[01059421]新一代工业过程智能控制系统自主研发及产业化应用

该成果属于自动化控制技术领域。 随着“云大物移智”技术的快速发展，工业过程控制系统从简单分散控制向结构分散、功能增强、内生安全、智能控制转变，进而解决常规控制系统面临的易用性和可靠性不高，智能化程度低，以及控制系统信息安全脆弱的问题。 上海新华控制集团、上海电力大学、上海交通大学等单位通过多年产学研深度合作，在上海市科委、经信委等科技项目支持下，研发了新一代全集成、功能完善、内生安全、面向整个工业生产过程的智能控制系统。主要创新点如下： 1、新一代工业过程智能控制系统高可靠高安全硬件平台技术提出了控制系统实时网与非实时网分流技术，保证数据传输的实时性和确定性；提出冗余容错自愈式环网结构，保证发生3处以上断点后数据仍能正常传输。自主研发新一代工业过程智能控制系统高可靠高安全硬件平台，控制器采用冗余容错技术，实现热备冗余以及故障无扰切换，执行周期50ms-60s可选，最快可达10ms。创新发明了基于FPGA芯片的容错主从同步串行通讯链路技术，实现了双链路容错、故障自动检测和自动切换，并为I/O模块提供全域高精度时钟源，时钟同步精度<0.5us，SOE时间分辨率达到0.25ms。 2、新一代工业过程智能控制系统一体化软件平台技术创新性采用统一分布式实时数据库技术，提出了在实时控制器上实现全动态点目录，可在1s内完成任何数据刷新；实现了无需编译、重启控制器的在线和离线一体化组态方式，支持现场修改、调试和离线仿真控制功能。自主研发了新一代工业过程智能控制系统一体化软件平台，实现了图形可视化控制策略编程以及工艺流程可视化组态。面向工业过程智能控制，自主开发了“所见即所得”先进控制算法库，提供多变量系统辨识、双层协同优化控制、数据驱动预测控制等多种功能，并与常规控制无缝集成。 3、新一代工业过程智能控制系统多层次主动安全深度防护技术针对日益引起关注的工控安全问题，从“强化基础、内生安全、纵深防御”的角度出发，创造性提出了包含内生安全控制站、实时增强控制网络以及主动安全防御软件平台的多层次主动安全深度防护体系。在系统信息安全检测方面，创新发明了主动无损式漏洞检测技术；在主动安全方面，创新发明了双因子安全接入认证体系，实现对系统的访问控制，避免了用户身份冒用的缺陷，有效拒绝恶意攻击者对敏感数据的访问请求，提升了系统信息安全防护能力。 该成果申请发明专利21项(其中已授权13项)，授权实用新型23项和外观设计6项，获得计算机软件著作权23项，参与制定国家标准2项，发表学术论文38篇(其中SCI、EI检索23篇)。科技查新报告和咨询报告结论为该项目具有新颖性，达到了国际先进水平。 该成果通过了CE、FCC认证，已在电力、石化、水泥、造纸等多个流程控制行业实现了2000多套的产业化应用，典型用户如上海吴泾第二发电厂、深圳妈湾电厂等，并出口至巴基斯坦、印度尼西亚、伊拉克、孟加拉等国。近三年新增产值7.66亿元，新增利税7100多万元，创汇340万美元，取得了显著的社会经济效益，具有巨大的应用推广价值。