黨國(guó)軍

青海黃河中型水電開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司

論水電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題及解決對(duì)策

黨國(guó)軍

青海黃河中型水電開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司

在水電廠的運(yùn)行過(guò)程中，自動(dòng)控制系統(tǒng)的作用不但可以智能管理，而且可以實(shí)時(shí)監(jiān)控。我國(guó)水電廠擁有一個(gè)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較遲緩的發(fā)展速度，一些水電廠的時(shí)間久了，其場(chǎng)地還有設(shè)備也變得老舊了，同時(shí)也不能及時(shí)的更新和維護(hù)其控制軟件，這就造成了其監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)沒(méi)有辦法保證準(zhǔn)確性，與此同時(shí)還帶來(lái)了一些隱患影響了水電廠的正常運(yùn)行。所以，在目前這種情況下，我們應(yīng)該全方面的自動(dòng)化改造水電廠的管理以及監(jiān)控系統(tǒng)，從而使得水電廠的經(jīng)濟(jì)效益得以提高。

水電廠；自動(dòng)控制系統(tǒng)；問(wèn)題及對(duì)策

隨著我國(guó)水電廠行業(yè)的快速發(fā)展，尤其是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在水電廠控制領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越多，實(shí)現(xiàn)水電廠生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化已經(jīng)是大勢(shì)所趨。結(jié)合我國(guó)水電廠企業(yè)在應(yīng)用自動(dòng)控制系統(tǒng)后，所取得的效果較為顯著，它極大地提高了工作程序的精確度，從而在很大程度上提高了工作效率。但是，與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)水電廠行業(yè)還存在一些不足之處，這也是我們認(rèn)為值得探究的部分。

1 水電廠自動(dòng)化控制概述

在自動(dòng)化控制技術(shù)中，自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)技術(shù)手段是主要的核心，自動(dòng)化控制技術(shù)主要是集合了很多種自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)技術(shù)的長(zhǎng)處，形成綜合性自動(dòng)化控制技術(shù)。實(shí)用性強(qiáng)、應(yīng)用廣泛是自動(dòng)化控制技術(shù)的突出特點(diǎn)，它可以適用到不同的行業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)管理中。所有利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行管理或控制的行業(yè)，都可以應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)來(lái)代替人工進(jìn)行操作。自動(dòng)化控制技術(shù)的實(shí)質(zhì)就是借助特殊的控制裝置，使控制對(duì)象能夠按照預(yù)先設(shè)定的程序來(lái)運(yùn)行。目前，有很多水電廠已經(jīng)開(kāi)始將自動(dòng)化控制技術(shù)運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中去，然而，由于我國(guó)自動(dòng)化控制技術(shù)研究起步較晚，其應(yīng)用水平還有待于進(jìn)一步提高。

2 我國(guó)水電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題

2.1 應(yīng)變能力不足

雖然說(shuō)自動(dòng)控制系統(tǒng)是智能化的處理系統(tǒng)，但是并不是說(shuō)什么都是智能的，它有一些方面也是非智能的，比如說(shuō)，當(dāng)一些突發(fā)狀況發(fā)生的時(shí)候，自動(dòng)控制系統(tǒng)就不能及時(shí)處理，更別說(shuō)有效處理了。這主要是因?yàn)樗旧碛幸恍┞┒椿蛘哒f(shuō)缺陷存在于某一內(nèi)容或某一項(xiàng)技術(shù)上，例如由于不完善的相關(guān)系統(tǒng)軟件使得專(zhuān)家系統(tǒng)沒(méi)有辦法保證能夠及時(shí)有效的處理問(wèn)題。

2.2 因編程技術(shù)而導(dǎo)致的系統(tǒng)缺陷

編程人員技術(shù)水平對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的影響比較大，決定著自動(dòng)化控制技術(shù)水平研發(fā)及應(yīng)用水平的高度。如果編程人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)與技能不高，自動(dòng)化控制系統(tǒng)就會(huì)存在很多缺陷與不足，在實(shí)際應(yīng)用中就會(huì)產(chǎn)生很多問(wèn)題，甚至是故障，影響了其應(yīng)用效果和經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)揮。

2.3 傳感器故障問(wèn)題

感器的常見(jiàn)故障：①傳感器斷線：傳感器處于斷開(kāi)的狀態(tài)。②傳感器恒偏差：傳感器的輸出信號(hào)和實(shí)測(cè)值存在較大偏差。③傳感器的增益變化：傳感器的輸出增益衰減或增大。④傳感器卡死：傳感器的輸出不隨被測(cè)量值的變化而變化，保持一個(gè)恒定的輸出值。⑤傳感器脈沖性故障：傳感器的輸出突然出現(xiàn)很短時(shí)間的突變后又恢復(fù)正常。

3 水電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)問(wèn)題的解決對(duì)策

3.1 建立模型

眾所周知，過(guò)熱汽溫系統(tǒng)是一個(gè)多擾動(dòng)輸入系統(tǒng)，通?？刂颇Ｊ綖椋簻p溫水流量為輸入，各級(jí)減溫器后的蒸汽溫度為輸出，其他為擾動(dòng)因素。但該模式因系統(tǒng)負(fù)荷的變化而無(wú)法滿(mǎn)足日常的控制，故本文認(rèn)為采用建立模糊動(dòng)態(tài)模型，以小區(qū)域控制模型代替大區(qū)域控制模型，提高系統(tǒng)控制和響應(yīng)精度，從而獲得全控制范圍高精度的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，保證系統(tǒng)能夠滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，具體做法是在典型工況(如35%，50%，70%，100%負(fù)荷)下分別建立對(duì)象相應(yīng)的線性模型，規(guī)定其相應(yīng)的工作范圍和轉(zhuǎn)換條件，通過(guò)模糊關(guān)系連接來(lái)描述全系統(tǒng)。對(duì)于過(guò)熱汽溫系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)模型可將蒸汽負(fù)荷作為條件變量，用模糊語(yǔ)言來(lái)描述系統(tǒng)運(yùn)行所處的工況。W(負(fù)荷)=(很低，較低，中等，較高，很高)，在不同的模糊語(yǔ)言值的情況下分別建立線性子模型，最終得到刻畫(huà)系統(tǒng)整個(gè)動(dòng)態(tài)特性的模糊規(guī)則集。

3.2 做好采集數(shù)據(jù)和處理操控

系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控單元采集有關(guān)的信息，并對(duì)故障、事件、變位信號(hào)、狀態(tài)、和模擬量越限和正常的信息等都進(jìn)行對(duì)應(yīng)的檢測(cè)。預(yù)處理數(shù)據(jù)的各種合理性校檢，并且利用網(wǎng)絡(luò)對(duì)主控級(jí)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)更新。采集一下的信號(hào)類(lèi)型：開(kāi)關(guān)量、模擬量和脈沖量。模擬量分為電流、電壓、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、溫度和頻率。而脈沖量又分為有功電能和無(wú)功電能。開(kāi)關(guān)量分為斷路器和隔離開(kāi)關(guān)及接地開(kāi)關(guān)的安全自動(dòng)裝置、位置信號(hào)和繼電保護(hù)裝置的報(bào)警、動(dòng)作、運(yùn)行監(jiān)視信號(hào)等等。主控級(jí)、中控室以及現(xiàn)地操作面板通過(guò)分析發(fā)出命令，現(xiàn)場(chǎng)機(jī)組接收后完成各種控制和調(diào)節(jié)任務(wù)：(1)設(shè)備的正常開(kāi)停機(jī)。(2)設(shè)備同期裝置控制。(3)設(shè)備事故緊急停機(jī)控制。(4)設(shè)備有功、無(wú)功的針對(duì)性調(diào)節(jié)。(5)滅磁開(kāi)關(guān)控制。(6)刀閘等控制。以及其他一系列任務(wù)處理。

3.3 優(yōu)化自動(dòng)化元器件的選型和使用

水電廠自動(dòng)化系統(tǒng)的所有監(jiān)控過(guò)程最終是由自動(dòng)化元器件來(lái)完成的，所以自動(dòng)化元器件的選型和使用顯得非常重要。對(duì)關(guān)鍵的元器件，如作為開(kāi)機(jī)條件的示流器、電動(dòng)閥、測(cè)速裝置、電磁閥、同期裝置等；作為機(jī)組保護(hù)用的三部軸承溫度控制器、剪斷銷(xiāo)信號(hào)器、緊停電磁閥等；為防止水淹廠房，在電廠最低部位(如主閥層、吸出管層)安裝檢測(cè)水位的傳感器等。他們的選型一定要高起點(diǎn)、高可靠性，不僅要確保動(dòng)作可靠，動(dòng)作信號(hào)也要能正確上送，這樣一方面便于監(jiān)視，另一方面便于控制回路處理。應(yīng)先單機(jī)試驗(yàn)后再推廣，并盡量選用質(zhì)量好的定型產(chǎn)品，在資金條件允許的情況下最好首選進(jìn)口產(chǎn)品。

綜上所述，隨著水電廠“無(wú)人值班”(少人值守)工作的不斷開(kāi)展，對(duì)水電廠的生產(chǎn)運(yùn)行和管理提出了新的要求，也對(duì)水電廠自動(dòng)化技術(shù)提出了更高的要求。計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)和自動(dòng)化元器件水平的不斷發(fā)展，給水電廠自動(dòng)化系統(tǒng)，提供了一個(gè)廣闊的發(fā)展舞臺(tái)。如今的水電廠自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)成為一個(gè)集計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、控制、通信及機(jī)電一體的綜合系統(tǒng)。相信隨著水電廠自動(dòng)化技術(shù)的不斷提高“，無(wú)人值班”(少人值守)水電廠的管理水平會(huì)越來(lái)越高。

[1]易智超.論水電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題及解決對(duì)策[J].科技風(fēng)，2016，(11)：156.