前言
“三统一”的核心是接口协议的标准化和统一化，其本质就是把由多种设备组成的复杂系统简化成了单一设备的系统。在这里，系统的简化服务于接口的统一化，而接口的统一化则又依赖于系统的简化。
在统一化原则的指导下，新海发电有限公司建设成了主要由上海新华公司XDPS-400+型DCS系统和西门子S7系列PLC系统两大平台组成的全厂生产自动化控制系统，避免了大量接口的转换工作，取得了很好的效果。目前它们已经稳定运行近三年时间，说明统一化原则在新海发电有限公司的应用是卓有成效的。
“三统一”原则之所以能简化系统，减少接口，是以设备的一致性为前提的。但是，在简化了系统配置、方便了接口的同时，我们碰到了“柔性不足”的弊病，主要表现在：
1.单一设备的功能很难保证系统的全部需要，缺失的功能会影响系统进一步优化和挖潜。
2.当设备性能指标达不到系统要求，甚至影响系统安全时(如我们发现西门子S7系列PLC的冗余功能不理想)，选择更好产品对系统进行升级改造的努力将被 统一化限制。
3.在系统扩容时，可能出现的“不可选”因素(如1000MW机组扩建工程中部分控制设备将由主设备厂商供货)在与统一化发生冲突的同时，还会有不同设备间的兼容问题出现。
4.统一化减少了通过市场进行竞争选择的余地，亦即降低了以性价比为主要内容的选择余地。
如何才能在克服以上 弊病的同时，还保留统一化的优点呢?答案就是模块化。
一、模块化及模块化设计
模块化是在系列化和组合化基础上发展起来的一种全新的产业模式，促使模块化产生的直接原因是计算机产品系统的兼容性，而模块化的发展则是以IBM公司 360系列计算机的研发为标志的，20世纪后半叶出现在美国的“硅谷模式”，就是被模块化和集群产业的发展而催生出来的
美国哈佛大学商学院院长鲍德温和克拉克在对IBM360计算机模块化设计案例进行了深入研究后，在著名的论文《模块时代的经营》(1997年)中提出了 “模块时代”的概念，之后模块化思想便迅速被产业界接受，同时也为经济学界推崇。可以这样说，模块化已经在世界范围内引发了新一轮产业结构的革命，并成为 21世纪经济推动技术和产品创新的源泉。
其实，早在北宋时代，毕升发明的活字印刷就是较早出现的模块化杰作。在为企业提供各种高效快捷管理控制手段的同时，还创造出五彩缤纷生活的IT产品，其本 身就是模块化的产物。模块化的案例俯拾皆是，我们或许感觉到了它的存在，但是并没有意识到模块化早已成为这个世界的一部分。
1.1 模块
模块通常是由元件和零部件组合而成的、具有独立功能的、可成系列单独制造的标准化单元，能通过不同形式的接口与其他单元组成产品，并且可分、可合、可互换。
模块具有几种基本属性：接口、功能、逻辑、状态。功能、状态与接口反映模块的外部特性，逻辑反映它的内部特性。我们不需要确切了解模块是怎么做的，只要大致知道模块会做什么，如何装配，就可以组装搭配出需要的系统或产品。模块的互换性和可兼容性是实现模块化的基本条件。
模块化其实很简单：系统=模块+接口。
模块化系统主张渐进式发展，并通过渐进的途径不断创新发展。模块化理论注重于最大限度地利用外部资源和实施并行工程。
1.2模块 化设计
随着经济的发展，复杂的大系统日渐增多，常规处理和思考问题的方法已经不能适应庞大、复杂的系统。在这种情况下，把大系统分成若干个相对独立的部分，变复杂为简单，从而使问题易于解决。这就是模块化的基本思路，也成了人们用来处理复杂问题的常用方法。
模块化是一种设计方法。在开发产品时，不必对每种产品都进行单独设计，只要设计出多种具有“即插即用”的功能模块，再将其经过不同的组合来构成不同产品， 实现“柔性制造”，这就是模块化设计的含义，可用下式表达：
新系统=通用模块(不变部分)+准通用模块(改型部分)+专用模块(新设计部分)。
以下主要针对新海发电有限公司2×1000MW超超临界机组的扩建工程，具体研究模块化设计在控制系统中的应用。
二、模块化结构的分析
2.1模块化结构的分析
模块化是面向系统的一种设计方式，属于“顶层设计”的范畴，因此我们的分析就从新海发电有限公司现在的厂级监控信息系统(SIS)和辅网开始。
SIS主要由网络平台、DCS、辅网等控制装置组成。其结构如图一。
交换机、服务器、网闸、数据库和工业以太网、TCP/IP协议等软硬件是构成SIS网络平台的主要成份，它本身就是模块化产品。它们之所以为模块，不仅是 因为它们符合了模块“有独立功能、可成系列单独制造的标准化单元，能通过不同形式的接口与其他单元组成产品，可分、可合、可互换”的基本属性，同时，其它 功能模块也可以通过TCP/IP协议(接口)接入SIS系统。也就是说，SIS的网络平台不但具有了接入其它功能模块的相应结构，同时还具有了能联接并传递信息和功能的接口。因此，SIS的网络平台也就成为了一种由结构模块和接口模块共同组成的新模块。
而由功能、结构等模件组合而成的DCS和PLC，尽管模件可分、可合，可是作为一种产品是不能通用的，更不能互换。因而从严格的意义上讲，
这些模件不是模块，只是以组合化方式运作的单元或部件。但是，如果我们把DCS和PLC作为独立的单元，并通过标准化接口与其它模块(如SIS、辅网)联 接组成新的系统，而且DCS和PLC的同类产品也能使用相同的标准化接口与其互换，它们也就因为具备了“可分、可合、可互换”的模块属性而转换成为了模 块。在这里，我们分别称其DCS模块和辅网模块。在辅网系统内，我们称其为水网模块、灰网模块和煤网模块。SIS网络和辅网网络我们称其为SIS网络模块 和辅网网络模块。同样道理，可以使用同一接口互换的控制单元，也可以认为是模块，如NCS、TDM等。其中，SIS网络模块和辅网网络模块都是通用模块，而DCS、PLC、水煤灰等模块则是专用模块。
不难看出，无论是SIS还是辅网，因为具有了模块及接口，就已经具备了模块化结构的特点。见图二。
2.2 模块化结构的组成
1.SIS网络模块
由交换机、服务器、网线、网闸、数据库及工业以太网、TCP/IP协议组成，其主要任务是解决不同控制系统间的兼容和互换性问题。尽管系统或装置的规模有大有小，但是因为所有的系统都在使用相同的TCP/IP协议，也就能保证不同系统的“无缝”联接。DCS、辅网和其它控制装置就是在网络模块的平台上从独立分散的装置组合形成了功能协调的公司厂级监控信息系统(SIS)。
2.DCS模块
DCS模块主要由DCS(含ECS、公用系统和脱硫装置)、DEH、NCS等及接口计算机组成。DCS完成各自的控制功能，接口计算机完成DCS与标准接 口的转换和SIS网络模块的联接工作。
3.辅网模块
辅网模块由辅网网络、水网、煤网和灰网及相应的接口计算机组成。
接口计算机完成辅网与标准接口的转换和SIS网络模块的联接工作。
辅网网络模块由交换机、服务器、网络及iFIX监控软件组成，主要任务是通过iFIX完成与三个子模块的联接。
子模块主要由水网PLC、煤网PLC和灰网PLC及接口计算机组成，PLC完成控制功能，子模块接口计算机通过iFIX监控软件与辅网网络联接。
由图二，我们很容易联想到幼时玩的积木，而模块化恰恰就是受积木原理的启发而诞生发展的。
三、模块化设计在1000MW机组控制系统的应用
3.1 1000MW机组控制系统的模块化设计
1.控制装置的模块化转换
前面已经说过，DCS、PLC等装置不是模块，如何把它们改造成模块就成为模块化设计的关键。我们已经知道，只要装置能通过标准化接口与其它模块组成新系统，并且也能在同一接口下进行产品的互换，它就具有了模块的属性。那么DCS、PLC等装置转换为模块的工作就集中在两点上了：(1)能否通过标准化接口 与其它模块联接;(2)能否在同一接口下互换。实际上，这两点都与接口有关。因此，装置转换为模块的最重要的工作就是接口的设计。说穿了，也就是有意识地在1000MW机组扩建工程的设计阶段预先完成接口的设计工作，这些工作主要体现在规范书、合同、技术协议等文件对接口机、网卡、网线、通讯协议等具体问题的约定上。这些约定应保证装置能够成为具有“即插即用”功能的模块。这其中，最为重要的就是：接口是唯一的。这也意味着，只要装置不能与这“唯一的接 口”兼容，它只能被放弃。由此可见，只有当DCS、PLC等装置与接口有机地融合了一起，才算真正完成了由普通装置向模块的转化过程。
2.搭建模块化平台
从图二可以看出，把所有模块有机联系在一起的是接口，正因为有了彼此联接并传递信息和功能的接口，才能使众多独立的模块组合成一个功能
