汽轮机监视仪表系统（以下简称“TSI系统”）是发电行业工控系统的重要组成部分，一直以来是我国电力监控领域自主可控产业链的“短板”。在完成自主可控DCS、PLC开发和应用之后，西安热工院又夜以继日攻克难关，研发出自主可控数字化TSI系列产品，实现软硬件全国产、性能达到国际领先水平，圆满打赢了电力行业工控系统自主可控收官战，为全面保障我国关键基础设施安全奠定了重要基础。

  “党的二十届三中全会通过的《中共中央关于进一步全面深化改革、推进中国式现代化的决定》对‘深化科技体制改革’作出的部署，是激发全社会创新创造活力的关键举措。我们要认真学习贯彻全会精神，汲取推进科技高水平自立自强的力量，不断推进自主可控数字化TSI系统取得新突破，为中国式现代化建设提供强大科技支撑。”西安热工院下属西安西热控制技术公司副总经理高海东介绍说。

  梦圆新时代

  在火电领域，TSI是与DCS、PLC并行的控制系统，主要用作连续测量汽轮发电机组轴系和汽缸的机械工作参数，是保障火电厂安全运行不可或缺的一部分。“如果把汽轮机比作火电厂的心脏，TSI系统便是‘心脏听诊器’，它监视着火电厂安全运行的每一次‘跳动’。当监测到汽轮机轴承振动超出预设值时，该系统便会发出报警及停机信号。”高海东解释道。

  此前，TSI系统被西方国家长期垄断。自主可控数字化TSI系统的成功研发，填补了多项国内空白，补齐了发电监控领域自主可控产业链最后一块短板。

  谈到我国TSI系统发展之路，项目负责人田爽说道：“这是一条传承之路，老一辈专家曾在80年代初期开展过TSI系统国产化研究，但受制于我国当时芯片行业发展，无法解决散热量及算力问题，最终未能实现自主可控。”

  党的十八大以来，党中央把创新作为引领发展的第一动力，谋划和推动科技体制改革不断深化。“得益于新时代的科技创新体制机制改革，我们可以发挥新型举国体制优势，集中力量去攻克一个个国产化难题。”高海东表示。

  “尽管老一辈专家年事已高，但他们在听闻华能重启自主可控数字化TSI系统研发后，给予我们鼎力支持。尤其是西安热工院专家王浩森先生，虽已年近古稀，依然陪着研发团队日夜加班，并亲赴现场指导。第一代TSI系统研发核心人员——上海成套研究院陆文华教授，也为我们无偿提供技术支持，为系统研发保驾护航。正因为是站在老先生们的肩膀上，才使我们可以在短时间内实现了这个近四十年的国产梦。”回忆过往，历历在目，泪水早已默默在他眼眶里打转。

  造出新品质

  自主可控数字化TSI系统于2022年立项，2023年6月在华能莱芜发厂33万千瓦机组示范运行。该系统开发了包括主控、数据通讯卡、数据采集卡、传感器、校验仪、测试平台等全系列产品，并从芯片级实现了全国产自主可控。

  “连续运行15个月以来，数据采集卡、通讯卡、传感器等都运行良好，整套系统运行稳定，通讯速率及测量精度均实现了设计目标，硬件板卡精度、抗干扰性、响应速度等主要性能指标领先主流在役进口TSI系统。”谈到运行情况时，田爽自信满满。

  系统开发最难的部分是基于Posfibus——DP现场总线通讯协议的数字化通讯。该系统不仅改掉了原有TSI系统只能通过模拟量信号传输的缺点，还极大提升了信号传输精度及通讯速率，实现了第三方系统的数字通讯，填补了行业技术空白。

  西安西热控制技术公司系统集成部副经理李晓博将数字化通讯的开发过程类比为“黑箱”开发，即在已知功能的情况下，找到指定输入和对应输出之间的实现过程。他说：“我们只能看到通讯协议公约，对友商实现过程知之甚少，完全是摸着石头过河。开发中经过多次推倒重来，最终实现了传输速度超过理论数值、极限速度达到理论数值两倍的优异性能。”李晓博说道。

  此外，自主可控数字化TSI系统在高精尖软硬件的加持下还塑造了“专注电力场景”“抗干扰能力强”“测量精度高”“多功能合一”“兼容性好”“综合成本低”等优势。

  挺进新蓝海

  该项目成果在火电机组的成功研制与示范应用，为下一步开展全发电领域的自主可控替代推广奠定了基础，也为缺乏自主可控TSI系统的石油、煤炭、化工、船舶等行业提供了示范和借鉴。

  “按目前进口同类产品在国内存量的市场规模预测，未来3～5年，火电行业将达到2亿～3亿元/年规模，国内大型旋转机械TSI系统市场将达到10亿元/年的规模，形成了自主可控TSI应用的新蓝海。”高海东补充道。

  谈及自主可控数字化TSI系统研发推广工作时，田爽表示，我们首先要做精电力行业，一方面围绕火电机组开发高温电涡流传感器，从“解决有无问题”向“高精尖”努力攀登；另一方面，针对风电、水电、核电等开展示范，实现在更多发电领域的推广应用。

  立项之初，团队除了考虑自主可控数字化TSI系统的全领域应用同时，还针对全生命周期开发了整套检验检测装置和技术，形成了研发、生产、校准、集成、服务、检测的体系。“其中，针对TSI系统硬件的检测和校准，我们兼顾考虑了风电机组散、远等特点，将检测装置按便携性、最小化原则进行研发，不需要皮卡车，仅用一辆电动三轮车就可将全部设备装下，满足一切应用场景。”李晓博说道。

  全会强调，要加强国家战略科技力量建设，推动科技创新和产业创新融合发展，更加增强了西安热工院的责任感和使命感，坚定了为科技创新事业奋斗的信念，给予了敢于突破、勇于创新的力量。在服务高水平科技自立自强的道路上，西安热工院将进一步聚焦国家战略需求，勇担新使命、当好排头兵，斗志昂扬、阔步前行，推动自主可控数字化TSI系统研发应用取得更大突破。（文：王卓峰 摄：宦宣州）