我国攻克控制装备关键技术打破国外垄断
- 2014/1/13 14:35:34 5395
- 来源：仪表网
摘要：国家科技进步一等奖“控制装备的设计开发平台研究与应用”，攻克控制装备关键技术，形成具有自主知识产权的核心技术体系，并在重大工程中得到应用，打破了国外在此方面的市场垄断和技术封锁，起到了不可替代的作用。
导读：国家科技进步一等奖“控制装备的设计开发平台研究与应用”，攻克控制装备关键技术，形成具有自主知识产权的核心技术体系，并在重大工程中得到应用，打破了国外在此方面的市场，起到了不可替代的作用。
仪表网讯 半个多世纪以来，我国重大装备制造业的“大脑”——控制装备几乎完全被国外垄断，成为中国工业大而不强、受制于人的关键之“痛”。
“设备的‘身体’进来了，‘大脑’还在人家手上，我们要改变这样的局面。”本世纪初，以浙江大学孙优贤院士为核心的科研团队，瞄准控制装备及系统的高安全性、高可靠性、高适应性和大规模化等四大难题，联合上海电气集团股份有限公司、杭州优稳自动化系统有限公司、杭州哲达科技股份有限公司等企业携手攻关，终于研制出面向重大工程配套的控制装备及系统的设计开发平台。
科研团队重要的实验平台，安置在浙江大学玉泉校区控制工程大楼里。一年365天、每天24小时不间断运行的实验设备，模拟的是真实场景的大型工业现场的“大脑中枢”，教授们称它们为“桌面工厂”。在新技术正式上马前，研究人员先要在这里完成研发和各种安全、稳定性测试。经过十余年的技术开发和应用研究，课题组研制成功了控制装备及系统的设计开发平台，为石化、冶金、化工、能源各个行业的重大装备的控制系统，提供硬件平台、软件平台、先控与优化平台等一体化的技术支撑。
上海电气是中国大的综合性装备制造业集团之一，产品覆盖火力发电机组、核电机组、风电、重型装备、输配电等领域。“控制系统是机械装备的关键部分，过去我们都是用进口装备来武装我们自己的装备，但是价格贵，受到制约也多。”曾任集团中央研究院院长、现任上海电气集团事业部部长的黄建民，10年来已经和浙大的科学家们结成了老朋友。“在浙江大学王文海研究员等科学家的支持下，我们形成了自主的硬件软件开发系统，结束了受国外公司束缚的局面。我们生产的火电、核电、污水处理项目装备，在很多地方建成了推广示范项目。”
高炉TRT装置，是利用高炉煤气余压余热进行发电的能量回收装置。该装置能给钢铁企业带来显著的经济效益，但前提是必须具有高安全性、高可靠性，不能影响高炉生产。10多年间，课题组设计的智能运行控制方法不断升级，在高炉顶压稳定性、TRT升速过程平稳性、紧急切换安全性方面都已优于同类控制系统。10年来，调试控制设备的速度越来越快：10年前，调试花了两个月，去年新上马的TRT调试，只调试了5天，就实现了并网发电。“该速度在我们这里创造了一个奇迹。”柳钢炼铁厂副厂长张洪波说，“这是科学家和我们长期合作形成的默契。”
“工业实际多年无法攻克的难题，往往蕴含了前沿的学术问题。”这是课题组刘兴高教授常说的一句话，刘老师长期瞄准的方向，是控制装置及系统的优化平台中，冶金、石化、煤化等领域的重大通用装备——空气分离装置。
空气分离装置的难题是动态建模难、节能控制难、运行优化难，许多美国、日本的大科学家倾注了一辈子心血在这一研究领域。10多年来，刘兴高老师课题组理论研究与应用研究相结合，在上报道了内部热耦合精馏的反向响应和独特的波动现象，建立了非线性波动模型，从本质上找到了节能过程难以控制的原因所在；同时，在上提出了确保产品质量和大效能下，可控可操作的一体化优化设计方法，设计出了99.999%的超高纯热耦合控制方案，得到了多种的节能潜力优化方法和生产潜力优化方法，形成了具有自主知识产权的优化控制系列核心技术，处于水平，多项发明授权空分公司实施应用。
2012年2月，由张钹院士自动化领域国家重点实验室评估专家组评价：控制装备及系统的设计开发平台，为解决控制装备高可靠性、高适应性、高安全性与大规模技术难题，攻克了控制装备及系统设计关键技术，形成具有自主知识产权的核心技术体系，并在重大工程中得到应用，打破了国外在此方面的市场垄断和技术封锁，起到了不可替代的作用。
据统计，浙江大学孙优贤团队的控制装备研发成果，已经有2500套成功应用于大型高炉TRT装置、空气分离装置、火电机组及各行业工业装置，其中包括宝钢集团大的5000立方米高炉、韩国现代制铁集团大的5250立方米高炉；成果的技术性能指标全面优于国外主流控制系统，达到同类技术的水平；产品已出口美国、德国、日本、韩国等多个国家，具有市场竞争优势;获得授权发明65项，软件著作权30项，SCI、EI论文108篇，专著、编著4本；近3年新增产值189.1亿元，创造经济效益72.9亿元。
仪表网讯 半个多世纪以来，我国重大装备制造业的“大脑”——控制装备几乎完全被国外垄断，成为中国工业大而不强、受制于人的关键之“痛”。
“设备的‘身体’进来了，‘大脑’还在人家手上，我们要改变这样的局面。”本世纪初，以浙江大学孙优贤院士为核心的科研团队，瞄准控制装备及系统的高安全性、高可靠性、高适应性和大规模化等四大难题，联合上海电气集团股份有限公司、杭州优稳自动化系统有限公司、杭州哲达科技股份有限公司等企业携手攻关，终于研制出面向重大工程配套的控制装备及系统的设计开发平台。
科研团队重要的实验平台，安置在浙江大学玉泉校区控制工程大楼里。一年365天、每天24小时不间断运行的实验设备，模拟的是真实场景的大型工业现场的“大脑中枢”，教授们称它们为“桌面工厂”。在新技术正式上马前，研究人员先要在这里完成研发和各种安全、稳定性测试。经过十余年的技术开发和应用研究，课题组研制成功了控制装备及系统的设计开发平台，为石化、冶金、化工、能源各个行业的重大装备的控制系统，提供硬件平台、软件平台、先控与优化平台等一体化的技术支撑。
上海电气是中国大的综合性装备制造业集团之一，产品覆盖火力发电机组、核电机组、风电、重型装备、输配电等领域。“控制系统是机械装备的关键部分，过去我们都是用进口装备来武装我们自己的装备，但是价格贵，受到制约也多。”曾任集团中央研究院院长、现任上海电气集团事业部部长的黄建民，10年来已经和浙大的科学家们结成了老朋友。“在浙江大学王文海研究员等科学家的支持下，我们形成了自主的硬件软件开发系统，结束了受国外公司束缚的局面。我们生产的火电、核电、污水处理项目装备，在很多地方建成了推广示范项目。”
高炉TRT装置，是利用高炉煤气余压余热进行发电的能量回收装置。该装置能给钢铁企业带来显著的经济效益，但前提是必须具有高安全性、高可靠性，不能影响高炉生产。10多年间，课题组设计的智能运行控制方法不断升级，在高炉顶压稳定性、TRT升速过程平稳性、紧急切换安全性方面都已优于同类控制系统。10年来，调试控制设备的速度越来越快：10年前，调试花了两个月，去年新上马的TRT调试，只调试了5天，就实现了并网发电。“该速度在我们这里创造了一个奇迹。”柳钢炼铁厂副厂长张洪波说，“这是科学家和我们长期合作形成的默契。”
“工业实际多年无法攻克的难题，往往蕴含了前沿的学术问题。”这是课题组刘兴高教授常说的一句话，刘老师长期瞄准的方向，是控制装置及系统的优化平台中，冶金、石化、煤化等领域的重大通用装备——空气分离装置。
空气分离装置的难题是动态建模难、节能控制难、运行优化难，许多美国、日本的大科学家倾注了一辈子心血在这一研究领域。10多年来，刘兴高老师课题组理论研究与应用研究相结合，在上报道了内部热耦合精馏的反向响应和独特的波动现象，建立了非线性波动模型，从本质上找到了节能过程难以控制的原因所在；同时，在上提出了确保产品质量和大效能下，可控可操作的一体化优化设计方法，设计出了99.999%的超高纯热耦合控制方案，得到了多种的节能潜力优化方法和生产潜力优化方法，形成了具有自主知识产权的优化控制系列核心技术，处于水平，多项发明授权空分公司实施应用。
2012年2月，由张钹院士自动化领域国家重点实验室评估专家组评价：控制装备及系统的设计开发平台，为解决控制装备高可靠性、高适应性、高安全性与大规模技术难题，攻克了控制装备及系统设计关键技术，形成具有自主知识产权的核心技术体系，并在重大工程中得到应用，打破了国外在此方面的市场垄断和技术封锁，起到了不可替代的作用。
据统计，浙江大学孙优贤团队的控制装备研发成果，已经有2500套成功应用于大型高炉TRT装置、空气分离装置、火电机组及各行业工业装置，其中包括宝钢集团大的5000立方米高炉、韩国现代制铁集团大的5250立方米高炉；成果的技术性能指标全面优于国外主流控制系统，达到同类技术的水平；产品已出口美国、德国、日本、韩国等多个国家，具有市场竞争优势;获得授权发明65项，软件著作权30项，SCI、EI论文108篇，专著、编著4本；近3年新增产值189.1亿元，创造经济效益72.9亿元。
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