電廠自動化控制技術的運用和發展趨勢

施紅武（棗莊南郊熱電有限公司,山東 棗莊 277100）

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電廠自動化控制技術的運用和發展趨勢

施紅武
（棗莊南郊熱電有限公司,山東 棗莊 277100）

摘 要：目前，國家經濟的快速發展與社會生活的提高，促進了電力基礎建設與技術的發展，傳統的電廠管理系統已經無法滿足其發展需求。因此，結合新的管理系統與控制技術，對電廠的工作效率進行提高，成為越來越重要的課題。自動化控制技術作為目前電廠管理與發展中的主流技術，受到了越來越多的關注。文章通過分析目前自動化控制技術存在的問題，對其運用發展進行了闡述，以期為相關從業者提供一定的借鑒。

關鍵詞：自動化；控制技術；運用發展

1 電廠自動化控制技術目前存在的問題

1.1 自動化控制系統相互交流不夠

自動化控制技術的核心內容是自動化控制系統，目前所有的電廠自動化控制工作都是在自動化控制系統的基礎上進行的，但是，自動化技術廠家出于競爭的目的各自為政，對主要控制技術進行技術封閉，按照自己生產的技術要求進行生產，這就導致不同的技術產品在通訊協議等方面無法進行信息對接，只能通過網關等效率相對低下的信息中轉站方式進行通信連接。例如，DCS系統與PLC系統，受限于自身軟硬件的產品體系以及利益保護性，彼此進行技術封鎖，無法實現信息共享，而中轉站的方式又會導致信號不穩定甚至堵塞等現象。

1.2 無法滿足信息化電廠需求

信息化電廠的建設是未來電廠發展的主要方向之一，而信息化發展要求不同的控制系統之間能夠實現信息共享。當前，廠商雖然已經對部分軟件接口進行了開放，同時也出現了一些影響較大的開放軟件，使得電廠用戶之間的聯系更加緊密，但在用戶粘性、通訊速度與穩定性以及電廠操作步驟等方面仍然無法達到最優。自動化控制系統要求實現信息的及時傳遞，當信息化電廠建設完成后，一旦出現大規模的信息延遲或者誤差，會造成極大的經濟損失。目前，在控制現場仍然配置有專門的技術監控人員對信號接入方式等進行管理協調，無法滿足信息化電廠建設需求。

2 自動化控制技術的運用

2.1 現場總線技術

現場總線技術也稱為FCS系統，建立在互聯網技術、智能儀表以及通信、微處理技術等基礎之上，是對傳統自動化控制技術的一種再發展，因此其在信息的共享互聯、信號分布以及信號穩定性、可靠性等方面具有更好的優勢，而這些優勢正是傳統控制技術如DCS等所不具備的。相比于DCS的信號單獨傳遞、信息過分集中在控制站、信號精度與抗干擾性差等缺點，現場總線技術能夠提供雙向且多對的傳輸信號，由于在數字信號方面的良好精度與高可靠性，其在監控與抗干擾性等方面也得到了大幅度的提高。智能儀表的使用將傳統的信號集中控制進行了有效的分散，降低了控制風險。智能儀表的多功能性，如通信、運算等，還提高了用戶使用的便捷性，在設備連接方面有了更大的自由度與選擇度。

2.2 無線電技術

無線電技術主要指的是通訊傳輸網絡技術，目前主要有多拓撲性傳輸網絡與蜂巢式網絡兩種。多拓撲傳輸網絡將每一臺網絡設備視作信號接收站與中轉站，既充當信號的接受設備，同時又充當相鄰設備的中轉站，作為其路由器進行信號傳輸。當網絡中某臺設備無法與網關進行連接時，其信號便會選擇鄰近設備的通道進行傳送。由此可見，其信號數據傳送具有穩定性、可靠性、低功耗的特點。蜂巢網絡則主要通過發射塔進行信號傳遞，發射塔能夠增強通信的覆蓋范圍，尤其適用于邊遠山區的通信覆蓋。

3 自動化控制技術發展趨勢

3.1 PLC技術的發展

PLC控制技術目前已經較為成熟，在電廠應用中較為廣泛。PLC控制技術主要是采用一定的算法，賦予其內在邏輯運算與順序運算等原則，結合可編程存儲器實現系統的各個指令要求，從而實現對電路系統中設備、電路信號等的實時監控。PLC技術未來的發展方向集中在對神經網絡、設備指令的精準控制方面，實現其控制系統的多功能以及自主智能等特點，在降低經濟成本的同時提高其標準化的能力。

3.2 現場總線甚至多現場總線并存的發展

不論是低速現場總線還是高速現場總線，其現階段的技術仍然存在著各種缺點，如輸入信號的不統一、接口的不規范等，其進一步的發展必然是對其進行功能完善。另外，不同的現場總線網橋之間應該實現無縫的對接，將其集中的監控控制站進行多方位的分散是未來發展趨勢。

此外，以以太網技術為基礎的多現場總線技術是其發展的另一個方向。在技術方面，不同廠家生產的不同軟硬件設備在通信規范與要求方面差異化較大，而自動化技術涉及到的學科領域眾多，單一的現場總線技術無法適應所有的要求，這就促進了多現場總線的發展。在商業層面考慮，以太網技術能夠涵蓋信息層、控制層以及設備層等多種網絡層級，同時，現場總線應用層的協議與規范是不同廠家共同協商決定、兼顧各方利益與需求的結果，這也促進了以以太網為主體的多現場總線技術的發展。在其進一步的發展過程中，其容錯率、信息傳輸穩定性以及信息網絡結構的改進成為主要的發展方向，在集成與靈活性上實現一網到底的自動化控制技術。

3.3 嵌入集成控制技術的發展

嵌入式集成技術主要是對不同的計算機技術進行集成化與網絡化，使得其在數據處理與網絡通訊、系統管理等方面得到較強的優化，實現多種現場通訊協議、系統數據的統一監控與操作，與現場控制技術融合后成為功能齊全的信息平臺。

3.4 多種信息傳輸方式的融合發展

多種信息傳輸方式的融合主要是將有線技術與無線技術進行融合，將信息的控制建立在安全穩定的傳輸渠道中，以保證渠道的暢通，從而充分發揮有線技術與無線技術的優點，實現自動化控制的經濟與高效。

4 總結

在電廠自動化控制技術的發展過程中，傳統的技術如PLC、FCS等技術不會馬上被替代，更多的是融合數字化技術、以太網技術等現代通信技術，建立更為完善的控制系統。文章通過分析自動化控制技術目前存在的問題，對其應用與發展趨勢進行了討論，以期為電廠自動化技術的發展提供一定的借鑒，促進未來信息化電廠的建設與發展。

參考文獻：

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DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.158