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        自動化控制技術(shù)在金屬冶煉與火電工業(yè)中的應用

        2019-02-09 22:56:25
        世界有色金屬 2019年20期
        關(guān)鍵詞:火電自律控制技術(shù)

        陳 如

        (國家能源集團花園電廠,新疆 哈密 839000)

        近些年來,科學技術(shù)的快速發(fā)展以及工業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)深入,使得我國工業(yè)生產(chǎn)自動化方面也有了較大的改善和進步,這在很大程度上促使金屬冶煉、火電工業(yè)各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的創(chuàng)新。自動化控制技術(shù)在金屬加工、火電工業(yè)中,自動化控制技術(shù)水平是決定產(chǎn)品加工效率、電力輸出情況的主要因素,特別是現(xiàn)階段人們越來越重視節(jié)能減排的情況下,如何提升冶煉行業(yè)、火電工業(yè)的生產(chǎn)效率,實現(xiàn)節(jié)能減排,成為很多企業(yè)重點研究的問題[1]。因此,本文對自動化控制技術(shù)在金屬冶煉與火電工業(yè)中的應用進行深入的剖析。

        1 自動化控制技術(shù)概述

        自動化控制也就是在不需要人工參與的情況下,通過熱工儀表及其裝置系統(tǒng),對火電廠中發(fā)電機機組的熱力參數(shù)進行調(diào)整,并實現(xiàn)有效控制,保證機組在安全、穩(wěn)定的情況下,實現(xiàn)火力發(fā)電的自動化。在火電廠生產(chǎn)流程中,其工藝流程較為復雜,需要的儀器設備較多,在實際操作過程中,需要重點關(guān)注壓力、溫度和流量三個參數(shù),利用檢測儀器對這三項參數(shù)進行測量的過程中,要注意儀器的使用[2]。檢測儀器主要由感受件、中間件、顯示件所組成,能夠準確測量數(shù)據(jù),并在較短時間內(nèi)對這三項參數(shù)進行快速、精準的測量,并以此為基礎,為相關(guān)部門提供數(shù)據(jù)參考,檢測儀器在誤差和變差范圍內(nèi),才能保證測量數(shù)據(jù)的準確性,一般變差的計算公式為X100%。同時,檢測儀器同樣具備自動化控制的能力,能夠不采用人工控制的方式,通過提前設計好的程序,對運行系統(tǒng)進行控制。另外,發(fā)電機組在運行時,假如系統(tǒng)出現(xiàn)異常運行情況,檢測儀器能夠在出現(xiàn)異常的第一時間發(fā)覺,并發(fā)出警報信號,從而方便機組維修人員及時進行修理,避免出現(xiàn)重大事故。

        2 自動化控制技術(shù)在金屬冶煉與火電廠工業(yè)中的應用

        (1)自動檢測功能的應用。將自動化控制技術(shù)應用到金屬加工、火電企業(yè)生產(chǎn)作業(yè)中,直接通過儀器進行壓力、溫度和流量等參數(shù)檢測。利用自動化控制系統(tǒng)時,一般使用溫度傳感器檢查溫度。在該系統(tǒng)中300兆瓦以上的機組都是由電阻信號將數(shù)據(jù)傳入到數(shù)據(jù)庫中,再通過不同控制模塊實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換,將數(shù)據(jù)傳至計算機端,在計算機端對各種數(shù)據(jù)進行修正,在整個流程中都由自動控制系統(tǒng)自動完成數(shù)據(jù)的檢測。

        (2)自動控制功能的應用。在火電企業(yè)應用自動化控制系統(tǒng)時,還利用該系統(tǒng)的自動控制功能,自動控制功能主要有兩種形式,一是反饋控制系統(tǒng),在任何一個環(huán)節(jié)的輸入中都能夠受到輸出的反饋作用,當控制裝置的輸入受到輸出反饋時,該系統(tǒng)也被稱為全閉環(huán)系統(tǒng),主要由控制部分和被控制部分組成,控制部分能夠接收指令信號以及被控制部分的反饋信號,并對控制部門發(fā)出控制信號,根據(jù)信號內(nèi)容進行運動。二是前饋控制系統(tǒng),主要是通過測量干擾的變化,在控制器的作用下,能夠直接將這種被控變量影響產(chǎn)生的干擾進行克服。在環(huán)路上的任何一點,只能按照信號方向前進,不能回到出發(fā)點,也不能產(chǎn)生閉環(huán)回路,因此也被稱為開環(huán)系統(tǒng)。在這兩種系統(tǒng)應用過程中,首先需要系統(tǒng)研究人員結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)作業(yè)實際情況進行程序編寫,選擇正確的控制方式,保證所控制的設備能夠根據(jù)程序編寫好的流程和次序開展生產(chǎn)作業(yè)。其次,在實際應用過程中,該程序還能采用一定的評判標準對控制功能進行評價,從而保證生產(chǎn)設備能夠按照相關(guān)規(guī)定完成既定好的控制工作。

        (3)自動報警功能的應用。自動報警系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié),能對檢測出來的各項數(shù)據(jù)進行分析,尋找設備出現(xiàn)異常的原因,再利用專家系統(tǒng)進行問題解決,從而避免出現(xiàn)設備故障引發(fā)生產(chǎn)問題。同時,自動報警功能針對冶金企業(yè)、火電企業(yè)發(fā)生的火災等情況進行報警,在自動報警系統(tǒng)中含有感溫探測器、光電感煙探測器等,針對企業(yè)的發(fā)展規(guī)劃,在200MW以上機組單元控制區(qū)域、鍋爐房、網(wǎng)絡控制室、計算機機房等地區(qū)設置火災自動報警系統(tǒng),根據(jù)實際運行情況對設備設置合適的閾值,一旦設備數(shù)據(jù)不在閾值范圍內(nèi),自動報警系統(tǒng)就會發(fā)出警報。比如,設備的運行過程中,有一段信號沒有發(fā)出或者信號沒有返回,能夠在規(guī)定時間內(nèi)完成控制工作,提示系統(tǒng)出現(xiàn)故障,則自動化控制系統(tǒng)就會自動發(fā)出警報。

        (4)自動保護功能的應用。在工業(yè)生產(chǎn)中自動化控制系統(tǒng)的自動保護功能,主要是應用熱控自動保護裝置,能夠在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況下,采用應急保護措施,對故障設備進行有效隔離,避免電力設備的故障對整個火電廠運行造成損壞。在一些儀表的檢測下,假如設備參數(shù)超過標準值,則該系統(tǒng)就會對設備運行進行控制,保證設備能夠在安全情況下進行運行,避免出現(xiàn)生產(chǎn)安全事故,或者出現(xiàn)設備損壞問題。

        3 自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

        (1)自律分布系統(tǒng)。在火電廠自動化控制中,自律分布系統(tǒng)是主要的控制和協(xié)調(diào)環(huán)節(jié),該系統(tǒng)最主要的特點是可控制性和可協(xié)調(diào)性。假如自律分布系統(tǒng)出現(xiàn)問題,則系統(tǒng)就會利用自我保護功能,避免其他系統(tǒng)受到牽連也發(fā)生問題,從而實現(xiàn)系統(tǒng)的可控制性能。同時,不管出現(xiàn)什么類型的問題,系統(tǒng)就會對自身工作內(nèi)容進行協(xié)調(diào),實現(xiàn)了系統(tǒng)的可協(xié)調(diào)性。在傳統(tǒng)自動化控制系統(tǒng)中,每個系統(tǒng)中只有單獨的控制器,假如滿足自律控制就無法實現(xiàn)協(xié)調(diào)性,假如滿足協(xié)調(diào)性就無法實現(xiàn)自律控制。在金屬冶煉行業(yè)自動化控制未來發(fā)展中,會將自律分布系統(tǒng)應用到整體系統(tǒng)中,進而提升設備的檢查的維修效率,能夠提升冶煉爐和其他設備的處理水平,提高生產(chǎn)效率。

        (2)總線控制?,F(xiàn)階段,自動化控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領域的應用越來越廣泛,各種大型機組的儀表記錄數(shù)據(jù)會逐漸減少,在未來發(fā)展中,會將智能變送器和FB技術(shù)有機結(jié)合起來利用,能夠保證各種機組的正常運行。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn),在進行自動化控制的過程中,總線FB是實現(xiàn)系統(tǒng)功能的關(guān)鍵,能夠有效避免其他因素的干擾,將火電廠所有通信設備和智能設備進行連接,能夠大大減少電纜的數(shù)量,避免長線傳輸過程中出現(xiàn)的問題。

        (3)EIE綜合。傳統(tǒng)熱工自動化控制系統(tǒng)由電氣控制、儀表控制和計算機控制等裝置所組成,且各個裝置之間是獨立的,分別進行安裝。隨著科技的發(fā)展,逐漸采用EIE綜合技術(shù),也就是將這三種裝置結(jié)合起來,進行統(tǒng)一的規(guī)劃和安裝,這同樣也是熱工自動化控的未來發(fā)展趨勢。在未來應用EIE綜合技術(shù)時,需要提升系統(tǒng)的控制能力,保證相配套的硬件和軟件能夠支持系統(tǒng)的運行,同時還要進行編碼設置,保證三種裝置能夠協(xié)調(diào)起來發(fā)揮作用。

        4 總結(jié)

        總而言之,將自動化控制技術(shù)應用于金屬加工、火電生產(chǎn)作業(yè)中,實現(xiàn)自動化生產(chǎn)、檢測和控制,擁有良好的發(fā)展控制。在企業(yè)所有系統(tǒng)中,都需要進行科學合理的設計,進而保證各個系統(tǒng)能夠協(xié)調(diào)一致,功能實現(xiàn)控制和自動化功能。在未來發(fā)展中,應該在現(xiàn)有基礎上,結(jié)合實際生產(chǎn)發(fā)展情況,以安全性、可靠性和協(xié)調(diào)性為主要的設計依據(jù),讓系統(tǒng)向著自律分布、總線控制和EIE綜合方向發(fā)展,從而實現(xiàn)生產(chǎn)效率的不斷提升。

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