關(guān)于電廠熱工自動化系統(tǒng)的探討

劉志強 郭麗紅

摘 要：在我國經(jīng)濟建設(shè)快速發(fā)展的形勢下，電廠作為電能的供應(yīng)部門發(fā)揮了重要的作用，為經(jīng)濟建設(shè)提供了重要的能源。隨著時代的不斷發(fā)展，熱工自動化在電廠中得到了廣泛的應(yīng)用，不僅降低了生產(chǎn)成本，同時有效地提高了工作效率。熱工自動化是電廠中的重要生產(chǎn)部門，其運行效率直接影響到電廠的穩(wěn)定性和安全性，所以要充分保證熱工自動化運行的穩(wěn)定性和可靠性。文章對于電廠熱工自動化的相關(guān)問題進行了分析，對于提高熱工自動化的運行效率具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：電廠；熱工自動化；系統(tǒng)；研究

引言

熱工自動化裝置是電廠生產(chǎn)的核心部分，并且在我國的電廠中已經(jīng)得到了大范圍的應(yīng)用。自動化系統(tǒng)的設(shè)置是時代發(fā)展的必然趨勢，也是市場經(jīng)濟發(fā)展的必然產(chǎn)物。在熱工系統(tǒng)中使用自動化裝置，降低了工作人員的勞動強度，保證了各項設(shè)備運行的穩(wěn)定性，有效地提高了運行效率。熱工自動化系統(tǒng)的運行，只需要少部分的工作人員對其進行監(jiān)督，整個過程都是在程序的控制下自動完成的。在自動化系統(tǒng)運行的過程中，如果出現(xiàn)故障，系統(tǒng)自身的報警裝置會發(fā)出預(yù)警，同時會采取保護動作，最大程度地保證系統(tǒng)的安全性。整個系統(tǒng)包括了檢測、控制、報警和保護四個方面的內(nèi)容，并且都是在自動化的狀態(tài)下完成的，對于提升電廠的熱工效率具有重要的意義。

1 電廠熱工自動化概述

目前電廠熱工自動化系統(tǒng)已在不斷的發(fā)展過程中經(jīng)歷了三個階段。而且每一個階段都具有基自身的特點。第一代采用比較簡單的8位微處理機來構(gòu)成基本控制單元，人機接口是一般的CRT圖形顯示裝置，通信系統(tǒng)自成體系，沒有充分考慮不同系統(tǒng)之間的互連問題。第二代一般采用16位微處理機構(gòu)成所謂多功能控制器，可以在一個多功能控制器中同時實現(xiàn)連續(xù)控制和順序控制功能。人機接口為增強型運行員操作站，其主CPU一般為32位。通信系統(tǒng)逐步采用光纖，并可通過網(wǎng)間連接器（Gateway）將不同廠家的系統(tǒng)連接起來。第三代普遍采用32位微處理機構(gòu)成多功能控制器。人機接口采用高性能的32位微處理機，其通信系統(tǒng)逐步靠近國際標(biāo)準(zhǔn)化組織提出的開放系統(tǒng)互連參考模型和制造自動化協(xié)議MAP，使得不同廠家的產(chǎn)品可以很方便地連接在一起。

2 電廠熱工自動化系統(tǒng)

2.1 分布控制系統(tǒng)

2.1.1 采用自律分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

現(xiàn)階段，自律分布控制系統(tǒng)在電廠的熱工自動化系統(tǒng)中應(yīng)用的比例較高，因其具有較高的穩(wěn)定性和可靠性，所以運行效率較高。在運行的過程中，該系統(tǒng)具有可控性和可協(xié)調(diào)性兩個特點，相對于傳統(tǒng)的DCS具有很大的優(yōu)勢?，F(xiàn)有的DCS包括層次分布型系統(tǒng)與水平分布型系統(tǒng)，二者各具特色。在層次分布型系統(tǒng)中，一旦上位子系統(tǒng)在運行中出現(xiàn)問題，下位子系統(tǒng)是無法實現(xiàn)調(diào)節(jié)的，但是卻可以實現(xiàn)局部控制功能，所以說協(xié)調(diào)性較差，具有較強的自律性；在水平分布型系統(tǒng)運行的過程中，如果其中的部分子系統(tǒng)發(fā)生故障停止工作，并不影響其他子系統(tǒng)的運行，但是各個子系統(tǒng)之間卻無法實現(xiàn)信息交換，從而失去了控制的功能。所以這類系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性較強，缺乏控制性。

2.1.2 人機接口技術(shù)

DCS的人機接口技術(shù)也在不斷發(fā)展。工業(yè)圖形顯示系統(tǒng)IGS是最常用的人機接口設(shè)備之一，IGS正向大屏幕、高速度、高密度、多畫面、多窗口和多媒體方向發(fā)展。這些大屏幕顯示裝置主要用在中央控制室內(nèi)，顯示大量運行人員需要同時了解的信息。它可以取代BTG盤上的顯示和記錄儀表，放大來自工作站或個人計算機的文件、圖象或傳達(dá)會議消息。新型的IGS可以定義超過CRT尺寸的大畫面，采用滾動方式將一個邏輯上的大畫面在有限的CRT屏幕上顯示出來。這種滾動方式是連續(xù)的、任意方向的，可采用鼠標(biāo)、球標(biāo)或?qū)Ｓ脻L動鍵操作。還可以在保持原畫面輸入輸出功能的前提下，將畫面放大或縮小，在一臺CRT上顯示多個畫面。

2.1.3 EIC綜合技術(shù)

在以前的發(fā)電控制過程中，電氣控制裝置E（Eleetric）、儀表I（Instrument）和計算機控制裝置C（Computer）都是彼此獨立的裝置，采取分別安裝的方式。在現(xiàn)代科技的支持下，國家開展了EIC綜合技術(shù)運用，將這三種裝置結(jié)合起來，并DCS進行統(tǒng)一規(guī)劃和完成，這是DCS的未來發(fā)展方向。

2.1.4 現(xiàn)場總線

現(xiàn)場總線也是自動化系統(tǒng)未來的發(fā)展方向，其是熱工自動化系統(tǒng)控制的一條通信線路，可以有效的排除干擾，同時也可以將一些不良影響排除掉。利用現(xiàn)場總線，不僅有效的減少了現(xiàn)場控制電纜的數(shù)量，而且有效的避免了長距離傳輸導(dǎo)致的信號差的問題，確保了自動化控制系統(tǒng)分散管理和運行的實現(xiàn)，提高了現(xiàn)場設(shè)備的智能化水平，確保了發(fā)電設(shè)備安全穩(wěn)定的運行，同時對發(fā)電設(shè)備的維護也具有十分重要的影響。

2.2 過程控制儀表

在熱工自動化系統(tǒng)運行的過程中，需要自動化儀表對運行的過程進行監(jiān)測控制，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，在傳統(tǒng)的系統(tǒng)中，常規(guī)的過程控制儀表應(yīng)用的比較廣泛，但是隨著技術(shù)的不斷進步，逐漸向FB支持下的智能變送器和智能執(zhí)行器方向發(fā)展。隨著社會的發(fā)展，對于環(huán)境保護的要求逐漸提高，對于電廠的排放物標(biāo)準(zhǔn)也不斷提高，由此應(yīng)用于分析和監(jiān)測排放物方面的儀表數(shù)量逐年增加，但是由于成本較高，并且儀表的結(jié)構(gòu)組成比較復(fù)雜，在運行的過程中維護也具有一定的難度，所以在使用的過程中，還無法發(fā)揮出應(yīng)有的作用，不僅影響到工作效率，同時造成資金的浪費，所以要加強過程控制儀表技術(shù)的提升。

2.3 運行支援系統(tǒng)

隨著電廠運行規(guī)模的擴大，對于機組的運行能力有了更高的要求，所以單元機組的容量逐漸增大，由此需要對機組進行的監(jiān)視和操作的項目也逐漸增加，為運行人員增加了工作負(fù)擔(dān)。為了保證機組運行的可靠性，自動化系統(tǒng)中出現(xiàn)了多種控制系統(tǒng)，利用計算機程序和數(shù)字化裝置來對機組的運行狀況進行監(jiān)測，減輕了工人人員的工作負(fù)擔(dān)，同時也減少了誤操作的幾率。但同時需要工作人員對這些控制系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性進行監(jiān)督，以確保裝置能夠正確運行。在機組運行的過程中，通過控制系統(tǒng)能夠及早的發(fā)現(xiàn)問題，提前做出防范措施，保證機組運行的安全性。

2.4 人工智能和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

目前隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在自動化控制系統(tǒng)中，人工智能和模擬控制系統(tǒng)已開始進行應(yīng)用，人工智能技術(shù)的應(yīng)用，對于傳統(tǒng)的溫度和壓力控制系統(tǒng)發(fā)揮著重要作用，其只需要對某一溫度場內(nèi)的溫度分布或是壓力容器內(nèi)的壓力分布進行控制即可，這是在以前技術(shù)條件下無法實現(xiàn)的。特別是現(xiàn)在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，更好的解決了模式識別和模式控制問題，有效地提高了自動化系統(tǒng)的水平。

3 結(jié)束語

電廠的運行效率與我國的經(jīng)濟發(fā)展有很大的影響，在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的形勢下，電廠的內(nèi)部系統(tǒng)有了很大的變革，熱工系統(tǒng)作為電廠的重要組成部分，已經(jīng)實現(xiàn)了熱工自動化的大范圍應(yīng)用，有效的提升了電廠的運行效率。在熱動自動化系統(tǒng)運行的過程中，全程都是通過自動化技術(shù)來控制實現(xiàn)的，所以系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與可靠性非常關(guān)鍵。為了提高熱工自動化系統(tǒng)的運行效率，需要工作人員不斷的學(xué)習(xí)先進的專業(yè)知識和理念，然后結(jié)合電廠運行的實際狀況，不斷的完善系統(tǒng)中存在的缺陷，提高系統(tǒng)運行的效率，為電廠的發(fā)展創(chuàng)造有利的條件。

參考文獻

[1]李鐸.彭勃.電廠熱工自動化技術(shù)的現(xiàn)狀及進展研究[J].科技與企業(yè)，2013.

[2]古松.芻議電廠熱工自動化控制技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013.

[3]姚佳辰.電廠熱工自動化控制分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013.