2015年政府工作報告突出了互聯網在經濟結構轉型中的重要地位,報告明確指出:要制定“互聯網+”行動計劃,推動移動互聯網、云計算、大數據、物聯網等與現代制造業結合,促進電子商務、工業互聯網和互聯網金融健康發展。報告引發了各行各業對互聯網行業的極大關注,未來產業與互聯網的融合將貫穿相關行業業務的主線。
工業互聯網技術特別是移動互聯網技術發展迅速,但、發電行業至今還沒有找到與的互聯網技術進行融合的有效途徑。以傳統DCS系統為核心的發電廠自動化系統和以SIS/MIS為核心的發電廠信息化系統近10年來無明顯進步,絕大多數情況現場總線僅僅作為過程數據的通信總線,現場設備的內部信息始終無法很好的接入系統并被進一步使用。發電廠主副機檢修和維護還遵循多年以來的“大小修”傳統,無法通過優化的按需實施的狀態檢修來實現設備檢修的精確化和低成本化。發電廠運行和設備數據很多,但是出現機組故障后,多采用現場“事后分析”的模式,不能通過互聯網技術將主副機數據實時在線反饋到設備廠家,利用設備廠家的知識庫、專家庫進行實時遠程分析、遠程維護和故障預測。
科遠基于工業互聯網的智慧電廠科遠股份通過對發電廠現狀及客戶需求的深入分析,結合的工業4.0通訊技術、云平臺技術和大數據分析技術,基于科遠股份以往的熱工自動化技術和信息化技術,提出了新的解決方案——基于工業互聯網的智慧電廠。
1.基礎架構:

科遠股份基于工業互聯網的智慧電廠基礎架構該平臺主要由以下幾個部分構成:
● 現場設備數據采集系統和NT6000分散控制系統
● 鍋爐CT技術
● 單項隔離網閘
● 科遠股份云平臺(實時數據庫集群、高性能服務器集群)
● 發電機組實時自校正仿真系統
● 基于自校正仿真子系統的優化運行/事故預報子系統
● 發電廠設備能源消耗監控與管理子系統
● 設備狀態檢修/維護子系統
● 遠程診斷支撐子系統(含發電廠用戶、設備廠商、第三方機構互聯互通平臺)
● 三維數字化電廠系統
● 發電廠知識庫管理及共享子系統
● 互聯網/移動互聯網接入子系統(終端設備:PC機/手機/平板電腦)
智慧電廠依賴于科遠云平臺,云平臺中的實時數據存儲為發電廠各種設備的實時運行信息。通過對設備運行信息的分析和整理,可以計算出發電廠各主副設備的運行能耗;結合機組運行工況數據,可以進一步分析得出機組運行工況與設備能耗的關聯性,給出優選的設備能耗分配;在仿真子系統中經過加速運行優化后,可以將機組運行優化與發電廠設備能耗優化統一聯動起來,降低機組設備內部能耗,提升發電效率。
發電廠遠程診斷支撐子系統集成了傳感器技術、信號處理、計算機應用、網絡通信、專家系統、神經網絡、仿真等技術,它為重要設備或系統建立了一套嚴密的監控保護體系,為發電廠設備、電廠用戶以及第三方廠商通過科遠云平臺搭建一個三方互聯平臺。該系統通過連續在線監測設備或系統運行的重要狀態參數,及時了解設備或系統的運行狀況,為事故征兆的預診斷提供重要的數據資料,對已發生的故障進行快速的診斷分析,及時指出故障原因,提醒操作運行人員采取必要的措施,為設備或系統的安全運行提供可靠的保障。設備廠商/第三方機構可以通過科遠云平臺直接監控發電廠設備運行狀態并給出設備故障預警和維護建議;電廠用戶也可以通過該平臺尋求設備廠商/第三方機構的技術支持,以便在設備發生故障時進行快速診斷和修復。

科遠股份發電廠遠程診斷支撐子系統
三維數字化電廠軟件系統是一套基于B/S架構的軟件系統;它具有對接PDMS、PDS等大型三維設計軟件的數據接口,可將上述系統中大量有用信息平滑地導入到本系統進行加工處理,并集成工廠運行維護數據,再通過運行系統(如DCS、SIS、MIS 等)內其它各種相關功能,實現三維模型與設備、信息文檔的有力結合,最終形成龐大的工廠三維信息化系統。基于設計院三維設計和設備制造商三維設計實現工廠三維信息化,涉及到從設計、建造、安裝、調試、投運等不同階段,有設計方、建造方、設備方、業主方等多家單位參入,統一規劃,并在統一框架的指導下,各公司進行數字化工廠的建設,實現信息網絡互聯互通,共享資源,避免重復建設。數字化電廠的建設的最終目的是應用,是利用各種有用的數字化資源為生產管理服務。現階段,只有設計方、建造方、設備方、業主方共同參與,協同規劃,實現上下級數據轉移,建立適合的接口,達到互聯互通,才能實施數字化工廠這樣完整的大系統。

科遠股份三維數字化工廠
2.智慧電廠核心數據傳輸及處理的實施步驟
步:發布數據
通過單向隔離網閘,經互聯網將發電廠DCS和專用設備診斷數據采集系統中產生的設備數據、過程數據以及中間數據接入科遠股份云平臺的實時數據庫進行存儲。由于采用單向隔離網閘,在滿足通訊帶寬以及安全可靠的條件下可以將發電廠數據接入互聯網,打破傳統發電廠數據只能在廠內數據孤島中存在的現狀。
第二步:自校正仿真自校正仿真平臺開始發揮作用。一直以來,發電廠仿真系統由于仿真模型精度的問題只能作為人員培訓用,科遠股份基于云平臺的仿真子系統可以打破這一限制。首先符合目標機組特征的初始仿真模型在仿真子系統中運行,來自于目標機組的實時運行數據接入該仿真模型,仿真模型在機組實時數據的驅動下進行自矯正訓練,訓練后的模型輸出數據與下一時間剖面的目標機組的實時運行數據進行誤差比對,自動調整模型參數后,再進行下一輪的訓練調整,這個過程是實時自動連續的,經過若干周期,可以得到仿真精度非常高的仿真模型,并且隨著時間的推移,精度越來越高。
第三步:優化管理在高精度仿真模型的基礎上,可以通過模型運行加速和回溯進行機組的運行優化和故障預測;在該仿真平臺上對機組的設備進行生命周期管理,結合設備參數和設備狀態實現設備狀態檢修以及維護計劃安排;設備廠商和第三方機構也可以在該仿真子系統中進行設備和過程優化研究、診斷維護。因為仿真子系統中的過程數據與真實機組是實時同步的,仿真子系統是位于互聯網的云端,任何經過的單位和個人都可以訪問和使用仿真系統的功能和數據。科遠股份基于工業互聯網的智慧電廠的部署方式是高度靈活的,終端用戶可以通過任何可以接入互聯網的設備訪問該平臺,該平臺的功能及用戶展現方式保持對PC端、手機端、平板電腦端的友好性。通過科遠云平臺,電廠用戶和設備廠商以及第三方機構可以實現最小的投入以及的價值體現。電廠用戶或者設備廠商以及第三方機構也可以選擇自行建立云平臺的硬件設施由科遠股份提供整體解決方案。
結語
互聯網+”是互聯網思維進一步實踐的成果,它代表一種*的生產力,推動經濟形態不斷的發生演變。利用工業互聯網技術將傳統發電設備、控制設備以及耗能設備接入云端服務平臺,在海量數據挖掘的基礎上,實現發電廠設備在線診斷、耗能設備能耗優化、事故預報、機組優化運行等功能,通過互聯互通以及實時的數字化的展示最終實現智慧電廠。未來,科遠股份可以利用已掌握的海量發電大數據,依托工業互聯網,利用高效產品提供發電效率及質量生命周期管理,利用高效運維系統,實現發電系統全生命周期管理,構建智慧電廠運維平臺;利用微型電網技術進行發電能源峰谷調節,對接用能端需求,構建能源互聯網能源共享及高效利用的基本單元,作為公司提前布局能源互聯網的戰略性“落子”。基于工業互聯網的智慧電廠必將給傳統發電行業帶來巨大變革,對促進傳統發電廠從工業3.0升級為工業4.0起到關鍵作用。
2025第十一屆中國國際機電產品交易會 暨先進制造業博覽會
展會城市:合肥市展會時間:2025-09-20