倪大鵬

【摘 要】我國電力事業(yè)與科技結(jié)合的步伐越加強(qiáng)烈，并且結(jié)合計算機(jī)技術(shù)與自動化技術(shù)，使發(fā)電廠在進(jìn)行發(fā)電以及監(jiān)管的過程當(dāng)中，大量的使用自動化控制理論，其目的是提高火電廠的工作效率與質(zhì)量，并且保障工作人員的人身安全。另一方面，電能不能儲存，火電機(jī)組運行時，要不間斷的發(fā)電，對此，為了增加火電廠運作過程的安全性以及實現(xiàn)成本節(jié)約，最好的辦法就是加大火電廠工作時的自動化。因此，自動控制理論及自動化與火電廠生產(chǎn)運行的結(jié)合是自發(fā)自然生成的。

【關(guān)鍵詞】自動控制理論；火電廠；熱工自動化；應(yīng)用

我國的科學(xué)技術(shù)正處于不斷創(chuàng)新和進(jìn)步的階段，許多新的材料、新的技術(shù)、新的工作原理被不斷的創(chuàng)造出來，從而制造出了變送器、傳感器等高科技產(chǎn)品，促進(jìn)了控制裝置和系統(tǒng)的不斷發(fā)展。對于火電廠熱工自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢，一定是有關(guān)于環(huán)保節(jié)能，可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，早日實現(xiàn)自動化控制系統(tǒng)的全面一體化。通過自動化控制理論的廣泛應(yīng)用，火電廠的安全性得以極大的保證的同時，有效的增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益，從而早日實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

一、自動化控制理論的內(nèi)涵

所謂自動化控制理論是指關(guān)于在生產(chǎn)過程中，沒有人的活動痕跡，通過對外加的設(shè)備以及裝置的使用，讓機(jī)器、設(shè)備或是生產(chǎn)過程中的某一個參數(shù)或是工作時的狀態(tài)，按照之前設(shè)定的數(shù)據(jù)信息開始自動生產(chǎn)及運行技術(shù)有關(guān)的理論，是對自動控制規(guī)律進(jìn)行研討的技術(shù)型科學(xué)。在自動控制理論初期發(fā)展的階段中，主要形式是對基礎(chǔ)的現(xiàn)場實際自動反饋調(diào)節(jié)過程原理在理論上進(jìn)行總結(jié)和反饋，并反向繼續(xù)指導(dǎo)并應(yīng)用于實際的工業(yè)控制領(lǐng)域。當(dāng)自動化控制理論在機(jī)器設(shè)備使用中通過對系統(tǒng)的建立，實現(xiàn)自動化控制，其中對主要系統(tǒng)的使用是：自動控制系統(tǒng)、反饋控制系統(tǒng)。自動控制系統(tǒng)是將控制對象與控制設(shè)備按照設(shè)定的形式進(jìn)行連接，并結(jié)合其他系統(tǒng)構(gòu)成一個完整的個體。反饋控制系統(tǒng)是將控制對象以及控制設(shè)備運行的信息進(jìn)行反饋，并且不斷修改被控制量與控制量之間的差數(shù)。通過對自動控制系統(tǒng)與反饋控制系統(tǒng)的運用，提高自動化控制理論在社會生活中的運用效率，同時增加自動控制理論在火電廠自動化中的應(yīng)用。

二、火電廠熱工自動化控制技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，火電廠熱工自動化控制技術(shù)呈現(xiàn)出系統(tǒng)化、可靠性、智能化以及高速性等特點，比較常用的火電廠熱工自動化控制技術(shù)如下：

1、現(xiàn)場總線控制。FCS現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)是企業(yè)數(shù)據(jù)通信與傳輸以及工業(yè)控制的重要環(huán)節(jié)，在現(xiàn)代控制系統(tǒng)中發(fā)揮著無可取代的作用。在火力發(fā)電廠中，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)剛剛興起，并逐漸取代了分散控制系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的分散控制系統(tǒng)相比較，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)具有成本低廉、開放性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)優(yōu)良等優(yōu)勢，其能大大提升火電廠熱工控制的整體效率與性能。一般來說，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)由生產(chǎn)管理層、控制網(wǎng)絡(luò)層、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)層等環(huán)節(jié)組成。監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)層能實現(xiàn)裝置優(yōu)化控制以及高級控制策略，并與控制網(wǎng)絡(luò)層合作，充分實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與共享。工程師站以及操作員站負(fù)責(zé)對火電廠熱工生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)視、管理以及系統(tǒng)維護(hù)。

2、智能控制。大型火電廠的設(shè)備結(jié)構(gòu)以及種類都比較復(fù)雜，在熱工控制過程中很容易出現(xiàn)強(qiáng)耦合、誤控以及延遲等問題，因此，在火電廠熱工控制過程中應(yīng)積極采用新型的智能控制技術(shù)。最常用的智能控制技術(shù)如下：①鍋爐燃燒過程控制。這種控制技術(shù)是在鍋爐燃燒過程中充分利用監(jiān)控層及時監(jiān)測與收集鍋爐的燃燒狀態(tài)，并使用智能化算法對鍋爐燃燒情況進(jìn)行智能分析。現(xiàn)階段，較為常用的智能算法主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，通過智能算法直接調(diào)節(jié)鍋爐燃燒參數(shù)，全面提升鍋爐燃燒控制的可靠性與效率]。②智能給水控制。隨著社會用電需求的增加，發(fā)電廠所需要的鍋爐設(shè)備的規(guī)模也進(jìn)一步擴(kuò)大，傳統(tǒng)給水控制經(jīng)常出現(xiàn)給水緩慢、給水不足等問題，嚴(yán)重影響電力生產(chǎn)。在給水控制過程中及時引入多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能給水控制系統(tǒng)能有效提高給水控制系統(tǒng)的可靠性與精準(zhǔn)性。這種智能化給水控制系統(tǒng)一方面提升了給水控制的整體性能，另一方面極大簡化了給水控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)。③智能溫度控制。在火電廠熱工自動化控制過程中，鍋爐溫度的時變性比較強(qiáng)，傳統(tǒng)溫度控制方式無法達(dá)到理想效果?，F(xiàn)階段，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能氣溫控制技術(shù)以及氣溫模糊控制技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，在智能氣溫控制系統(tǒng)的幫助下對鍋爐氣溫進(jìn)行智能化控制，在不同負(fù)荷狀態(tài)下可達(dá)到優(yōu)良的控制效果。

3、先進(jìn)控制策略。在火電廠熱工控制過程中，控制策略必不可少，這是智能化控制系統(tǒng)的重要組成環(huán)節(jié)?，F(xiàn)階段，越來越多的研究人員將遺傳算法、模糊控制、預(yù)測控制等控制策略應(yīng)用到火電廠熱工控制過程中去，通過實施先進(jìn)控制策略，全面提升火電廠熱工控制的精度以及安全性能。

三、火電廠熱工自動化控制的應(yīng)用

1、自動檢測。在火電廠生產(chǎn)過程中，工作人員要及時掌握不同設(shè)備的運行狀態(tài)，這對于發(fā)電作業(yè)的正常運行有著重要作用。應(yīng)用火電廠熱工自動化控制系統(tǒng)后，可直接通過儀表監(jiān)測溫度、壓力、流量等數(shù)據(jù)，動態(tài)監(jiān)測各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)，有助于工作人員及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備問題，預(yù)防電力生產(chǎn)事故。例如，在火電廠熱工自動化檢測系統(tǒng)中，通常使用溫度傳感器對溫度進(jìn)行檢測。300MW 以上的火電機(jī)組均是將電阻信號傳導(dǎo)到數(shù)據(jù)庫中，然后經(jīng)過不同控制模塊將信號轉(zhuǎn)化。不同控制系統(tǒng)對熱電偶的控制方式不同，主要采用熱電阻、冷端補(bǔ)償器等測量接線盒溫度，然后經(jīng)由計算機(jī)處理器修正各種數(shù)據(jù)。

2、自動控制。在電廠熱工自動化控制系統(tǒng)中，自動控制是非常重要的一項功能。研究人員根據(jù)火電廠具體情況設(shè)置合理的程序編寫相關(guān)程序代碼，使受控制設(shè)備能按照一定的次序和流程開展相關(guān)工作，然后通過合理的運行判斷標(biāo)準(zhǔn)來決定是否執(zhí)行程序內(nèi)容，從而保證各項設(shè)備按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)運行。

3、自動報警。自動報警系統(tǒng)是電廠熱工自動化控制系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，其能通過分析各項數(shù)據(jù)找到設(shè)備異常運行的原因，采取針對性應(yīng)急對策，從而減輕設(shè)備故障帶來的影響。自動報警設(shè)備能及時提醒管理人員設(shè)備運行情況。在使用自動報警功能時，管理人員需要結(jié)合火電廠運行實際設(shè)置合理的報警閾值，保證上下閾值之間的合理性，充分發(fā)揮自動報警功能的功效。例如，若在執(zhí)行過程中發(fā)出一段指令沒有信號返回，也就是控制沒有在約定時間內(nèi)完成，提示系統(tǒng)故障，火電廠熱工自動化控制系統(tǒng)則發(fā)出報警。

4、自動保護(hù)?；痣姀S熱工自動化控制自動保護(hù)功能指的是在相關(guān)儀表的動態(tài)監(jiān)測下，若參數(shù)超過合理范圍，則火電廠熱工自動化控制系統(tǒng)會對設(shè)備運行情況進(jìn)行控制，促使其在安全狀況下運行，預(yù)防發(fā)生安全事故或設(shè)備損壞問題。

當(dāng)前很多企業(yè)在實際建設(shè)環(huán)節(jié)中都和自動化控制工作有所涉及，所以一個國家在進(jìn)行自動化建設(shè)和控制環(huán)節(jié)中，也能對科技發(fā)達(dá)的程度進(jìn)行關(guān)注，同時這項工作的開展也將為這項工作的開展提供更大的方便。在當(dāng)前我國技術(shù)水平不斷發(fā)展的背景下，自動化的控制也在當(dāng)前社會中得到了更顯著的發(fā)展。所以這也要求這項工作的開展要進(jìn)一步進(jìn)行提升和完善，只有這樣才能為廣大群眾的生活提供更大的便利性。電力行業(yè)在實際生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，只有確保連續(xù)發(fā)電，才能更好的實現(xiàn)對安全性和經(jīng)濟(jì)性的全面提升。

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（作者單位：赤峰熱電廠有限責(zé)任公司）