【導讀：過去10年，電廠控製係統先從以集散控製係統（DCS）為(wei)中(zhong)心(xin)的(de)專(zhuan)有(you)軟(ruan)件(jian)平(ping)台(tai)逐(zhu)漸(jian)向(xiang)使(shi)用(yong)工(gong)業(ye)標(biao)準(zhun)軟(ruan)硬(ying)件(jian)的(de)開(kai)放(fang)式(shi)係(xi)統(tong)發(fa)展(zhan)，然(ran)後(hou)再(zai)向(xiang)具(ju)有(you)無(wu)限(xian)連(lian)通(tong)性(xing)並(bing)能(neng)與(yu)眾(zhong)多(duo)不(bu)同(tong)製(zhi)造(zao)商(shang)生(sheng)產(chan)的(de)現(xian)場(chang)儀(yi)表(biao)進(jin)行(xing)互(hu)通(tong)的(de)全(quan)集(ji)成(cheng)電(dian)廠(chang)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)發(fa)展(zhan)。那麼
，再下一步的發展又會是什麼呢？】

圖1  控製室處於不斷改進中
，大型鍋爐燃氣輪機盤和儀器
、帶(dai)狀(zhuang)圖(tu)標(biao)記(ji)錄(lu)儀(yi)板(ban)已(yi)經(jing)移(yi)走(zou)，決(jue)策(ce)由(you)大(da)多(duo)不(bu)在(zai)現(xian)場(chang)的(de)專(zhuan)家(jia)團(tuan)隊(dui)做(zuo)出(chu)。當(dang)前(qian)，包(bao)括(kuo)門(men)戶(hu)網(wang)站(zhan)在(zai)內(nei)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)
，可(ke)以(yi)讓(rang)全(quan)世(shi)界(jie)的(de)人(ren)實(shi)時(shi)獲(huo)得(de)信(xin)息(xi)

　　當前，電廠控製室已逐漸建成類似辦公室的環境，大型鍋爐蒸汽輪機發電機（BTG）盤和裝有指示器和帶狀圖標記錄儀的豎直板已經被移走

，可供電廠操作人員單獨訪問終端控製元件的眾多手動/自動控製站也不見了。

　　xinjishudeyingyongyijingdadagaibianlekongzhishidegongneng。xianzai

，jiankongshiyijingbuzaishiyigeyongyucaozuorenyuanjinxingcaokongdedifang，erzhishinaxiejiangdianchangzichanjiazhizuidahuazuoweigongtongmubiaodezonghezhuanjiafuwutuanduizhongduomenhuzhandianzhiyi。（見圖l）

　　過去10年nian，自zi動dong化hua平ping台tai已yi從cong主zhu要yao的de專zhuan有you軟ruan件jian和he硬ying件jian設she計ji發fa展zhan成cheng可ke最zui大da化hua利li用yong工gong業ye標biao準zhun軟ruan件jian及ji硬ying件jian的de係xi統tong，微wei軟ruan的de入ru侵qin已yi經jing瓦wa解jie了le大da多duo數shu集ji散san控kong製zhi係xi統tong平ping台tai。另ling外wai
，包bao括kuo控kong製zhi器qi和heI/O模塊在內的硬件已經變得越來越小
，但其計算能力卻呈現幾何級增長。

　　zidonghuaxitongyekuaisufazhanchengweishangpin。weidadaogaobiaozhundekekaoxing，fadiangongsibingmeiyoufangsongduibaokuoyuanjianyumokuaizaineidejiangushejiyaoqiu。biaozhundianchangzidonghuaxitonganzhuanglejiangudeI/O模塊
，來滿足絕緣、抗浪湧能力和環境規格的嚴格標準。遠端外置I/O模塊在很多電廠設備中的應用仍然很廣，當然將來也會一直陪伴我們。

　　圖2  合he並bing數shu據ju視shi圖tu。係xi統tong門men戶hu網wang站zhan使shi各ge地di的de專zhuan家jia可ke以yi查zha看kan組zu織zhi內nei部bu的de運yun營ying及ji財cai政zheng數shu據ju

，從cong而er做zuo出chu更geng好hao的de決jue策ce和he快kuai速su的de響xiang應ying，並bing提ti高gao管guan理li水shui平ping。高gao級ji資zi產chan管guan理li軟ruan件jian打da包bao方fang案an聯lian合he現xian場chang總zong線xian技ji術shu，使shi計ji算suan機ji係xi統tong可ke以yi對dui工gong廠chang操cao作zuo過guo程cheng和he設she備bei進jin行xing前qian所suo未wei有you的de監jian督du

　　現貨硬件解決方案使硬件價格更低，如I/Omokuai，shenzhikongzhiqidengyuanjian。yanjiubiaoming，xitongchuhuoyingjianjiazhichixuxiadie，erruanjianyingyongjiazhibuduanshangsheng。danzhexiangjishudecunzai，bingbuyidingyiweizhezheyijishushiherenhejiage。

　　同時
，一些不同的計算機總線結構已經得到了發展，與其他情況相比較，非單一結構更受歡迎。快速交換式以太網、基金會現場總線、過程現場總線、異步串行接口（ASI）
、設備網（DeviceNet）heqitaleixing，yijinghuodelegongyingshangheyonghudeguangfanjieshou。danshi
，duoshuzidonghuaxitonggongyingshangbazijiyunaxiezhenduiyigexingyedeyingyongfuwugongyingshangqufenkailai。xianzai
，gongyingshangtigongdechanpinhefuwushifoujubeitigaoyouxiaoxing、效率和控製排放的能力是電力行業重要的要求，將來其重要性還會不斷提高。

　　比bi起qi便bian宜yi的de計ji算suan機ji和he高gao級ji軟ruan件jian應ying用yong程cheng序xu，自zi動dong化hua係xi統tong的de宗zong旨zhi必bi須xu是shi優you化hua電dian廠chang資zi產chan的de經jing濟ji性xing。放fang寬kuan管guan製zhi需xu要yao更geng強qiang的de優you化hua運yun行xing意yi識shi，而er最zui大da化hua可ke用yong性xing及ji提ti高gao效xiao率lv和he安an全quan是shi自zi動dong化hua係xi統tong至zhi關guan重zhong要yao的de任ren務wu。此ci外wai，監jian控kong、報bao告gao和he控kong製zhi排pai放fang已yi經jing得de到dao了le發fa展zhan。在zai某mou些xie情qing況kuang下xia
，要yao達da到dao最zui高gao企qi業ye級ji別bie，很hen大da程cheng度du上shang是shi因yin為wei細xi致zhi的de監jian管guan審shen查zha。總zong之zhi
，當dang前qian的de運yun營ying環huan境jing比bi以yi往wang任ren何he時shi候hou都dou要yao複fu雜za，我wo們men也ye隻zhi是shi僅jin僅jin利li用yong了le自zi動dong化hua係xi統tong能neng力li的de表biao層ceng而er已yi。

　　用戶界麵模式的發展曆程

　　20世紀70年代出現的首個直接數字控製係統，提供了模擬傳統BTG盤(pan)的(de)圖(tu)形(xing)化(hua)界(jie)麵(mian)。該(gai)係(xi)統(tong)顯(xian)示(shi)效(xiao)率(lv)低(di)下(xia)，因(yin)為(wei)一(yi)次(ci)隻(zhi)能(neng)看(kan)到(dao)部(bu)分(fen)進(jin)程(cheng)。雖(sui)然(ran)顯(xian)示(shi)可(ke)以(yi)來(lai)回(hui)切(qie)換(huan)
，但(dan)是(shi)通(tong)過(guo)可(ke)用(yong)的(de)低(di)分(fen)辨(bian)率(lv)監(jian)視(shi)器(qi)隻(zhi)能(neng)顯(xian)示(shi)很(hen)少(shao)的(de)變(bian)化(hua)量(liang)。這(zhe)一(yi)問(wen)題(ti)被(bei)稱(cheng)為(wei)“匙孔效應”，操作人員隻能隨時看到電廠少量的變化量，但不能對電廠有一個整體的感觀。

　　20世紀80年代，第一台DCS提供了更大的可視範圍，並考慮了操作人員的工作。該DCS的曆史信息和趨勢顯示了過程動態，高分辨率屏幕和窗口可以顯示更多變量。

　　20世紀90niandaizhongqi
，duoshukongzhixitongzhongbaohanlezhichixingzhishihecaozuozhinanxinxi
，xitongdecaozuohegengxinyijingrongrudaoguochengkongzhixitonghegongchenggongjuzhong。tongchang
，caozuorenyuantongguosuodingyigeguochengduixiangjinxingxiangguandeshejihezhinanjiansuo。zheyizhichiweicaozuorenyuantigonglejichuzhishihebangzhu，danbunengticaozuorenyuanzuochujueding。

　　圖3  無線工程站可以獲得現場設備係統的信息
，接收其他地方的信息並允許技術人員對配置進行即時更改

　　20世紀80年代推廣的智能專家係統，如神經式網絡
、模糊邏輯和基於其他知識開發的係統已經用於優化特殊功能，如排放、單位熱率和鍋爐爐邊清洗，但絕大多數都沒有用於支持操作人員決策。

　　從控製到監督

　　當(dang)前(qian)，操(cao)作(zuo)團(tuan)隊(dui)似(si)乎(hu)與(yu)控(kong)製(zhi)過(guo)程(cheng)分(fen)離(li)了(le)
，這(zhe)使(shi)得(de)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)在(zai)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)及(ji)為(wei)工(gong)廠(chang)運(yun)營(ying)相(xiang)關(guan)各(ge)方(fang)提(ti)供(gong)及(ji)時(shi)信(xin)息(xi)時(shi)受(shou)到(dao)更(geng)多(duo)的(de)壓(ya)力(li)

，但(dan)可(ke)以(yi)使(shi)個(ge)人(ren)能(neng)夠(gou)與(yu)遠(yuan)距(ju)離(li)獲(huo)得(de)工(gong)廠(chang)實(shi)時(shi)信(xin)息(xi)的(de)專(zhuan)家(jia)進(jin)行(xing)互(hu)動(dong)。

　　將來，控製係統將不再控製過程
，而是進行監督。操作
、維修和管理這樣的工廠職能將與工廠整個職能範圍緊密融合，數據將無所不在。係統將接受最新的信息和通信技術（ICT），同時同種溝通渠道（一些傳統和個人的，如即時信息）將被合並，靈活、可ke控kong的de界jie麵mian將jiang成cheng為wei係xi統tong的de核he心xin。另ling外wai，操cao作zuo員yuan界jie麵mian將jiang發fa展zhan成cheng為wei人ren機ji界jie麵mian，能neng夠gou讓rang工gong廠chang內nei外wai所suo有you相xiang關guan方fang進jin行xing合he作zuo。而er這zhe一yi功gong能neng，外wai加jia資zi產chan績ji效xiao解jie決jue方fang案an
，可ke以yi使shi所suo有you相xiang關guan方fang參can與yu工gong廠chang運yun營ying和he優you化hua。

　　這一發展已經前進了一步。新的“網絡支持合作小組”信(xin)息(xi)是(shi)從(cong)私(si)人(ren)電(dian)腦(nao)活(huo)動(dong)中(zhong)收(shou)集(ji)的(de)
，可(ke)以(yi)即(ji)刻(ke)通(tong)知(zhi)到(dao)工(gong)廠(chang)。而(er)專(zhuan)家(jia)虛(xu)擬(ni)網(wang)路(lu)計(ji)劃(hua)將(jiang)圍(wei)繞(rao)生(sheng)產(chan)活(huo)動(dong)進(jin)行(xing)開(kai)發(fa)

，並(bing)將(jiang)得(de)到(dao)未(wei)來(lai)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)的(de)支(zhi)持(chi)。

　　計算機支持的協同工作

　　對機構內部知識管理與合作領域過程控製係統的重要貢獻，源自於對計算機支持協同工作（CSCW）和信息係統領域的研究。這項研究提出的關鍵任務，是設計專門關於社會組織的用戶工作實踐係統。

　　20世紀90年代，CSCWjianyitongguojisuanjiwenjianxinxichucungongnengtuijinshujuhexiangmudeliucun。xinxijishuyinggaitongguokeshishiqingsonghuodezhishibingyujubeiheshizhishidegetilianxilaizhichiyouzuzhidejiyi，erbijiaoshuxidegongchangshujulishihedianzijishibenjiushicongzhexiangyanjiuzhongfazhanerlai。

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　　當今ICT提供了另外一個新的操作概念：合(he)作(zuo)管(guan)理(li)。這(zhe)一(yi)概(gai)念(nian)推(tui)動(dong)了(le)廠(chang)內(nei)外(wai)專(zhuan)家(jia)團(tuan)體(ti)的(de)形(xing)成(cheng)，他(ta)們(men)都(dou)可(ke)實(shi)時(shi)看(kan)到(dao)工(gong)廠(chang)操(cao)作(zuo)員(yuan)可(ke)以(yi)看(kan)見(jian)的(de)信(xin)息(xi)，或(huo)通(tong)過(guo)對(dui)曆(li)史(shi)信(xin)息(xi)的(de)檢(jian)索(suo)進(jin)行(xing)最(zui)佳(jia)的(de)決(jue)策(ce)。

　　圖4  自動化係統必須有利於預見並據情況而定的合作維修管理。其他合作業務係統具備互通性
，同時必須保證信息的安全性

　　ICT的下一步升級，是將與環境
、提高工作效率和附加智能的交流聯合起來，如基於係統的工具必須可以自動整合重要過程變量
，以及以人為本和過程導向（活動和預警）相關活動的曆史趨勢。然後
，從每日記錄中獲得信息來增強數據。最終的結果是從不同信息源獲得知識，提高工廠的資產價值。（圖2）

　　控製各地的各種信息

　　自動化係統正處於轉型階段。自動化係統現在受“網路支持”並快速成為通訊渠道，為那些需要在決策過程中提供意見的人士提供實時信息。

　　網wang絡luo化hua功gong能neng現xian在zai必bi不bu可ke少shao
，公gong共gong事shi業ye公gong司si和he其qi他ta發fa電dian公gong司si正zheng麵mian臨lin著zhe一yi個ge新xin的de運yun營ying環huan境jing
，他ta們men需xu要yao不bu斷duan考kao慮lv如ru何he將jiang所suo需xu發fa電dian資zi產chan與yu環huan境jing限xian製zhi、供水、將來的碳排放成本等外部因素影響的需求進行匹配。

　　大型發電廠通常由生產和維修人員進行監督和控製。他們將流程控製係統作為工具，讓過程功能具有自動性，同時為短期
、長期決策人員收集提供信息（見圖3）。在這裏，交換意見

、獲得專門技能是不必可少的。在這些情況下
，機構最好是作為“社區”去解決短期問題和開發優化性能的進化程序。由此看來，控製係統的作用是自動化、通告、聯網和儲存信息。

　　將來

，發電公司可以通過自動化係統“門戶網站”跨(kua)越(yue)內(nei)部(bu)卓(zhuo)越(yue)中(zhong)心(xin)，從(cong)機(ji)構(gou)外(wai)部(bu)搜(sou)集(ji)專(zhuan)業(ye)知(zhi)識(shi)來(lai)優(you)化(hua)運(yun)營(ying)。為(wei)承(cheng)擔(dan)共(gong)同(tong)的(de)目(mu)標(biao)
，專(zhuan)家(jia)團(tuan)隊(dui)中(zhong)的(de)每(mei)個(ge)成(cheng)員(yuan)均(jun)具(ju)備(bei)不(bu)同(tong)的(de)專(zhuan)業(ye)知(zhi)識(shi)，可(ke)以(yi)隨(sui)時(shi)隨(sui)地(di)被(bei)邀(yao)請(qing)提(ti)供(gong)建(jian)議(yi)。

　　優化資產的支持性應用程序

　　在zai自zi動dong化hua係xi統tong控kong製zhi中zhong心xin，發fa電dian公gong司si及ji世shi界jie各ge地di的de專zhuan家jia和he自zi動dong化hua供gong應ying商shang通tong過guo工gong具ju和he高gao級ji應ying用yong程cheng序xu將jiang信xin息xi和he實shi時shi數shu據ju通tong過guo門men戶hu網wang站zhan接jie入ru自zi動dong化hua係xi統tong，然ran後hou接jie入ru整zheng個ge公gong司si業ye務wu係xi統tong（見圖4），擁yong有you共gong同tong目mu標biao的de專zhuan家jia社she區qu可ke以yi進jin行xing聯lian合he。此ci外wai
，還hai可ke以yi通tong過guo門men戶hu網wang站zhan提ti供gong增zeng效xiao產chan品pin和he服fu務wu來lai增zeng加jia效xiao率lv和he最zui小xiao化hua停ting機ji時shi間jian。很hen明ming顯xian
，我wo們men需xu要yao完wan美mei的de信xin息xi安an全quan、通知管理、信息發布和信息整合工具。

　　自動化係統必須包含能夠進行遠程主動維修、監視
、收集來自係統網路數據和向合適的可以進行分析的卓越中心發送通知的工具。來自任何工廠的設備，如泵、風扇
、閥門、變送器、電動機、換熱器、鍋爐和渦輪機的信息必須可以實時搜集。並且，質量和成本數據都可以供世界各地的專家進行細查（圖5）。

　　之後，自動化係統將變成一個可操作和接入來自“社區”的不同應用程序平台。它變成了一個越來越不像控製係統
，但越來越像可監控的優化和控製接收方。

　　圖5  數據和信息會被傳送到世界各地的自動化供應商卓越中心和業主專家團。增強工廠資產回收率，要求專業知識不在工廠限定範圍之內

　　在一些情況下，自動化係統能夠變成發電公司內部應用專家或其他“社區”內谘詢師的基本係統供應商或平台。這意味著自動化係統平台需要成為像Linux一樣的可供所有人使用
、完善和整合的“開放係統”。

　　將jiang來lai，自zi動dong化hua係xi統tong將jiang整zheng合he並bing使shi用yong關guan注zhu產chan量liang和he利li用yong率lv最zui大da化hua的de產chan品pin和he服fu務wu。計ji算suan機ji將jiang放fang置zhi在zai電dian廠chang中zhong
，但dan專zhuan門men技ji能neng和he軟ruan件jian可ke存cun在zai任ren何he地di方fang。所suo有you的de計ji算suan機ji都dou可ke以yi通tong過guo門men戶hu網wang站zhan與yu外wai界jie連lian接jie
，並bing通tong過guo整zheng體ti而er不bu是shi零ling碎sui地di優you化hua工gong廠chang所suo有you過guo程cheng來lai降jiang低di運yun營ying成cheng本ben。係xi統tong將jiang避bi免mian通tong過guo使shi用yong狀zhuang況kuang為wei基ji礎chu的de監jian測ce和he協xie作zuo網wang絡luo專zhuan家jia的de單dan位wei行xing程cheng，這zhe可ke以yi更geng廣guang泛fan地di接jie觸chu能neng夠gou提ti供gong設she計ji和he運yun營ying數shu據ju的de專zhuan家jia。

　　總之，自動化係統的未來將通過協調具備高級開放信息技術工具和硬件的專業知識社區，進一步完善工廠的可靠性。

　　社區的運行

　　通過因特網推動的社區模式現在正被很多行業采用。或許，最為成功的因特網社區範例是Linux運行係統。

　　Linux是一種運行係統，起初是芬蘭Helsinki大學名為Linus Torvalds的年輕學生作為愛好創建的，並於1994年發布l.0版本Linux Kernel。所有Linux係統的核心kernel是根據GNU通用公共許可協議開發並發布的
，它的源代碼免費提供給任何人。數以百計的公司、機構和同等數量的個人

，都在Linux kerne操作係統基礎上發布了他們自己版本的係統。

　　當計算機社區把Linux據為所有，它已經成為由共享信息的社區人員開發的世界級操作係統。通過萬維網（除去被防火牆阻擋或設定安全防護的網站）,除去地理位置和時間等因素，用戶可以獲得所有數據。

　　同(tong)樣(yang)

，通(tong)過(guo)最(zui)新(xin)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)，電(dian)廠(chang)員(yuan)工(gong)可(ke)以(yi)進(jin)入(ru)他(ta)們(men)的(de)社(she)區(qu)，在(zai)社(she)區(qu)中(zhong)記(ji)錄(lu)所(suo)有(you)事(shi)件(jian)並(bing)討(tao)論(lun)問(wen)題(ti)。他(ta)們(men)通(tong)過(guo)互(hu)動(dong)和(he)合(he)作(zuo)獲(huo)得(de)答(da)案(an)
，新(xin)想(xiang)法(fa)也(ye)將(jiang)通(tong)過(guo)社(she)區(qu)向(xiang)各(ge)界(jie)公(gong)布(bu)。發(fa)電(dian)領(ling)域(yu)完(wan)善(shan)的(de)社(she)區(qu)聚(ju)集(ji)了(le)包(bao)括(kuo)操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)、維修工人、管理人員和工程顧問
，他們為目標品質
、最大化生產
、zuishaochengduhuanjingyingxianghezuidichengbenzheyigongtongmubiaoergongzuo。ciwai

，yixiefadiangongsiyijingjianchenglezhuoyuezhongxinlaizhichiduoyanghuadegongchang，qiezhuanyezhishikeyitongguozidonghuaxitongyijianlidetongxinqudaohuode。