★杭州和利时自动化有限公司王俊峰

1　创新背景

近年来，在国家“智能制造”和“自主可控”政策推动下，国产化自主工业自动化与智能化浪潮的深度演进，和利时集团100%国产化控制系统在石油化工行业的应用正经历从辅助支持到核心驱动的战略转型，其技术渗透力、场景适配性与价值创造力均实现跨越式提升，标志着行业智能化升级迈入“自主可控”新阶段。

和利时集团对100%国产化控制系统产品技术已进行了多年的探索、研发和应用，产品不断迭代升级，不但自身产品不断完善，还带动整个供应链厂家的积极参与和合作发展，产品软硬件技术更趋完善，进一步提升了工业安全水平，已经能够完全满足国家石油化工行业的应用要求。

2　技术特点

和利时在面对多重困难的情况下，认真响应国家发展的战略号召，加大公司投入，经过数年不懈努力，研制开发出了真正意义上的全国产化控制系统产品，包括了DCS/OCS、SIS、PLC、SCADA、信号处理和网络安全等全系列产品，其核心硬件（控制器、I/O卡件、通讯卡件、电源、交换机、安全栅、安全继电器等）及软件（实时操作系统、实时数据库、组态工具、工业应用软件等）均实现了全国产化，同时与国内多家计算机厂家深度合作，实现软硬件国产化兼容性互认。

研发设计采用平台+应用的开发模式，形成一体化管控平台和工厂数字孪生平台，实现源码及跨平台，技术上完全自主可控，硬件嵌入安全可信芯片，在全国产化的同时不降低兼容性要求，并且进一步增强，新一代全国产化系统在整体性能上进一步提升。

在全国产化操作系统、CPU等基础设施性能相对有限的情况下，主动提升产品自身性能，优化用户体验，同时兼顾系统开放性。

3　项目创新性

为了向客户展示完整的系统性能，和利时集团在公司内部搭建了完整的测试展示系统，系统规模达到石油化工行业100万吨/年乙烯项目的规模，控制器能够支持十万个I/O点信号，便于客户可以根据实际需要来了解和测试全国产控制系统的各项功能，保证在实际应用中的可靠性。系统具备的主要功能详见图一“和利时全国产控制系统网络架构示意图”。

系统功能包括：

（1）全国产DCS/OCS、SIS、PLC、SCADA、信号处理和网络安全等全系列产品，其中全国产产品核心硬件及软件（均采用国内自主品牌元器件产品，保证系统达到信创产品标准；

（2）系统工程师站和操作站等采用信创品牌电脑和常规品牌电脑，具备一致的组态和显示操作能力，可实现系统信息共享；

（3）系统网（控制监视层）采用自主研发的HRPC技术（基于HTTP的远程过程调用协议），经过多年实际应用，证明满足实时、冗余、安全需要；

（4）IT层采用独立数据服务，有效隔离外部应用访问，保证系统安全性；

（5）应用人因工程学（Human Factors Engineering）系统化的工程方法评估人机交互过程中的可靠性，达到国际先进水平；

（6）支持全国产系统与客户现有国产系统完全兼容，不同系列产品在统一网络架构下安全运行，不同系列产品具有相同的安装尺寸，保证产品的互换性，保护客户的现有投资，全国产系统产品既适用于新建项目，又满足升级改造项目的需求；

（7）产品通过多项国内专业机构认证，保证产品性能满足信创指标和完全可靠；

（8）提供生产过程整体解决方案，涵盖：兼容AMS（设备管理）、ICMS（仪控设备管理）、兼容BATCH（批量控制）、兼容AAS（高级报警管理）、兼容OPAS（过程操作自动化）、兼容APC（先进过程控制）、兼容RTO（实时优化软件）、兼容Monitor（控制性能监控与评估）、兼容MES（生产执行）、兼容OTS（操作员仿真培训）等各类工业应用软件；

（9）通过自主创新与生态协同，全国产控制系统产品构建覆盖流程工业、功能安全、离散制造的完整工控产品谱系；

（10）全国产化控制系统产品采用了符合等保2.0三级的相关功能设计，满足等保2.0中关于业务软件的相关要求。符合工信部网《工业控制系统网络安全防护指南》与《关键信息基础设施安全保护条例》中对于供应链安全相关要求。

图1 和利时全国产控制系统网络架构示意图

4　应用案例

和利时集团积极参与到石油化工行业落实国家新兴产业战略、推动炼化产业升级的核心工程中，近期和利时集团为中石油新建高端聚烯烃项目提供了全国产控制系统，该项目包括DCS、SIS、GDS、信息安全系统和设备管理软件等，实现了石油化工生产的全部控制系统要求，以技术赋能石油化工行业自主产业链发展需求。

和利时全国产化控制系统架构组态更灵活，可以根据实际工厂需要搭建多层网络，实现生产控制与工厂信息化网络的无缝链接，新建高端聚烯烃项目情况如下：

（1）项目I/O设计规模约3500点，其中AI/AO约1500多点，DI/DO约1800点，智能远程I/O约200点；

（2）串行通讯接口20多个，除了连接SIS/GDS等系统设备，还连接现场PLC、分析仪、现场仪表等配套控制系统，软点约5000点；

（3）服务器、工程师站、操作员站和历史站均采用经过兼容性互认的全国产化产品；

（4）操作系统为中国电子信息产业集团下属麒麟软件，双方公司经过多年合作，共同合作研发，实现系统兼容性互认；

（5）全国产组态软件、实时数据库软件、历史数据库软件、显示操作软件、设备管理软件和OPCUA软件等；

（6）与工厂信息网络连接通过OPCUA接口；

（7）全国产管理型网络交换机，满足工业现场应用标准和信息化安全标准，根据需要搭建三层网络架构；

（8）全国产信息安全系统，满足等保2.0二级标准，包括自主终端安全卫士软件和工业防火墙设备；

（9）机柜数量35面，包括系统主机柜、I/O端子板柜、安全栅/电涌保护柜、继电器柜、电源柜、网络柜等；

（10）智能远程I/O的机柜在现场放置，智能卡件可以根据现场仪表信号定义通道接收类型，大大减少客户安装和工程成本。

图2 和利时石油化工新材料项目全国产控制系统DCS网络架构图

该项目同时配置了和利时集团全国产化高可用安全控制系统SIS和GDS系统产品，该系统是拥有独立自主知识产权的双安融合产品，是国家关键基础设施在全生命周期的安全保障。

系统主要功能特点：

（1）SIS项目I/O设计规模约200点，GDS项目I/O设计规模约500点；

（2）安全控制器采用1OO2D*3架构，支持2-1-0（单模块）、4-2-1-0（双模块冗余）、6-4-2-1-0（三模块冗余）应用降级；

（3）采用全国产化芯片和元器件，控制器采用双核全国产化处理器；

（4）支持菊花链、星型、混合型及环型等四种网络拓扑架构，适用于各种工业现场应用；支持10千米级远程机架扩展；

（5）单域最大支持64个控制站，单控制站最大支持8000点I/O信号；

（6）控制系统一体化设计，无缝兼容DCS/OCS、CCS等系统，实时数据共享；

（7）支持全国产化与非国产化控制器异构冗余，适用新建、改造和扩容项目，保护客户长期资产。

5　未来发展方向

全国产化控制系统的道路还很长，要完成超越现有控制系统产品技术，除了和利时集团不断的努力，还要依靠国家推动整个产业链的发展，从芯片技术成熟到行业应用落地，才能全面达到国家自主可控战略目标。

和利时完全国产化自主可控控制系统产品除了在大型热电和核电行业有大量应用经验外，在国内其他大型化工项目（I/O点数10000点以上）中已有多套成功运行，包含多个国家战略性项目，产品覆盖DCS、SIS、PLC、SCADA、AMS、APC、BATCH和信息安全系统工程应用，以及配套国产化自产品仪表和外购品等。和利时全国产化控制系统产品正在得到石油化工行业越来越多客户的信任。

同时，和利时集团也在积极推进AI技术与工业控制领域应用研发，凭借公司多年石油化工行业应用经验，为实现客户工厂“自主运行、智能优化”的目标，推出了可自由定义的新一代智能系统—XMagital，为客户提供更全面的效益提升服务。随着人工智能、5G通信、工业互联网等技术的深度融合，控制系统正朝着“自主决策—自主执行—自主进化”的高阶形态演进，为石油化工行业高质量发展注入强劲动能。

摘自《自动化博览》2025年12月刊