告訴記者有這樣幾條標準：可靠性排；其次是通訊的速度；再次是操作的界麵是否容易和符合中國人的操作習慣。 華能福州電廠策劃部李棋主任也認為，可靠性是的，可靠性對於節省成本和提高信譽有很重要的作用；其次，快速反應能力也十分重要，如協調控製係統、一次調頻的能力；再次，軟件方麵不同電廠會有不同的要求。 現在電廠在選擇DCS時，很多廠家需要考慮的問題已經不像當初那樣隻考慮產品的價格和穩定性了。在中國，廠網分開後，電廠需要競價上網，用戶有了對電廠的選擇權，給國內電廠提出了新的要求，求解於自動化係統，這是理所當然的。而目前的DCS係統如何不斷地滿足電廠的新增需求，是每一個電廠需要充分考慮的，也正是DCS生產廠家亟需解決的技術問題。 在選用自動化係統時，許多專家認為，*關鍵的是電廠自己要從本身的實際情況出發，應該對自己的設備有一個充分的了解，設備控製水平能達到什麼程度，同時也要考慮和原有設備的兼容問題。電廠的物資管理、采購、維修管理，這都是與其整體管理水平相關的。電廠想提高管理水平，節約成本，不得不在自動化係統上下大功夫，DCS 也需要隨著形勢的發展，不斷地和各級管理層麵的自動化係統相結合。當然，隨著各種自動化係統的優化組合，對於電廠電控工程師的要求也相應提高了。 選用國內還是國外的係統，除了考慮用戶和係統本身的具體情況，在中國現有的體製框架內，還涉及到一些體製和思想觀念的問題。鑒於國外產品擁有較多成功的應用案例，又因為DCS係統在整個電廠投資裡麵占的比例也很小。所以很多電廠尤其是實力雄厚的電廠是不在乎價格昂貴與否的，更傾向於用國外的係統。 董景辰認為，各電廠在選用係統時，先應該大力支持我們的民族產業，當然，前提是民族品牌的產品在質量和技術上能夠滿足用戶的需要。而目前，我們在大部分技術上已經基本能夠跟得上國外的步伐了。 角逐中須覓新利潤點 據預測，到2008年，亞洲DCS市場的平均年增長率有望達到6.3%。而2003年市場銷售額為26.12億美元，到2008年將超過35.4億美元。當然，無論是本土企業還是跨國公司，大家都一致認為，目前DCS係統市場競爭已經達到白熱化。 “目前國內自動化市場競爭確實非常激烈。”羅克韋爾OEM銷售工程師趙吉興告訴記者。有一次，他去見一個客戶，結果在一兩個小時之內，有三個競爭對手也先後來見這個客戶，這從一定程度上反映了當前市場的競爭形勢。國內某幾家知名公司對待記者采訪的謹慎小心，更能夠讓人透視到廠商們麵對激烈競爭市場的脆弱神經，該領域市場競爭的激烈性可見一斑。 和利時總裁王常力對於競爭有著自己獨特的看法，“我覺得應該充分競爭，這樣對用戶有好處，對市場環境也好。雖然利潤少了，但同時也促使我們不得不提高能力、質量、效率。應該說，麵對這種競爭，我們並冇有什麼緊張，企業應該以正確的態度對待這種競爭。”他認為，任何一個產業都是這樣的，一個行業剛開始都有高利潤的時間段，但隨著廠家增多，競爭加劇，利潤會不斷的攤薄，這是正常的市場現象。 目前DCS的利潤率已經相當的低，因為DCS係統的透明度已經很高，用戶對成本甚至也了如指掌。據了解，5年間DCS的價格下降了差不多30%~ 40%。 但同時，國外發達國家已經幾乎全靠設備更新來促進生產，而國內的市場情況還很好，仍然存在著新的增長點，雖然已經有人提出了發電機裝機容量過剩的觀點。“我國的經濟依然處於快速增長期，所以我們還有著不斷增長的市場空間。但國內的自動化企業對於30%~40%的年增長率已經不滿意了。因為市場利潤都在不斷地攤薄，跨國集團也緊盯著中國這塊肥肉。”一位業內人士告訴記者說。那些跨國的DCS企業，幾乎都不是單一地吊在自動化產業這棵樹上，而是依附在大的產業集團下麵，兼做他業，這樣能規避很多行業風險。而國內目前還冇有這樣的趨勢。無論是規模效應上，還是資金實力上，國內廠家的差距仍然十分明顯。 麵對如此的市場形勢，DCS廠商向哪個方向走呢？ 董景辰建議，國內DCS企業先應該積極向大容量機組發展。“如果是應用於300MW及以下的機組，那麼考慮選用國內企業DCS的可能性較大，因為國內企業的DCS係統性價比很高。”華能福州電廠策劃部李棋主任說。而就600MW以上的火電機組DCS係統來講，到目前為止國內已經投產的100多台，國內廠家隻拿到了10台左右。國內隻有和利時、浙大中控、新華工控等為數不多的廠家能夠做，從目前的發展形勢上看，300MW機組上馬的數量將會越來越少，600MW機組的市場則大有可為，據悉，待建和待批的600MW機組也還有一二百台。 除了努力發展大容量機組DCS係統，目前跨國DCS廠商正在發展和完善自己的專家係統，也就是在解決方案 (Solution)上下功夫。西門子的相關負責人告訴記者，麵對這種激烈競爭，為了在項目上中標，有實力的正規廠家是不會簡單地以降低成本為手段的。一般不會出現那種惡性競爭的低質量低價格的問題，而真正使產品增值的還是DCS廠商的專家係統和完善的一體化解決方案。西門子也正是在不斷提高自己係統的**和集成化水平，打造一個有很強兼容性的係統平台， 以實現電廠的數字化。 像西門子這樣的跨國DCS 廠商已經不再把自己僅僅看作是DCS的供應商，而是針對用戶的某一個項目或裝置的控製問題，從控製方案的製定開始，包括係統集成、硬件采購、軟件配置、現場調試、開車投運，直到驗收，全過程都由其承包。它們既是谘詢公司，又是供應商，還是係統集成商。這種做法既可以進一步滿足用戶的要求，同時也可以解決DCS利潤率低的問題。 當然，高水平的解決方案要求DCS廠商對用戶的工藝、控製難點、不同類型儀表的功能和性能都十分了解。如果國內DCS廠商不采取相應的策略，將來與精通用戶工藝和使用習慣的外國公司競爭時，又將處於**的劣勢。 董景辰也明確表示，DCS廠商應該努力發展專家係統，不斷地給用戶提供局部的和整體的解決方案。在產品附加的服務上不斷下功夫，提高產品的個性化服務。 而另一方麵，國內企業可以考慮進入國外市場。但各企業紛紛反映，怎樣做好售後服務，是DCS等自動化產品走出**搶市場的*大門檻。利潤如果不夠高，客戶如果不夠多，無法收回在國外設立專門辦事處和服務人員的成本，這大大製約了國內產品的出口。而跨國集團就不存在這樣的問題。據了解，西門子今年在國內建了60個辦事處，同時在北京總部建有一個技術支持中心，隨時解答國內各地的係統疑難問題。 “不斷地和客戶溝通。讓客戶真正了解西門子的技術優勢在哪裡，以良好、及時的服務回報客戶是我們的宗旨。”西門子某部門經理這樣告訴記者。 當然，這種差距的產生歸根結底還是國內廠家的綜合實力不足，尤其是資金實力不足。跨國集團的市場遍布全球，而國內廠商的市場隻局限於國內。規模化生產的效應根本無法和國外相比。如果到了經濟放緩、市場增長緩慢之時，國內廠家再思考怎樣走向國外的問題，似乎為時已晚。電力產能過剩問題今年也被提上日程，也算是給電廠DCS廠家敲下警鐘。 有人提出，核電也許是一個新的增長點。但核電建設速度慢，周期長，技術要求高，尤其是**性能要求更加高，DCS廠商有更加高的要求。記者從浙大中控了解到，今年國家也正在鼓勵一些自動化廠家在石化方麵加大力度。2004年中國石化行業DCS市場接近8億元，2005年接近10億元。石化行業DCS將大有潛力可挖。 總之，新的市場的把握，需要新的技術開發，技術實力永遠是掌握市場主動權的籌碼。 技術更新+係統整合 作為國內為數不多的能夠為火電廠熱工專業提供完整服務的專業化公司，南京科遠自動化集團專注於熱工自動化和電廠信息化。 談到火電廠DCS存在的技術問題，南京科遠自動化集團副總裁曹瑞峰提綱挈領地給出了四點不足：DCS的信息化程度不高；DCS接口的數字化程度不高；DCS的適應性不高；DCS的**控製方案水平還不夠。 與信息化的結合、**數字化、柔性結構和廣泛適應性，DCS在這些關鍵控製技術方麵的突破也正是電廠自動化下一步的發展方向。 具體來講，大型機組要求係統的反應速度比過去快了；保護方麵的要求也更高了，特彆是有了現場總線之後，對故障的自診斷要求也越來越高；控製的周期比過去更短；點數比過去多了。200MW機組過去I/O容量大約有3 000到4 000個點，3 00MW機組的I/O容量有6 000到8 000個點，而現在600MW機組的I/O容量要求1 0000個點了。 新技術在不斷發展，一些技術在一部分自動化功能上也開始挑戰DCS的地位。早期的五層企業模型把企業的經營決策、企業管理、生產調度、過程監控與過程控製強行分開。但是，在現實的工廠自動化實施過程中，我們很難把各種功能嚴格分開。特彆是第四代DCS已經實現了五層功能中的大部分功能。目前看來，許多電廠應該開始考慮用現場總線了，用了現場總線，在效率上能有一個很大的提高。另外，有專家預測， DCS和SIS（Supervisory information system in plant level的縮寫，譯為“廠級監控信息係統”） 將來會結合在一起，也就是把管理和控製結合在一起；當然與此同時，專家係統需要不斷地完善，更加個性化的設計在不斷增多。例如鍋爐的壽命計算、汽輪機的壽命計算、煤耗計算等都需要專業的軟件包。 這一切印證了DCS在自動化技術的不斷發展過程中，在和其他技術不斷的融合，也將在某些功能上在逐步被取代。新技術就像新鮮的血液，給工廠這個機體不斷注入新的活力。全集成一體化是DCS係統的發展趨勢，將DCS 和 SIS 有機的整合在一個平台，把現場的數字化信號和管理係統整合到一個數字化的平台上，這是西門子自動化技術目前的一個理想，也是整個DCS行業的理想。專業分工的**也許將是一個更大規模的整合，正所謂分久必合、合久必分。 隨著我國電力體製改革的深入，麵對電廠走向市場的嚴峻形勢，火電廠的低成本運營和精細化管理的要求越來越迫切，常規自動化控製係統已不能滿足日益增長的管理和技術要求。DCS企業的任務不再僅僅是打造一個技術先進或造價低廉的電廠，而應當是成就一個麵向市場、具有競爭力的電廠。 |
