劉志強(qiáng) 郭麗紅

摘 要：在我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速發(fā)展的形勢(shì)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(jì)建設(shè)提供了重要的能源。隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，熱工自動(dòng)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(shí)有效地提高了工作效率。熱工自動(dòng)化是電廠中的重要生產(chǎn)部門，其運(yùn)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(dòng)化運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。文章對(duì)于電廠熱工自動(dòng)化的相關(guān)問題進(jìn)行了分析，對(duì)于提高熱工自動(dòng)化的運(yùn)行效率具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：電廠；熱工自動(dòng)化；系統(tǒng)；研究

引言

熱工自動(dòng)化裝置是電廠生產(chǎn)的核心部分，并且在我國(guó)的電廠中已經(jīng)得到了大范圍的應(yīng)用。自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)置是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然產(chǎn)物。在熱工系統(tǒng)中使用自動(dòng)化裝置，降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了各項(xiàng)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，有效地提高了運(yùn)行效率。熱工自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行，只需要少部分的工作人員對(duì)其進(jìn)行監(jiān)督，整個(gè)過程都是在程序的控制下自動(dòng)完成的。在自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，如果出現(xiàn)故障，系統(tǒng)自身的報(bào)警裝置會(huì)發(fā)出預(yù)警，同時(shí)會(huì)采取保護(hù)動(dòng)作，最大程度地保證系統(tǒng)的安全性。整個(gè)系統(tǒng)包括了檢測(cè)、控制、報(bào)警和保護(hù)四個(gè)方面的內(nèi)容，并且都是在自動(dòng)化的狀態(tài)下完成的，對(duì)于提升電廠的熱工效率具有重要的意義。

1 電廠熱工自動(dòng)化概述

目前電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)已在不斷的發(fā)展過程中經(jīng)歷了三個(gè)階段。而且每一個(gè)階段都具有基自身的特點(diǎn)。第一代采用比較簡(jiǎn)單的8位微處理機(jī)來構(gòu)成基本控制單元，人機(jī)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(jī)構(gòu)成所謂多功能控制器，可以在一個(gè)多功能控制器中同時(shí)實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制和順序控制功能。人機(jī)接口為增強(qiáng)型運(yùn)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(jī)構(gòu)成多功能控制器。人機(jī)接口采用高性能的32位微處理機(jī)，其通信系統(tǒng)逐步靠近國(guó)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(yùn)行效率較高。在運(yùn)行的過程中，該系統(tǒng)具有可控性和可協(xié)調(diào)性兩個(gè)特點(diǎn)，相對(duì)于傳統(tǒng)的DCS具有很大的優(yōu)勢(shì)?，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(yùn)行中出現(xiàn)問題，下位子系統(tǒng)是無法實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)的，但是卻可以實(shí)現(xiàn)局部控制功能，所以說協(xié)調(diào)性較差，具有較強(qiáng)的自律性；在水平分布型系統(tǒng)運(yùn)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(yùn)行，但是各個(gè)子系統(tǒng)之間卻無法實(shí)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(qiáng)，缺乏控制性。

2.1.2 人機(jī)接口技術(shù)

DCS的人機(jī)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(jī)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(yùn)行人員需要同時(shí)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(gè)人計(jì)算機(jī)的文件、圖象或傳達(dá)會(huì)議消息。新型的IGS可以定義超過CRT尺寸的大畫面，采用滾動(dòng)方式將一個(gè)邏輯上的大畫面在有限的CRT屏幕上顯示出來。這種滾動(dòng)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(dòng)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(tái)CRT上顯示多個(gè)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(jì)算機(jī)控制裝置C（Computer）都是彼此獨(dú)立的裝置，采取分別安裝的方式。在現(xiàn)代科技的支持下，國(guó)家開展了EIC綜合技術(shù)運(yùn)用，將這三種裝置結(jié)合起來，并DCS進(jìn)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(chǎng)總線

現(xiàn)場(chǎng)總線也是自動(dòng)化系統(tǒng)未來的發(fā)展方向，其是熱工自動(dòng)化系統(tǒng)控制的一條通信線路，可以有效的排除干擾，同時(shí)也可以將一些不良影響排除掉。利用現(xiàn)場(chǎng)總線，不僅有效的減少了現(xiàn)場(chǎng)控制電纜的數(shù)量，而且有效的避免了長(zhǎng)距離傳輸導(dǎo)致的信號(hào)差的問題，確保了自動(dòng)化控制系統(tǒng)分散管理和運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)，提高了現(xiàn)場(chǎng)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(yùn)行，同時(shí)對(duì)發(fā)電設(shè)備的維護(hù)也具有十分重要的影響。

2.2 過程控制儀表

在熱工自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，需要自動(dòng)化儀表對(duì)運(yùn)行的過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)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(jìn)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(huì)的發(fā)展，對(duì)于環(huán)境保護(hù)的要求逐漸提高，對(duì)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(cè)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(yùn)行的過程中維護(hù)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(shí)造成資金的浪費(fèi)，所以要加強(qiáng)過程控制儀表技術(shù)的提升。

2.3 運(yùn)行支援系統(tǒng)

隨著電廠運(yùn)行規(guī)模的擴(kuò)大，對(duì)于機(jī)組的運(yùn)行能力有了更高的要求，所以單元機(jī)組的容量逐漸增大，由此需要對(duì)機(jī)組進(jìn)行的監(jiān)視和操作的項(xiàng)目也逐漸增加，為運(yùn)行人員增加了工作負(fù)擔(dān)。為了保證機(jī)組運(yùn)行的可靠性，自動(dòng)化系統(tǒng)中出現(xiàn)了多種控制系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)程序和數(shù)字化裝置來對(duì)機(jī)組的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，減輕了工人人員的工作負(fù)擔(dān)，同時(shí)也減少了誤操作的幾率。但同時(shí)需要工作人員對(duì)這些控制系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)督，以確保裝置能夠正確運(yùn)行。在機(jī)組運(yùn)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(jī)組運(yùn)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(dòng)化控制系統(tǒng)中，人工智能和模擬控制系統(tǒng)已開始進(jìn)行應(yīng)用，人工智能技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)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(duì)某一溫度場(chǎng)內(nèi)的溫度分布或是壓力容器內(nèi)的壓力分布進(jìn)行控制即可，這是在以前技術(shù)條件下無法實(shí)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(shí)別和模式控制問題，有效地提高了自動(dòng)化系統(tǒng)的水平。

3 結(jié)束語

電廠的運(yùn)行效率與我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有很大的影響，在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的形勢(shì)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(shí)現(xiàn)了熱工自動(dòng)化的大范圍應(yīng)用，有效的提升了電廠的運(yùn)行效率。在熱動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，全程都是通過自動(dòng)化技術(shù)來控制實(shí)現(xiàn)的，所以系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性非常關(guān)鍵。為了提高熱工自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行效率，需要工作人員不斷的學(xué)習(xí)先進(jìn)的專業(yè)知識(shí)和理念，然后結(jié)合電廠運(yùn)行的實(shí)際狀況，不斷的完善系統(tǒng)中存在的缺陷，提高系統(tǒng)運(yùn)行的效率，為電廠的發(fā)展創(chuàng)造有利的條件。

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