★杭州和利時自動化有限公司王俊峰

1　創新背景

近年來，在國家“智能制造”和“自主可控”政策推動下，國產化自主工業自動化與智能化浪潮的深度演進，和利時集團100%國產化控制系統在石油化工行業的應用正經歷從輔助支持到核心驅動的戰略轉型，其技術滲透力、場景適配性與價值創造力均實現跨越式提升，標志著行業智能化升級邁入“自主可控”新階段。

和利時集團對100%國產化控制系統產品技術已進行了多年的探索、研發和應用，產品不斷迭代升級，不但自身產品不斷完善，還帶動整個供應鏈廠家的積極參與和合作發展，產品軟硬件技術更趨完善，進一步提升了工業安全水平，已經能夠完全滿足國家石油化工行業的應用要求。

2　技術特點

和利時在面對多重困難的情況下，認真響應國家發展的戰略號召，加大公司投入，經過數年不懈努力，研制開發出了真正意義上的全國產化控制系統產品，包括了DCS/OCS、SIS、PLC、SCADA、信號處理和網絡安全等全系列產品，其核心硬件（控制器、I/O卡件、通訊卡件、電源、交換機、安全柵、安全繼電器等）及軟件（實時操作系統、實時數據庫、組態工具、工業應用軟件等）均實現了全國產化，同時與國內多家計算機廠家深度合作，實現軟硬件國產化兼容性互認。

研發設計采用平臺+應用的開發模式，形成一體化管控平臺和工廠數字孿生平臺，實現源碼及跨平臺，技術上完全自主可控，硬件嵌入安全可信芯片，在全國產化的同時不降低兼容性要求，并且進一步增強，新一代全國產化系統在整體性能上進一步提升。

在全國產化操作系統、CPU等基礎設施性能相對有限的情況下，主動提升產品自身性能，優化用戶體驗，同時兼顧系統開放性。

3　項目創新性

為了向客戶展示完整的系統性能，和利時集團在公司內部搭建了完整的測試展示系統，系統規模達到石油化工行業100萬噸/年乙烯項目的規模，控制器能夠支持十萬個I/O點信號，便于客戶可以根據實際需要來了解和測試全國產控制系統的各項功能，保證在實際應用中的可靠性。系統具備的主要功能詳見圖一“和利時全國產控制系統網絡架構示意圖”。

系統功能包括：

（1）全國產DCS/OCS、SIS、PLC、SCADA、信號處理和網絡安全等全系列產品，其中全國產產品核心硬件及軟件（均采用國內自主品牌元器件產品，保證系統達到信創產品標準；

（2）系統工程師站和操作站等采用信創品牌電腦和常規品牌電腦，具備一致的組態和顯示操作能力，可實現系統信息共享；

（3）系統網（控制監視層）采用自主研發的HRPC技術（基于HTTP的遠程過程調用協議），經過多年實際應用，證明滿足實時、冗余、安全需要；

（4）IT層采用獨立數據服務，有效隔離外部應用訪問，保證系統安全性；

（5）應用人因工程學（Human Factors Engineering）系統化的工程方法評估人機交互過程中的可靠性，達到國際先進水平；

（6）支持全國產系統與客戶現有國產系統完全兼容，不同系列產品在統一網絡架構下安全運行，不同系列產品具有相同的安裝尺寸，保證產品的互換性，保護客戶的現有投資，全國產系統產品既適用于新建項目，又滿足升級改造項目的需求；

（7）產品通過多項國內專業機構認證，保證產品性能滿足信創指標和完全可靠；

（8）提供生產過程整體解決方案，涵蓋：兼容AMS（設備管理）、ICMS（儀控設備管理）、兼容BATCH（批量控制）、兼容AAS（高級報警管理）、兼容OPAS（過程操作自動化）、兼容APC（先進過程控制）、兼容RTO（實時優化軟件）、兼容Monitor（控制性能監控與評估）、兼容MES（生產執行）、兼容OTS（操作員仿真培訓）等各類工業應用軟件；

（9）通過自主創新與生態協同，全國產控制系統產品構建覆蓋流程工業、功能安全、離散制造的完整工控產品譜系；

（10）全國產化控制系統產品采用了符合等保2.0三級的相關功能設計，滿足等保2.0中關于業務軟件的相關要求。符合工信部網《工業控制系統網絡安全防護指南》與《關鍵信息基礎設施安全保護條例》中對于供應鏈安全相關要求。

圖1 和利時全國產控制系統網絡架構示意圖

4　應用案例

和利時集團積極參與到石油化工行業落實國家新興產業戰略、推動煉化產業升級的核心工程中，近期和利時集團為中石油新建高端聚烯烴項目提供了全國產控制系統，該項目包括DCS、SIS、GDS、信息安全系統和設備管理軟件等，實現了石油化工生產的全部控制系統要求，以技術賦能石油化工行業自主產業鏈發展需求。

和利時全國產化控制系統架構組態更靈活，可以根據實際工廠需要搭建多層網絡，實現生產控制與工廠信息化網絡的無縫鏈接，新建高端聚烯烴項目情況如下：

（1）項目I/O設計規模約3500點，其中AI/AO約1500多點，DI/DO約1800點，智能遠程I/O約200點；

（2）串行通訊接口20多個，除了連接SIS/GDS等系統設備，還連接現場PLC、分析儀、現場儀表等配套控制系統，軟點約5000點；

（3）服務器、工程師站、操作員站和歷史站均采用經過兼容性互認的全國產化產品；

（4）操作系統為中國電子信息產業集團下屬麒麟軟件，雙方公司經過多年合作，共同合作研發，實現系統兼容性互認；

（5）全國產組態軟件、實時數據庫軟件、歷史數據庫軟件、顯示操作軟件、設備管理軟件和OPCUA軟件等；

（6）與工廠信息網絡連接通過OPCUA接口；

（7）全國產管理型網絡交換機，滿足工業現場應用標準和信息化安全標準，根據需要搭建三層網絡架構；

（8）全國產信息安全系統，滿足等保2.0二級標準，包括自主終端安全衛士軟件和工業防火墻設備；

（9）機柜數量35面，包括系統主機柜、I/O端子板柜、安全柵/電涌保護柜、繼電器柜、電源柜、網絡柜等；

（10）智能遠程I/O的機柜在現場放置，智能卡件可以根據現場儀表信號定義通道接收類型，大大減少客戶安裝和工程成本。

圖2 和利時石油化工新材料項目全國產控制系統DCS網絡架構圖

該項目同時配置了和利時集團全國產化高可用安全控制系統SIS和GDS系統產品，該系統是擁有獨立自主知識產權的雙安融合產品，是國家關鍵基礎設施在全生命周期的安全保障。

系統主要功能特點：

（1）SIS項目I/O設計規模約200點，GDS項目I/O設計規模約500點；

（2）安全控制器采用1OO2D*3架構，支持2-1-0（單模塊）、4-2-1-0（雙模塊冗余）、6-4-2-1-0（三模塊冗余）應用降級；

（3）采用全國產化芯片和元器件，控制器采用雙核全國產化處理器；

（4）支持菊花鏈、星型、混合型及環型等四種網絡拓撲架構，適用于各種工業現場應用；支持10千米級遠程機架擴展；

（5）單域最大支持64個控制站，單控制站最大支持8000點I/O信號；

（6）控制系統一體化設計，無縫兼容DCS/OCS、CCS等系統，實時數據共享；

（7）支持全國產化與非國產化控制器異構冗余，適用新建、改造和擴容項目，保護客戶長期資產。

5　未來發展方向

全國產化控制系統的道路還很長，要完成超越現有控制系統產品技術，除了和利時集團不斷的努力，還要依靠國家推動整個產業鏈的發展，從芯片技術成熟到行業應用落地，才能全面達到國家自主可控戰略目標。

和利時完全國產化自主可控控制系統產品除了在大型熱電和核電行業有大量應用經驗外，在國內其他大型化工項目（I/O點數10000點以上）中已有多套成功運行，包含多個國家戰略性項目，產品覆蓋DCS、SIS、PLC、SCADA、AMS、APC、BATCH和信息安全系統工程應用，以及配套國產化自產品儀表和外購品等。和利時全國產化控制系統產品正在得到石油化工行業越來越多客戶的信任。

同時，和利時集團也在積極推進AI技術與工業控制領域應用研發，憑借公司多年石油化工行業應用經驗，為實現客戶工廠“自主運行、智能優化”的目標，推出了可自由定義的新一代智能系統—XMagital，為客戶提供更全面的效益提升服務。隨著人工智能、5G通信、工業互聯網等技術的深度融合，控制系統正朝著“自主決策—自主執行—自主進化”的高階形態演進，為石油化工行業高質量發展注入強勁動能。

摘自《自動化博覽》2025年12月刊