內(nèi)蒙古能源發(fā)電投資集團有限公司電力工程技術(shù)研究院 張 偉

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火電廠自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用與探討

內(nèi)蒙古能源發(fā)電投資集團有限公司電力工程技術(shù)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(chǎn)所使用的電力設(shè)備中，發(fā)電機性能也在逐漸提升，生產(chǎn)系統(tǒng)控制也成為了電廠關(guān)注重點?；痣姀S是我國主要發(fā)電場地，在科技發(fā)展的帶動下，自動化控制系統(tǒng)被應(yīng)用到電力生產(chǎn)中，促進了火電廠發(fā)展，因此，本文將從火電廠自動化控制系統(tǒng)分類情況入手，重點研究適用于火電廠應(yīng)用的微機分散控制系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】火電廠；自動化控制系統(tǒng)；應(yīng)用

電能從生產(chǎn)到應(yīng)用的過程較為復(fù)雜，并成為人們生產(chǎn)生活中不可缺少的重要力量，電的應(yīng)用對國民經(jīng)濟增長有極大的促進作用。在科技發(fā)展的帶動下，火電廠發(fā)電設(shè)備也實現(xiàn)了高科技，控制系統(tǒng)也得以改進，以往的人工模式中存在較大缺陷，難以調(diào)度電力，為解決這種情況，自動化控制系統(tǒng)被應(yīng)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(tǒng)。

1 火電廠自動化控制系統(tǒng)分類研究

1.1 火電廠傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)

上世紀八十年代我國火電廠所應(yīng)用的控制系統(tǒng)主要為以I/O為基礎(chǔ)的微機分散系統(tǒng)，其利用危機分散系統(tǒng)設(shè)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(tǒng)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(xiàn)場運行期間也可以快速反映，且可以邊控制邊觀察控制結(jié)。但隨著計算機通訊技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)接入用戶也在增多，現(xiàn)有設(shè)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(tǒng)管理效率，因此，就要做好控制系統(tǒng)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(yīng)用的自動化系統(tǒng)為現(xiàn)場總線技術(shù)，聯(lián)系現(xiàn)有火電廠工藝形成控制網(wǎng)絡(luò)，在該模式中也含有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬接線內(nèi)容，其中的信心采集與系統(tǒng)控制都需要利用現(xiàn)場總線完成。而輸煤系統(tǒng)等要獲得電氣信息也要依賴于ECS通信網(wǎng)，也是ECS成為了火電廠自動化控制與監(jiān)管的系統(tǒng)之一,并被廣泛應(yīng)用于各處，但該控制系統(tǒng)傳輸效率卻很低，網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)也出現(xiàn)設(shè)計部合理情況，導(dǎo)致通訊節(jié)點過少，很容易發(fā)生故障，給系統(tǒng)運行帶來較大影響[2]。

1.2 以工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的火電廠電氣自動化控制系統(tǒng)

隨著微電子技術(shù)發(fā)展，電氣綜合保護測控能力得以顯著提升，基本實現(xiàn)了以交流采樣為基礎(chǔ)的保護、濾波以及通信，但這些測控能力卻較為重視于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，該技術(shù)所需成本較少、容量較大，傳輸效率也很高，整體拓撲結(jié)構(gòu)相對較好，同時有具有開放性，有效彌補來了原有控制系統(tǒng)的不足，可見，以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到火電廠自動化控制中有很大益處。

將微積分散系統(tǒng)應(yīng)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(yīng)用，還使得控制系統(tǒng)傳輸效率得以顯著提升。微積分散系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間的聯(lián)系是通過站控層通信子站來實現(xiàn)的，其中有多臺子站，同時，還有以太網(wǎng)通信等，很多火電廠都是利用以太網(wǎng)實現(xiàn)了自動化，并經(jīng)過多年發(fā)展，以太網(wǎng)自動控制技術(shù)也趨于成熟，不僅減少了投資成本，還優(yōu)化了微積分散系統(tǒng)與ECS之間的聯(lián)系，使得系統(tǒng)不斷融合，整個系統(tǒng)都實現(xiàn)了自動化[3]。

2 微機分散自動化控制系統(tǒng)

2.1 微機分散控制子系統(tǒng)

微積分散控制系統(tǒng)在不受軟硬件制約的條件下，各功能模塊也在發(fā)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(tǒng)主要有以下幾種：首先，數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，它能夠利用在線傳輸技術(shù)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(jié)構(gòu)。它也可以構(gòu)成小型集散系統(tǒng)，真正實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實時控制。該系統(tǒng)還可以為熱力系統(tǒng)提供流程圖，并檢測運行數(shù)據(jù)，如果發(fā)現(xiàn)有異常情況便會發(fā)出警報，此外，還可以將其中的系統(tǒng)參數(shù)變化趨勢記錄下來，預(yù)測出系統(tǒng)運行情況，并記錄系統(tǒng)參數(shù)，以供日后查閱；其次，模擬量控制系統(tǒng)，它所體現(xiàn)的是機組自動化水平，通過對鍋爐等設(shè)定的調(diào)控與運行，可以使系統(tǒng)工藝水平得以提升，在減少投入成本時，也使系統(tǒng)運行效率得以提升；最后，順序控制系統(tǒng)。順序控制系統(tǒng)的應(yīng)用極大的減少了人工操作，相關(guān)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(jù)自身需求選擇想要的信息，并通過自檢程序了解系統(tǒng)運行情況，防范以外事件的發(fā)生，真正實現(xiàn)保護系統(tǒng)的目的。

2.2 微機分散控制系統(tǒng)優(yōu)點

通過調(diào)查研究得知，微機分散控制系統(tǒng)主要有以下三大特點：

第一，微積分散系統(tǒng)可靠性較高，該系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)為拓撲結(jié)構(gòu)，可以將系統(tǒng)控制能力分散到合適的操作點中，既實現(xiàn)了相互獨立，又保證了它們之間的聯(lián)系，確保一處發(fā)生故障以后，其他站點也可以正常運行，而不會出現(xiàn)性能喪失的情況。

第二，微積分散控制系統(tǒng)具有開放性，其開放性體現(xiàn)在該系統(tǒng)的設(shè)計上，在設(shè)計該系統(tǒng)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(tǒng)接入，還不會出現(xiàn)兼容問題，即便卸載原有系統(tǒng)也不會有不良影響出現(xiàn)[4]。

第三，微積分散系統(tǒng)功能多樣化，微積分散控制系統(tǒng)所具有的功能較為多樣，既有順序控制，還有連續(xù)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(tǒng)的靈活性與協(xié)調(diào)性也很好。

在經(jīng)濟與科技發(fā)展的帶動下，微積分散控制系統(tǒng)無論是在功能上還是在結(jié)構(gòu)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(xiàn)，還需要采取有效措施加以改進，以便適應(yīng)工程需要。只要不斷研究與探索，微積分散系統(tǒng)將在火電廠自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用中發(fā)揮更大作用。

參考文獻

[1]石一.火電廠自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用與研究[J].電子技術(shù)與軟件工程,2014,11:267-268.

[2]朱朝柱.熱工自動化控制系統(tǒng)在火電廠的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程,2014,23:237.

[3]杜曉偉.關(guān)于火電廠電氣自動化中分散控制系統(tǒng)的應(yīng)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(tǒng)應(yīng)用與研究[J].科技與企業(yè),2013,19:135.

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

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