7月31日，2024中國(guó)（國(guó)際）測(cè)量控制與儀器儀表產(chǎn)業(yè)大會(huì)在成都隆重開(kāi)幕。在大會(huì)同期的“制造業(yè)智改數(shù)轉(zhuǎn)網(wǎng)聯(lián)高峰論壇”上，中控技術(shù)Nyx產(chǎn)品經(jīng)理滑冰作《中控通用控制系統(tǒng)Nyx，釋放自動(dòng)化的無(wú)限潛能》的主題分享。Nyx作為中控技術(shù)在自動(dòng)化控制領(lǐng)域的突破性創(chuàng)新和具有里程碑價(jià)值的典型成果，吸引了與會(huì)嘉賓的較高關(guān)注和熱烈討論。

01

從DCS到UCS

控制系統(tǒng)的革新之路

滑冰表示，傳統(tǒng)控制系統(tǒng)基于ISA-95架構(gòu)，層級(jí)分明但限制數(shù)據(jù)流通，形成數(shù)據(jù)孤島，影響決策。專(zhuān)用硬件可靠但維護(hù)成本高，升級(jí)擴(kuò)容難。傳統(tǒng)控制器算力受限，升級(jí)需換控制器，復(fù)雜且成本高。傳統(tǒng)控制系統(tǒng)封閉性限制了其敏捷性和擴(kuò)展性，難以適應(yīng)新應(yīng)用和技術(shù)。在當(dāng)今數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)時(shí)代，傳統(tǒng)系統(tǒng)難以滿足高速、高帶寬需求，以及現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化及數(shù)據(jù)分析需求。

中控通用控制系統(tǒng)UCS的推出，正是為了應(yīng)對(duì)以上難題。回歸控制系統(tǒng)的本質(zhì)——“計(jì)算、連接、感知”，UCS通過(guò)“云-網(wǎng)-端”的極簡(jiǎn)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了軟件定義、全數(shù)字化、云原生的設(shè)計(jì)理念。這一創(chuàng)新不僅顛覆了傳統(tǒng)DCS的技術(shù)架構(gòu)，更為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域帶來(lái)了新的可能性。

02

Nyx：UCS技術(shù)架構(gòu)的完美呈現(xiàn)

作為中控技術(shù)推出的首款通用控制系統(tǒng)UCS產(chǎn)品，Nyx憑借其控制數(shù)據(jù)中心、全光工業(yè)網(wǎng)絡(luò)以及基于APL的現(xiàn)場(chǎng)連接技術(shù)，展現(xiàn)出了強(qiáng)大的實(shí)力。

控制數(shù)據(jù)中心

Nyx以專(zhuān)為工業(yè)實(shí)時(shí)控制設(shè)計(jì)的云實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)NyxOS為基礎(chǔ)，構(gòu)建了一個(gè)高實(shí)時(shí)、高可靠性、高安全性的實(shí)時(shí)控制任務(wù)運(yùn)行環(huán)境。通過(guò)云原生的應(yīng)用程序，Nyx可以根據(jù)需求自動(dòng)調(diào)整資源的規(guī)模和容量，實(shí)現(xiàn)彈性和可伸縮性。

全光工業(yè)網(wǎng)絡(luò)

Nyx采用全光工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，智能現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)以10Gbps速度和并行冗余方式直達(dá)控制數(shù)據(jù)中心，打造了極簡(jiǎn)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，還節(jié)省了電纜和空間90%以上。

基于APL的現(xiàn)場(chǎng)連接

Nyx支持2區(qū)本安防爆的現(xiàn)場(chǎng)連接箱和APL模組，實(shí)現(xiàn)了儀表IP化，通信速率提升100倍以上。這一創(chuàng)新推動(dòng)了全數(shù)字化現(xiàn)場(chǎng)傳感與執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)了智能化工廠數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。

03

AI-Inside

釋放控制系統(tǒng)無(wú)限價(jià)值

在Nyx產(chǎn)品中，中控技術(shù)提出了AI-Inside的設(shè)計(jì)理念，可以深度融合Al技術(shù)，基于GPU賦能的控制引擎，提供組態(tài)自動(dòng)生成、Al融合PID等功能，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)和自適應(yīng)控制等，提升裝置運(yùn)行的效益，引領(lǐng)控制領(lǐng)域“人工智能”新時(shí)代，解放生產(chǎn)力。

基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的智能控制功能圖示

例如，Nyx運(yùn)用回路AI技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的智能控制功能，包括傳統(tǒng)控制PID、獎(jiǎng)勵(lì)和控制效果評(píng)價(jià)機(jī)制、訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫(kù)、基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的智能控制體四個(gè)部分。首先，通過(guò)傳統(tǒng)PID生成的大量控制數(shù)據(jù)建模，形成初始的控制策略；在強(qiáng)化學(xué)習(xí)實(shí)時(shí)控制階段，通過(guò)獎(jiǎng)勵(lì)和評(píng)價(jià)機(jī)制評(píng)估控制效果，反饋給強(qiáng)化學(xué)習(xí)智能體，智能體根據(jù)反饋機(jī)制對(duì)控制參數(shù)的優(yōu)劣進(jìn)行精準(zhǔn)判斷，并更新訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)控制策略參數(shù)的迭代優(yōu)化，從而達(dá)到強(qiáng)化學(xué)習(xí)能夠根據(jù)不同的環(huán)境自動(dòng)調(diào)整控制策略的目的，以達(dá)到更優(yōu)的控制效果。與傳統(tǒng)控制方法對(duì)比，基于AI算法的控制更加平穩(wěn)且能夠逐步優(yōu)化控制效果，而且對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程的多工況、模型適配的問(wèn)題有更強(qiáng)的適應(yīng)性。

在某大型化工企業(yè)中，Nyx把云計(jì)算、大數(shù)據(jù)及AI等先進(jìn)技術(shù)引入了工廠控制環(huán)節(jié)，賦能企業(yè)智能化建設(shè)。針對(duì)裝置現(xiàn)場(chǎng)控制邏輯復(fù)雜、改造周期短、空間小等難點(diǎn)，Nyx通過(guò)控制服務(wù)化、硬件通用化及網(wǎng)絡(luò)全光化的設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)了軟件開(kāi)箱即用、硬件即插即用以及儀表的全面數(shù)字化，極大地簡(jiǎn)化了部署流程。其占地面積小、部署迅速的特點(diǎn)，顯著降低了對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)的影響。同時(shí)，Nyx還顯著增強(qiáng)了操作人員的態(tài)勢(shì)感知能力，使控制操作更加直觀高效。Nyx助力企業(yè)節(jié)省了90%的線纜，縮短了50%的改造周期。

近年來(lái)，中控技術(shù)積極探索AI等先進(jìn)技術(shù)在流程工業(yè)領(lǐng)域的融合與應(yīng)用，不斷突破智能控制領(lǐng)域的技術(shù)壁壘，以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)行業(yè)加速向數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級(jí)邁進(jìn)。隨著中控Nyx產(chǎn)品未來(lái)更加廣泛的實(shí)踐應(yīng)用，將全面助力流程工業(yè)實(shí)現(xiàn)“安全、質(zhì)量、低碳、效益”四大關(guān)鍵目標(biāo)和可持續(xù)發(fā)展。