火電廠自動化控制系統應用與探討

內蒙古能源發電投資集團有限公司電力工程技術研究院 張 偉

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火電廠自動化控制系統應用與探討

內蒙古能源發電投資集團有限公司電力工程技術研究院 張 偉

【摘要】隨著人們生活水平的提升，人們對電能的需求也在增加，并成為日常生活不可缺少的重要組成部分，在電力生產所使用的電力設備中，發電機性能也在逐漸提升，生產系統控制也成為了電廠關注重點。火電廠是我國主要發電場地，在科技發展的帶動下，自動化控制系統被應用到電力生產中，促進了火電廠發展，因此，本文將從火電廠自動化控制系統分類情況入手，重點研究適用于火電廠應用的微機分散控制系統。

【關鍵詞】火電廠；自動化控制系統；應用

電能從生產到應用的過程較為復雜，并成為人們生產生活中不可缺少的重要力量，電的應用對國民經濟增長有極大的促進作用。在科技發展的帶動下，火電廠發電設備也實現了高科技，控制系統也得以改進，以往的人工模式中存在較大缺陷，難以調度電力，為解決這種情況，自動化控制系統被應用到火電廠中，因此，有必要分析與研究火電廠自動化控制系統。

1 火電廠自動化控制系統分類研究

1.1 火電廠傳統電氣控制系統

上世紀八十年代我國火電廠所應用的控制系統主要為以I/O為基礎的微機分散系統，其利用危機分散系統設置了單獨控制器，并通過I/O接口傳遞控制命令。該時期的電氣自動化控制中微積分散系統并不具有直接控制電氣的能力，對其控制則是由獨立電氣自動裝置來完成的，這種控制方式較為成熟，現場運行期間也可以快速反映，且可以邊控制邊觀察控制結。但隨著計算機通訊技術的發展，電力系統接入用戶也在增多，現有設備條件受到很大限制，難以滿足自動化處理，極大的影響到系統管理效率，因此，就要做好控制系統改進與完善工作，將控制裝置整合在一起[1]。

上世紀九十年代末期，火電廠所應用的自動化系統為現場總線技術，聯系現有火電廠工藝形成控制網絡，在該模式中也含有數據采集系統的硬接線內容，其中的信心采集與系統控制都需要利用現場總線完成。而輸煤系統等要獲得電氣信息也要依賴于ECS通信網，也是ECS成為了火電廠自動化控制與監管的系統之一,并被廣泛應用于各處，但該控制系統傳輸效率卻很低，網絡拓撲結構也出現設計部合理情況，導致通訊節點過少，很容易發生故障，給系統運行帶來較大影響[2]。

1.2 以工業以太網技術為基礎的火電廠電氣自動化控制系統

隨著微電子技術發展，電氣綜合保護測控能力得以顯著提升，基本實現了以交流采樣為基礎的保護、濾波以及通信，但這些測控能力卻較為重視于工業以太網技術，該技術所需成本較少、容量較大，傳輸效率也很高，整體拓撲結構相對較好，同時有具有開放性，有效彌補來了原有控制系統的不足，可見，以太網技術應用到火電廠自動化控制中有很大益處。

將微積分散系統應用到火電廠自動化控制中，可以不僅減少了通信管理機的應用，還使得控制系統傳輸效率得以顯著提升。微積分散系統與其他系統之間的聯系是通過站控層通信子站來實現的，其中有多臺子站，同時，還有以太網通信等，很多火電廠都是利用以太網實現了自動化，并經過多年發展，以太網自動控制技術也趨于成熟，不僅減少了投資成本，還優化了微積分散系統與ECS之間的聯系，使得系統不斷融合，整個系統都實現了自動化[3]。

2 微機分散自動化控制系統

2.1 微機分散控制子系統

微積分散控制系統在不受軟硬件制約的條件下，各功能模塊也在發生變化，能夠滿足不同火電廠的不同需求。常用微積分散子系統主要有以下幾種：首先，數據采集子系統，它能夠利用在線傳輸技術可以將各部分的信號連接在一起，同時也可以獨立出來，成為上下機位于一體的結構。它也可以構成小型集散系統，真正實現網絡實時控制。該系統還可以為熱力系統提供流程圖，并檢測運行數據，如果發現有異常情況便會發出警報，此外，還可以將其中的系統參數變化趨勢記錄下來，預測出系統運行情況，并記錄系統參數，以供日后查閱；其次，模擬量控制系統，它所體現的是機組自動化水平，通過對鍋爐等設定的調控與運行，可以使系統工藝水平得以提升，在減少投入成本時，也使系統運行效率得以提升；最后，順序控制系統。順序控制系統的應用極大的減少了人工操作，相關工作人員只要按照指示按動按鈕即可完成工作，不需要人工切換，工作人員也可以在自動運行期間根據自身需求選擇想要的信息，并通過自檢程序了解系統運行情況，防范以外事件的發生，真正實現保護系統的目的。

2.2 微機分散控制系統優點

通過調查研究得知，微機分散控制系統主要有以下三大特點：

第一，微積分散系統可靠性較高，該系統主要結構為拓撲結構，可以將系統控制能力分散到合適的操作點中，既實現了相互獨立，又保證了它們之間的聯系，確保一處發生故障以后，其他站點也可以正常運行，而不會出現性能喪失的情況。

第二，微積分散控制系統具有開放性，其開放性體現在該系統的設計上，在設計該系統時十分注重標準化與模塊化，同時，其兼容性與可擴展性較好，便于微積分散控制系統接入，還不會出現兼容問題，即便卸載原有系統也不會有不良影響出現[4]。

第三，微積分散系統功能多樣化，微積分散控制系統所具有的功能較為多樣，既有順序控制，還有連續控制與處理控制，同時也可以滿足各種特殊要求。此外，該系統的靈活性與協調性也很好。

在經濟與科技發展的帶動下，微積分散控制系統無論是在功能上還是在結構上都得以完善，盡管在實際運行中依然會有部分問題存在，但整體影響并不大，為減少問題出現，還需要采取有效措施加以改進，以便適應工程需要。只要不斷研究與探索，微積分散系統將在火電廠自動化控制系統應用中發揮更大作用。

參考文獻

[1]石一.火電廠自動化控制系統應用與研究[J].電子技術與軟件工程,2014,11:267-268.

[2]朱朝柱.熱工自動化控制系統在火電廠的應用[J].電子技術與軟件工程,2014,23:237.

[3]杜曉偉.關于火電廠電氣自動化中分散控制系統的應用[J].科技傳播,2011,24:130+133.

[4]王玉鐸.試論火電廠自動化控制系統應用與研究[J].科技與企業,2013,19:135.

張偉（1981—），男，陜西咸陽人，大學本科，工程師，現供職于內蒙古能源發電投資集團有限公司電力工程技術研究院，研究方向：火電廠的自動化應用。

作者簡介：