【導讀：過去10年，電廠控製係統先從以集散控製係統（DCS）weizhongxindezhuanyouruanjianpingtaizhujianxiangshiyonggongyebiaozhunruanyingjiandekaifangshixitongfazhan，ranhouzaixiangjuyouwuxianliantongxingbingnengyuzhongduobutongzhizaoshangshengchandexianchangyibiaojinxinghutongdequanjichengdianchangzidonghuaxitongfazhan。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(he)I/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。

　　自zi動dong化hua係xi統tong也ye快kuai速su發fa展zhan成cheng為wei商shang品pin。為wei達da到dao高gao標biao準zhun的de可ke靠kao性xing，發fa電dian公gong司si並bing沒mei有you放fang鬆song對dui包bao括kuo元yuan件jian與yu模mo塊kuai在zai內nei的de堅jian固gu設she計ji要yao求qiu。標biao準zhun電dian廠chang自zi動dong化hua係xi統tong安an裝zhuang了le堅jian固gu的deI/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  hebingshujushitu。xitongmenhuwangzhanshigedidezhuanjiakeyizhakanzuzhineibudeyunyingjicaizhengshuju，congerzuochugenghaodejuecehekuaisudexiangying
，bingtigaoguanlishuiping。gaojizichanguanliruanjiandabaofanganlianhexianchangzongxianjishu，shijisuanjixitongkeyiduigongchangcaozuoguochengheshebeijinxingqiansuoweiyoudejiandu

　　現貨硬件解決方案使硬件價格更低，如I/O模mo塊kuai，甚shen至zhi控kong製zhi器qi等deng元yuan件jian。研yan究jiu表biao明ming，係xi統tong出chu貨huo硬ying件jian價jia值zhi持chi續xu下xia跌die

，而er軟ruan件jian應ying用yong價jia值zhi不bu斷duan上shang升sheng。但dan這zhe項xiang技ji術shu的de存cun在zai，並bing不bu一yi定ding意yi味wei著zhe這zhe一yi技ji術shu適shi合he任ren何he價jia格ge。

　　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）和he其qi他ta類lei型xing，已yi經jing獲huo得de了le供gong應ying商shang和he用yong戶hu的de廣guang泛fan接jie受shou。但dan是shi，多duo數shu自zi動dong化hua係xi統tong供gong應ying商shang把ba自zi己ji與yu那na些xie針zhen對dui一yi個ge行xing業ye的de應ying用yong服fu務wu供gong應ying商shang區qu分fen開kai來lai。現xian在zai，供gong應ying商shang提ti供gong的de產chan品pin和he服fu務wu是shi否fou具ju備bei提ti高gao有you效xiao性xing、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90年nian代dai中zhong期qi，多duo數shu控kong製zhi係xi統tong中zhong包bao含han了le支zhi持chi性xing知zhi識shi和he操cao作zuo指zhi南nan信xin息xi
，係xi統tong的de操cao作zuo和he更geng新xin已yi經jing融rong入ru到dao過guo程cheng控kong製zhi係xi統tong和he工gong程cheng工gong具ju中zhong。通tong常chang，操cao作zuo人ren員yuan通tong過guo鎖suo定ding一yi個ge過guo程cheng對dui象xiang進jin行xing相xiang關guan的de設she計ji和he指zhi南nan檢jian索suo。這zhe一yi支zhi持chi為wei操cao作zuo人ren員yuan提ti供gong了le基ji礎chu知zhi識shi和he幫bang助zhu，但dan不bu能neng替ti操cao作zuo人ren員yuan做zuo出chu決jue定ding。

　　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”xinxishicongsirendiannaohuodongzhongshoujide，keyijiketongzhidaogongchang。erzhuanjiaxuniwanglujihuajiangweiraoshengchanhuodongjinxingkaifa
，bingjiangdedaoweilaizidonghuaxitongdezhichi。

　　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，CSCW建jian議yi通tong過guo計ji算suan機ji文wen件jian信xin息xi儲chu存cun功gong能neng推tui進jin數shu據ju和he項xiang目mu的de留liu存cun。信xin息xi技ji術shu應ying該gai通tong過guo可ke實shi時shi輕qing鬆song獲huo得de知zhi識shi並bing與yu具ju備bei合he適shi知zhi識shi的de個ge體ti聯lian係xi來lai支zhi持chi有you組zu織zhi的de記ji憶yi

，而er比bi較jiao熟shu悉xi的de工gong廠chang數shu據ju曆li史shi和he電dian子zi記ji事shi本ben就jiu是shi從cong這zhe項xiang研yan究jiu中zhong發fa展zhan而er來lai。

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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”kuayueneibuzhuoyuezhongxin，congjigouwaibusoujizhuanyezhishilaiyouhuayunying。weichengdangongtongdemubiao，zhuanjiatuanduizhongdemeigechengyuanjunjubeibutongdezhuanyezhishi，keyisuishisuidibeiyaoqingtigongjianyi。

　　優化資產的支持性應用程序

　　zaizidonghuaxitongkongzhizhongxin
，fadiangongsijishijiegedidezhuanjiahezidonghuagongyingshangtongguogongjuhegaojiyingyongchengxujiangxinxiheshishishujutongguomenhuwangzhanjieruzidonghuaxitong，ranhoujieruzhenggegongsiyewuxitong（見圖4），yongyougongtongmubiaodezhuanjiashequkeyijinxinglianhe。ciwai
，haikeyitongguomenhuwangzhantigongzengxiaochanpinhefuwulaizengjiaxiaolvhezuixiaohuatingjishijian。henmingxian，womenxuyaowanmeidexinxianquan、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、最(zui)少(shao)程(cheng)度(du)環(huan)境(jing)影(ying)響(xiang)和(he)最(zui)低(di)成(cheng)本(ben)這(zhe)一(yi)共(gong)同(tong)目(mu)標(biao)而(er)工(gong)作(zuo)。此(ci)外(wai)，一(yi)些(xie)發(fa)電(dian)公(gong)司(si)已(yi)經(jing)建(jian)成(cheng)了(le)卓(zhuo)越(yue)中(zhong)心(xin)來(lai)支(zhi)持(chi)多(duo)樣(yang)化(hua)的(de)工(gong)廠(chang)，且(qie)專(zhuan)業(ye)知(zhi)識(shi)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)已(yi)建(jian)立(li)的(de)通(tong)信(xin)渠(qu)道(dao)獲(huo)得(de)。