電廠自動化控制技術的運用和發(fā)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(fā)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(jīng)濟的快速發(fā)展與社會生活的提高，促進了電力基礎建設與技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的電廠管理系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足其發(fā)展需求。因此，結合新的管理系統(tǒng)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(fā)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(fā)展進行了闡述，以期為相關從業(yè)者提供一定的借鑒。

關鍵詞：自動化；控制技術；運用發(fā)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(tǒng)相互交流不夠

自動化控制技術的核心內(nèi)容是自動化控制系統(tǒng)，目前所有的電廠自動化控制工作都是在自動化控制系統(tǒng)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(chǎn)的技術要求進行生產(chǎn)，這就導致不同的技術產(chǎn)品在通訊協(xié)議等方面無法進行信息對接，只能通過網(wǎng)關等效率相對低下的信息中轉(zhuǎn)站方式進行通信連接。例如，DCS系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)，受限于自身軟硬件的產(chǎn)品體系以及利益保護性，彼此進行技術封鎖，無法實現(xiàn)信息共享，而中轉(zhuǎn)站的方式又會導致信號不穩(wěn)定甚至堵塞等現(xiàn)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(fā)展的主要方向之一，而信息化發(fā)展要求不同的控制系統(tǒng)之間能夠?qū)崿F(xiàn)信息共享。當前，廠商雖然已經(jīng)對部分軟件接口進行了開放，同時也出現(xiàn)了一些影響較大的開放軟件，使得電廠用戶之間的聯(lián)系更加緊密，但在用戶粘性、通訊速度與穩(wěn)定性以及電廠操作步驟等方面仍然無法達到最優(yōu)。自動化控制系統(tǒng)要求實現(xiàn)信息的及時傳遞，當信息化電廠建設完成后，一旦出現(xiàn)大規(guī)模的信息延遲或者誤差，會造成極大的經(jīng)濟損失。目前，在控制現(xiàn)場仍然配置有專門的技術監(jiān)控人員對信號接入方式等進行管理協(xié)調(diào)，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(xiàn)場總線技術

現(xiàn)場總線技術也稱為FCS系統(tǒng)，建立在互聯(lián)網(wǎng)技術、智能儀表以及通信、微處理技術等基礎之上，是對傳統(tǒng)自動化控制技術的一種再發(fā)展，因此其在信息的共享互聯(lián)、信號分布以及信號穩(wěn)定性、可靠性等方面具有更好的優(yōu)勢，而這些優(yōu)勢正是傳統(tǒng)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(xiàn)場總線技術能夠提供雙向且多對的傳輸信號，由于在數(shù)字信號方面的良好精度與高可靠性，其在監(jiān)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(tǒng)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(wǎng)絡技術，目前主要有多拓撲性傳輸網(wǎng)絡與蜂巢式網(wǎng)絡兩種。多拓撲傳輸網(wǎng)絡將每一臺網(wǎng)絡設備視作信號接收站與中轉(zhuǎn)站，既充當信號的接受設備，同時又充當相鄰設備的中轉(zhuǎn)站，作為其路由器進行信號傳輸。當網(wǎng)絡中某臺設備無法與網(wǎng)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(shù)據(jù)傳送具有穩(wěn)定性、可靠性、低功耗的特點。蜂巢網(wǎng)絡則主要通過發(fā)射塔進行信號傳遞，發(fā)射塔能夠增強通信的覆蓋范圍，尤其適用于邊遠山區(qū)的通信覆蓋。

3 自動化控制技術發(fā)展趨勢

3.1 PLC技術的發(fā)展

PLC控制技術目前已經(jīng)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(nèi)在邏輯運算與順序運算等原則，結合可編程存儲器實現(xiàn)系統(tǒng)的各個指令要求，從而實現(xiàn)對電路系統(tǒng)中設備、電路信號等的實時監(jiān)控。PLC技術未來的發(fā)展方向集中在對神經(jīng)網(wǎng)絡、設備指令的精準控制方面，實現(xiàn)其控制系統(tǒng)的多功能以及自主智能等特點，在降低經(jīng)濟成本的同時提高其標準化的能力。

3.2 現(xiàn)場總線甚至多現(xiàn)場總線并存的發(fā)展

不論是低速現(xiàn)場總線還是高速現(xiàn)場總線，其現(xiàn)階段的技術仍然存在著各種缺點，如輸入信號的不統(tǒng)一、接口的不規(guī)范等，其進一步的發(fā)展必然是對其進行功能完善。另外，不同的現(xiàn)場總線網(wǎng)橋之間應該實現(xiàn)無縫的對接，將其集中的監(jiān)控控制站進行多方位的分散是未來發(fā)展趨勢。

此外，以以太網(wǎng)技術為基礎的多現(xiàn)場總線技術是其發(fā)展的另一個方向。在技術方面，不同廠家生產(chǎn)的不同軟硬件設備在通信規(guī)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(xiàn)場總線技術無法適應所有的要求，這就促進了多現(xiàn)場總線的發(fā)展。在商業(yè)層面考慮，以太網(wǎng)技術能夠涵蓋信息層、控制層以及設備層等多種網(wǎng)絡層級，同時，現(xiàn)場總線應用層的協(xié)議與規(guī)范是不同廠家共同協(xié)商決定、兼顧各方利益與需求的結果，這也促進了以以太網(wǎng)為主體的多現(xiàn)場總線技術的發(fā)展。在其進一步的發(fā)展過程中，其容錯率、信息傳輸穩(wěn)定性以及信息網(wǎng)絡結構的改進成為主要的發(fā)展方向，在集成與靈活性上實現(xiàn)一網(wǎng)到底的自動化控制技術。

3.3 嵌入集成控制技術的發(fā)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(wǎng)絡化，使得其在數(shù)據(jù)處理與網(wǎng)絡通訊、系統(tǒng)管理等方面得到較強的優(yōu)化，實現(xiàn)多種現(xiàn)場通訊協(xié)議、系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一監(jiān)控與操作，與現(xiàn)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(fā)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(wěn)定的傳輸渠道中，以保證渠道的暢通，從而充分發(fā)揮有線技術與無線技術的優(yōu)點，實現(xiàn)自動化控制的經(jīng)濟與高效。

4 總結

在電廠自動化控制技術的發(fā)展過程中，傳統(tǒng)的技術如PLC、FCS等技術不會馬上被替代，更多的是融合數(shù)字化技術、以太網(wǎng)技術等現(xiàn)代通信技術，建立更為完善的控制系統(tǒng)。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(fā)展趨勢進行了討論，以期為電廠自動化技術的發(fā)展提供一定的借鑒，促進未來信息化電廠的建設與發(fā)展。

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