北京广利核携手华为打造新一代智能工控系统，加速迈向工业智能化时代

目前绝大多数的工业互联网平台、边缘计算网关等设备，由于缺乏对工业控制设备的掌控能力，始终游离于工业控制系统之外，从而使得信息化与数字化无法涉及工业生产环节。因此，要使工业互联网与边缘计算能够真正实现其自身价值，必须从底层的工业控制系统开始变革，实现融合式工业控制新体系。

为解决工业控制系统目前存在的问题，实现融合式工业控制新体系，业界也从云端和边缘侧两方面进行了探索创新，通过边-云协同、边-边协同等新方式来满足数字化、信息化与智能化工业应用的需求，让工业进入到“智能机”时代。

随着人工智能、物联网、大数据、云计算等新ICT技术的突破，以DCS、PLC、SCADA为代表的数字化控制系统也逐步向智能控制系统方向发展。作为国内首家从事全厂核电数字化仪控系统研发、设计、制造和服务的高新技术企业，北京广利核系统工程有限公司（以下简称广利核）始终坚持“科研为本、质量立身、市场立命” 的指导精神，根据技术发展趋势，坚持走创新的研发道路，开展具有自主知识产权的DCS平台产品的智能化研究和探索。

为满足DCS项目不断变化扩展的发展需求，上海交通大学戴文斌教授团队联合华为助力广利核完成了新一代智能工控系统概念原型的创新演示和验证。在搭建的实验环境中，戴教授团队提供了IEC61499 IDE开发环境，同时在华为创新的超融合服务器集群、欧拉嵌入式操作系统和确定性网络的支撑下，实现了虚拟控制器vPLC远程部署和资源自动弹性扩展，保障了vPLC控制的实时性，确定性网络提供了RTT <1ms确定的通信服务质量保障。

华为超融合算力+欧拉操作系统+确定性网络助力北京广利核打造新一代智能工控系统

为了让工业应用从“功能”走向“智能”，北京广利核系统工程有限公司、上海交通大学、华为技术有限公司基于通用化计算设备、嵌入式操作系统、分布式工业编程语言以及确定性网络等全新OICT技术，共同设计了全新虚拟化核电控制系统原型机，以华为超融合虚拟化服务器、openEuler Embedded Linux与确定性网络为基础，通过IEC 61499标准的分布式功能块网络封装核电控制工艺，实现了低代码构造，从而无需先分站再下装，大量节省了开发与调试时间。

新一代智能工控系统原型机

同时，全新的虚拟化工业控制系统原型机基于确定性网络，保证了数据传递的实时性与可靠性，并通过IEC 61499的动态重构功能设计了低成本高可靠的热备方案。当前采用应用双活（多活）解决方案，在虚拟设备中同时运行两个（多个）相同应用但只由其中一个应用下发控制，当下发控制的虚拟设备出现故障时，由另一个正常虚拟设备接管控制下发，实现业务的无损切换，同时后台自动修复故障虚拟设备。此外，采用了实时状态监测与IEC 61499管理模型动态调整模块，当单个虚拟设备出现负载过高时，系统将自动迁移部分逻辑以保证负载均衡。

面向数字基础设施方面，华为欧拉RTOS团队已经在嵌入式领域深耕10余年，带来了Linux、RTOS等多种内核的解决方案，配套华为通信设备在全球发货，稳定运行，具有强大的产品竞争力。在工控领域，华为将通过openEuler开源社区打造开放的生态，与华为硬件垂直整合，为客户提供最优的基础系统体验。

工业互联网中OT、IT、CT技术的深度融合一直以来都是行业的前景目标，而如何在融合中保证实时性与可靠性的基础上，提升灵活性与柔性是OICT深度融合的核心问题。基于IEC 61499、轻量级虚拟化工业操作系统、确定性网络等众多新技术的深度融合能够真正打通OT与IT的隔阂，给工业控制系统带来极大益处，将对行业产生颠覆性作用。

对于能源、钢铁、冶金、汽车等大型制造系统，虚拟化的工业控制系统替代了大部分专用设备，能够在保证可靠性的情况下，大幅度减少硬件设备与现场维护成本。同时，通过新型编程语言与操作系统减少人为因素带来的错误，人工成本得以降低。对于包装、注塑、医药、食品等以单台设备为主的加工行业，一台虚拟化边缘设备可以同时具备控制、监测、数据交互等功能，既能够降低成本，又完成了工业云平台的闭环。

华为超融合算力具有实时性、灵活性、可靠性等特点。一方面，通过FusionCube虚拟化平台对华为openEuler Embedded适配，能够保障vPLC控制应用的实时性，支撑100+vPLC同时部署和并发调度。另一方面，FusionCube虚拟化管理平台提供开放API，与61499组态软件互动，实现虚拟控制器远程部署，以及在资源负荷超过门限的场景下实现资源弹性扩展。此外，通过FusionCube集群部署和资源池化，以及与61499组态软件互动，实现vPLC多活备份，业务无损迁移。

华为欧拉操作系统是面向数字基础设施的操作系统，支持服务器、云计算、边缘计算、嵌入式等四大应用场景，以分区管理、高性能通讯、资源隔离混合部署为架构底座，支撑实时和非实时业务混合部署。同时，采用软硬结合实时方案，满足工业控制多层次确定性延时诉求。

华为确定性网络承载vPLC和远程IO之间的通信，支持RTT <1ms的vPLC控制业务确定性保障，控制集中化部署能够实现IT/OT融合，可以满足OT网络中生产控制业务通信的时延抖动要求，并且通过网络切片可同时部署多种新型大带宽智能应用，促进工业互联网OT网络的发展演进。

未来，上海交通大学戴文斌教授团队将围绕下一代工业控制系统继续推进，以通用智能硬件、灵活的确定性网络、嵌入式操作系统以及虚拟化IEC 61499软件环境为核心技术，推进开放式自动化系统生态，在工业各个行业都有广阔的应用前景，将工业从“功能机”时代真正推进到“智能机”时代，展示工业互联网的真正力量。

与此同时，北京广利核希望借助各个领域的顶尖水平，建设具备自感知、自分析、自决策、自重构与智能运行支持等新型智能化特征的新一代智能工控产品，全面提升数字化仪控核心能力，实现核电站数字化仪控系统的智能化。

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