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      南京南瑞繼保電氣有限公司
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      揚自主可控之帆、筑百年強國之夢(宋誠驍)

      2021-08-04

             中國共產黨即將迎來百年華誕。百年前,革命先輩艱苦奮斗、不畏險阻、拋頭顱灑熱血,才有了我們今天的美好生活。但隨著國際關系風云變幻,尤其中美關系的波瀾迭起,各種“制裁”“、“卡脖子”事件層出不窮,越來越多的有識之士意識到,把關鍵技術掌握在自己手中是多么重要,“自主可控”這四個字,擲地有聲,振聾發聵,也任重道遠。

             正是在這樣復雜的國際環境下,自主可控DCS系統的研制,迫在眉睫。DCS分散控制系統是火力發電廠自動化控制的大腦,是確保電力穩定供應的關鍵系統設備。然而DCS系統的核心芯片、操作系統等長期依賴進口,核心技術受制于人。為防患于未然,結合國產芯片保護控制平臺開發的成功經驗和工控10多年的工程應用積累和研發經驗,南瑞繼保與華能集團強強聯合,于去年年初,踏上自主可控DCS系統研制的不凡征程。研發期間遇到處理器功耗大、缺少核心功能芯片、國產計算機性能不足等攔路虎,南瑞繼保人沒有退縮。硬件平臺通過分立器件和FPGA完成核心芯片功能,軟件平臺開展深度效率優化滿足二十萬點數據應用要求。中國自動化學會鑒定本套DCS,軟硬件國產化率100%,綜合國內外多種類型DCS的優點并進一步優化提升,多項指標超過國外同類產品水平,技術水平總體國際領先。

             作為開發團隊的一員,我有幸參與了這套系統從誕生到投運的整個過程,同時也承擔了其中DEH伺服閥控制卡件應用程序的開發任務。DEH是實現汽輪發電機組轉速控制和負荷控制的關鍵系統,是DCS中最重要的分系統之一。伺服卡則是DEH系統中直接驅動汽輪機調節汽門電液轉換器的關鍵設備,要求靈敏、準確和絕對穩定。這套卡件從硬件到軟件對于南瑞繼保而言都是從零開始,沒有任何應用經驗,對于開發團隊來說是一個全新的嘗試和巨大的挑戰,難度和壓力可想而知。

             再硬的骨頭也得啃下來,擼起袖子加油干。經過細致的調研以及跟熱工院的多次討論,明確了伺服卡開發需求后,我每天跟硬件部吳健、劉井密,基礎軟件部王長清反復琢磨實施細節,摸著石頭過河,在驗證國產芯片性能指標、完成EMC摸底實驗后,于去年6月形成了初版程序。但這套卡件究竟能不能精準控制伺服閥、驅動油動機,大家心里都沒有底。為此,我聯系了油動機廠家,前往廠內進行聯調。在廠房中,我忐忑地搭好測試平臺,在下發閥位指令的那一刻,我甚至覺得時間都凝固了。當看到油動機迅速而又準確地停在目標位置時,我按捺不住內心的激動,輕聲喊了出來:“Nice!”

             雄關漫道真如鐵,而今邁步從頭越。一塊自主可控伺服卡,凝聚著研究院各個部門的心血,這是公司企業文化 “務實求精協作創新”的極好體現。硬件部吳健為優化LVDT采樣及伺服電流輸出精度,調整了3次PCB板設計、4次元器件BOM,精益求精,追求伺服卡最佳精度性能。與此同時,軟件層面也在持續優化,不放過任何細節。軟硬件經歷了若干次迭代,通過了168烤機測試,通過了機組適配測試,最終形成出廠版本。西安熱工院專家王賓對我說:“我們用過國內外各大DCS廠家的伺服卡,也嘗試過自己開發,但沒能成功,非常理解這里面的難度,你們相當于白手起家,這么短時間內能成功開發出這套卡件,非常非常了不起。”

             去年10月初,自主可控DCS系統發往華能福州電廠,開始現場調試。時值國慶假期,現場的兄弟們毅然放棄休息,沒有一絲怨言。研發、工程、設計的兄弟鼎力協作,與西安熱工院一道,攜手奮斗。

             調試緊鑼密鼓地進行著,到了DEH分系統階段,用戶突然找到了我說:為什么后臺偶爾有伺服卡件通訊故障的告警?

             啟機日期近在咫尺,這個問題必須以最快速度解決。為了不影響調試,排查只能安排在每晚9點后。偶發性的通訊故障,首先懷疑的是丟包、干擾等因素,但熱插拔后現象消失,不明情況下又會觸發,令人費解。硬件部瞿亮拖著嚴重感冒的身體,花了整整一夜,配合我排除了硬件本身問題及信號干擾的可能性。第二天中午,基礎軟件部王長清和張杰火速飛抵現場,帶來抓包神器,配合排查。同時,公司各個方向的大神們也利用各自豐富的經驗、高超的技術,從不同角度推測風險點。每個懷疑方向,都搭建環境測試、驗證,不放過任何可能。最終,通過現場與家里的反復推敲和嘗試,終于找到了穩定復現問題的方法。大家順藤摸瓜,問題定位,修改程序,試驗測試,一氣呵成。從問題的發現到解決,整整3個晝夜,電廠門口小賣部的紅牛已然脫銷。福州電廠林昇廠長贊嘆不已,他真摯地說:“當初你們拿福州二號機組作為自主可控DCS試驗機組,我心里還是很擔心的,但你們的專業能力和拼搏精神,給了我信心,南瑞繼保四個字就是顆定心丸,好樣的!”

             功夫不負有心人,福州電廠二號機組于2020年11月6日并網成功,成為國內投運的首臺套完全自主可控DCS系統。

             回首過往,展望未來。今年有約15個火電自主可控DCS項目正在或等待實施,可謂深耕細作,厚積薄發。沖鋒號已經吹響,我們要萬眾一心加油干,征途漫漫,惟有奮斗。

             值此建黨100周年之際,我更加明白,在國力日漸強盛、而外部威脅步步緊逼的時候,自主可控是歷史的選擇,是時代的洪流。我們要不畏風霜雨雪、酷暑嚴寒,仰望星空,腳踏實地,走好、走穩自主可控的每一步路,為中華民族百年強國夢,為實現中華民族的偉大復興,做出應有的獻。


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