關于電廠熱工自動化系統的探討

劉志強 郭麗紅

摘 要：在我國經濟建設快速發展的形勢下，電廠作為電能的供應部門發揮了重要的作用，為經濟建設提供了重要的能源。隨著時代的不斷發展，熱工自動化在電廠中得到了廣泛的應用，不僅降低了生產成本，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部門，其運行效率直接影響到電廠的穩定性和安全性，所以要充分保證熱工自動化運行的穩定性和可靠性。文章對于電廠熱工自動化的相關問題進行了分析，對于提高熱工自動化的運行效率具有重要的意義。

關鍵詞：電廠；熱工自動化；系統；研究

引言

熱工自動化裝置是電廠生產的核心部分，并且在我國的電廠中已經得到了大范圍的應用。自動化系統的設置是時代發展的必然趨勢，也是市場經濟發展的必然產物。在熱工系統中使用自動化裝置，降低了工作人員的勞動強度，保證了各項設備運行的穩定性，有效地提高了運行效率。熱工自動化系統的運行，只需要少部分的工作人員對其進行監督，整個過程都是在程序的控制下自動完成的。在自動化系統運行的過程中，如果出現故障，系統自身的報警裝置會發出預警，同時會采取保護動作，最大程度地保證系統的安全性。整個系統包括了檢測、控制、報警和保護四個方面的內容，并且都是在自動化的狀態下完成的，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已在不斷的發展過程中經歷了三個階段。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，通信系統自成體系，沒有充分考慮不同系統之間的互連問題。第二代一般采用16位微處理機構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連續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。通信系統逐步采用光纖，并可通過網間連接器（Gateway）將不同廠家的系統連接起來。第三代普遍采用32位微處理機構成多功能控制器。人機接口采用高性能的32位微處理機，其通信系統逐步靠近國際標準化組織提出的開放系統互連參考模型和制造自動化協議MAP，使得不同廠家的產品可以很方便地連接在一起。

2 電廠熱工自動化系統

2.1 分布控制系統

2.1.1 采用自律分布式的系統結構

現階段，自律分布控制系統在電廠的熱工自動化系統中應用的比例較高，因其具有較高的穩定性和可靠性，所以運行效率較高。在運行的過程中，該系統具有可控性和可協調性兩個特點，相對于傳統的DCS具有很大的優勢。現有的DCS包括層次分布型系統與水平分布型系統，二者各具特色。在層次分布型系統中，一旦上位子系統在運行中出現問題，下位子系統是無法實現調節的，但是卻可以實現局部控制功能，所以說協調性較差，具有較強的自律性；在水平分布型系統運行的過程中，如果其中的部分子系統發生故障停止工作，并不影響其他子系統的運行，但是各個子系統之間卻無法實現信息交換，從而失去了控制的功能。所以這類系統的協調性較強，缺乏控制性。

2.1.2 人機接口技術

DCS的人機接口技術也在不斷發展。工業圖形顯示系統IGS是最常用的人機接口設備之一，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展。這些大屏幕顯示裝置主要用在中央控制室內，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的、任意方向的，可采用鼠標、球標或專用滾動鍵操作。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

在以前的發電控制過程中，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。在現代科技的支持下，國家開展了EIC綜合技術運用，將這三種裝置結合起來，并DCS進行統一規劃和完成，這是DCS的未來發展方向。

2.1.4 現場總線

現場總線也是自動化系統未來的發展方向，其是熱工自動化系統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。利用現場總線，不僅有效的減少了現場控制電纜的數量，而且有效的避免了長距離傳輸導致的信號差的問題，確保了自動化控制系統分散管理和運行的實現，提高了現場設備的智能化水平，確保了發電設備安全穩定的運行，同時對發電設備的維護也具有十分重要的影響。

2.2 過程控制儀表

在熱工自動化系統運行的過程中，需要自動化儀表對運行的過程進行監測控制，從而實現系統的穩定運行，在傳統的系統中，常規的過程控制儀表應用的比較廣泛，但是隨著技術的不斷進步，逐漸向FB支持下的智能變送器和智能執行器方向發展。隨著社會的發展，對于環境保護的要求逐漸提高，對于電廠的排放物標準也不斷提高，由此應用于分析和監測排放物方面的儀表數量逐年增加，但是由于成本較高，并且儀表的結構組成比較復雜，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，還無法發揮出應有的作用，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的提升。

2.3 運行支援系統

隨著電廠運行規模的擴大，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視和操作的項目也逐漸增加，為運行人員增加了工作負擔。為了保證機組運行的可靠性，自動化系統中出現了多種控制系統，利用計算機程序和數字化裝置來對機組的運行狀況進行監測，減輕了工人人員的工作負擔，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運行的穩定性進行監督，以確保裝置能夠正確運行。在機組運行的過程中，通過控制系統能夠及早的發現問題，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網絡

目前隨著科學技術的發展，在自動化控制系統中，人工智能和模擬控制系統已開始進行應用，人工智能技術的應用，對于傳統的溫度和壓力控制系統發揮著重要作用，其只需要對某一溫度場內的溫度分布或是壓力容器內的壓力分布進行控制即可，這是在以前技術條件下無法實現的。特別是現在人工神經網絡技術的發展，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的水平。

3 結束語

電廠的運行效率與我國的經濟發展有很大的影響，在科學技術快速發展的形勢下，電廠的內部系統有了很大的變革，熱工系統作為電廠的重要組成部分，已經實現了熱工自動化的大范圍應用，有效的提升了電廠的運行效率。在熱動自動化系統運行的過程中，全程都是通過自動化技術來控制實現的，所以系統運行的穩定性與可靠性非常關鍵。為了提高熱工自動化系統的運行效率，需要工作人員不斷的學習先進的專業知識和理念，然后結合電廠運行的實際狀況，不斷的完善系統中存在的缺陷，提高系統運行的效率，為電廠的發展創造有利的條件。

參考文獻

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