關(guān)于火電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)化策略的分析研究

白國(guó)戰(zhàn) 白陽(yáng)

【摘? 要】近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，更多的人口逐漸涌入到城市中，從而使得城市化進(jìn)程明顯加快速度，同時(shí)各個(gè)行業(yè)也相繼不斷的涌現(xiàn)出來，最終致使對(duì)于電力的需求更加的強(qiáng)勝。此外，火電廠是確保電力供應(yīng)是否穩(wěn)定的主力軍，而熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)不僅僅屬于火電廠的核心設(shè)備，同時(shí)也是對(duì)其他供電設(shè)備是否能夠安全運(yùn)行和穩(wěn)定供電重要支撐的有利保障。本文根據(jù)作者多年工作經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)分析了我國(guó)火電廠的熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)，以及探討了熱工控制系統(tǒng)在運(yùn)行過程中存在的各種問題，并且對(duì)其提出了解決辦法。期望可以通過本文的分析和研究為業(yè)內(nèi)同行給予些許幫助，并且也為我國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】火電廠;自動(dòng)控制系統(tǒng);優(yōu)化策略

引言

通常來說，火電廠的熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由檢測(cè)、執(zhí)行設(shè)備和控制系統(tǒng)三部分構(gòu)成。當(dāng)然，我們知道，火電廠在生產(chǎn)過程中，其運(yùn)行環(huán)境極為復(fù)雜，易燃、高溫、高壓等惡劣環(huán)境極為常見，所以現(xiàn)代火力控制系統(tǒng)除了上述的三部分構(gòu)成之外，還包括順序控制、自動(dòng)監(jiān)測(cè)、報(bào)警和保護(hù)措施，主要目的就是為了確保火電廠的熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)在工作中的安全性。近年來，DCS控制系統(tǒng)也在科技信息化技術(shù)的推動(dòng)下取得了很大的創(chuàng)新，火電廠的熱工自動(dòng)化程度也隨之而得到了新的發(fā)展。本文結(jié)合筆者的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)電廠的熱工控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析，主要是針對(duì)DCS系統(tǒng)中存在的問題進(jìn)行了分析，同時(shí)提出了一些解決措施，希望可以給諸位同行做一些參考和借鑒。

1DCS控制系統(tǒng)概述

集散控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱為DCS系統(tǒng)），是建立在微處理器基礎(chǔ)之上的一個(gè)控制系統(tǒng)，糅合了屏幕顯示技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種自動(dòng)化技術(shù)，所以在精度控制方面以及響應(yīng)速度、工作可靠性等方面的功能都更加強(qiáng)大也更具優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還具備工作數(shù)據(jù)的采集和處理能力。它采用控制分散、操作和管理集中的基本設(shè)計(jì)思想，采用多層分級(jí)、合作自治的結(jié)構(gòu)形式。其主要特征是它的集中管理和分散控制。

2熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中的問題

2.1DCS系統(tǒng)中軟件和硬件問題

在DCS系統(tǒng)之中，經(jīng)常在熱工控制系統(tǒng)中增加BMS、CCS、DEH等重要控制點(diǎn)，而這是為了確保設(shè)備是否可以安全運(yùn)行以及故障發(fā)生之時(shí)是否能夠立即停止運(yùn)行。然而，DCS系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程之中，時(shí)常會(huì)被許多外來的因素所影響，從而使它的安全性和穩(wěn)定性逐漸降低。比如，在沒有限流保護(hù)的情況下，由于輸入電路和輸出電路發(fā)生短路，就會(huì)很容易使得通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，所以這將會(huì)致使系統(tǒng)或者是設(shè)備不能利用遠(yuǎn)程檢測(cè)等辦法給出正確的命令。另外，如果信息系統(tǒng)處理的速度和設(shè)定值設(shè)置不正確等，都有可能會(huì)影響到熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)是否可以正常運(yùn)行。

2.2熱工控制元件問題

眾所周知，任何機(jī)器設(shè)備在運(yùn)行過程中都有可能因?yàn)檫\(yùn)行時(shí)間過久而產(chǎn)生設(shè)備或元件老化問題，熱工控制設(shè)備也不例外。在經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，熱工控制元件很容易因?yàn)槔匣蚱渌|(zhì)量問題而產(chǎn)生故障，而且通常情況下這些元件產(chǎn)生故障，設(shè)備系統(tǒng)也沒有自動(dòng)識(shí)別功能，所以很容易產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致其他的故障產(chǎn)生。比如某個(gè)元件老化或損壞，導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法識(shí)別正確信號(hào)，也就無(wú)法發(fā)送正確指令，而錯(cuò)誤信息和錯(cuò)誤指令發(fā)出后，必定會(huì)對(duì)設(shè)備接下來的運(yùn)行產(chǎn)生影響，甚至跳閘。有相關(guān)數(shù)據(jù)和實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)表明，在熱工自動(dòng)控制設(shè)備故障中，由熱控元件故障而產(chǎn)生問題的概率占半數(shù)以上，由此可見，熱工控制元件故障對(duì)熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)整體運(yùn)行的影響非常大，所以一定要注意這方面的問題。

2.3電源故障

對(duì)電源故障來說，它屬于熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)故障中重要部分的一種。一般情況下，造成電力故障或者是電路中斷的因素有很多種，例如很多工廠缺乏對(duì)危機(jī)的認(rèn)識(shí)和缺少備用電源，或者是由信號(hào)干擾而引發(fā)的電路中斷、和電路接觸不良等，而這些因素都有可能會(huì)引發(fā)電源出現(xiàn)故障情況。然而，對(duì)電源故障的檢測(cè)也非常的容易，只要充分的利用保險(xiǎn)配置，并且隨時(shí)讓備用電源處在電滿的狀態(tài)下，另外在加入一些阻礙信號(hào)干擾的系統(tǒng)，最終將會(huì)使得電源故障的問題得到有效消除。

3火電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)化策略的分析

3.1提升系統(tǒng)的檢測(cè)能力

一般來說，提高系統(tǒng)檢測(cè)能力經(jīng)常使用的方法是以控制站點(diǎn)DPU開始，然而，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐證明，該方法對(duì)于提高系統(tǒng)性能的效率非常低且速度很慢，不能讓實(shí)際工作的需求得到很好地滿足。因此，建議大家可以通過信號(hào)著手，采用多點(diǎn)采樣的辦法來采集信號(hào)，而后通過對(duì)采集到的信號(hào)分析和比較可以獲得有用的信號(hào)，使系統(tǒng)的檢測(cè)能力與自我判斷能力得到進(jìn)一步提升。

2.2提升DCS系統(tǒng)的可靠性

使用成熟度高和穩(wěn)定性強(qiáng)的熱工元件隨著熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)的復(fù)雜性與智能化程度的不斷提高，將會(huì)對(duì)控制和檢測(cè)元件的要求越來越高。此外，由于熱工控制元件發(fā)生故障概率比較高，而如果想要確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，那么所應(yīng)用的熱工元件就必須要具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性。在選擇熱工元件的過程中，不可以盲目地選擇那些高技術(shù)含量或者是低成本的元件，而是選擇的類型必須要和整個(gè)系統(tǒng)的匹配程度最高的元件。優(yōu)化“壞質(zhì)量”判斷功能當(dāng)熱工自動(dòng)話控制系統(tǒng)的通信出現(xiàn)異常的情況下，或者是與之相關(guān)的測(cè)量元件和輸出執(zhí)行器等設(shè)備出現(xiàn)故障的時(shí)候，信號(hào)測(cè)量則會(huì)出現(xiàn)異常，而信號(hào)測(cè)量范圍會(huì)超過極限、速率變化異常，以及異常出現(xiàn)跳變，邏輯關(guān)系不符合實(shí)際情況等。為了能夠?qū)Α皦馁|(zhì)量”進(jìn)行判斷，應(yīng)該自動(dòng)排除故障點(diǎn)，同時(shí)及時(shí)發(fā)出警報(bào)，并采取自動(dòng)剔除等措施。

2.3過程通道維護(hù)

根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得知，最常見的過程通道故障主要是指I/O故障。而且，由于不能利用人的主管意識(shí)來對(duì)I/O故障的部位和原因進(jìn)行判斷，所以對(duì)它們的處理就會(huì)相當(dāng)麻煩。只有將系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)合之后在進(jìn)行全面分析，才能夠得知I/O故障的主要原因和部位，并且由生廠商家來對(duì)其進(jìn)行維護(hù)。另外，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障之時(shí)，工作人員在短時(shí)間之內(nèi)不能夠?qū)⒐收系奈恢煤驮蚩焖倥挪槌觯员仨氁岣邌T工的專業(yè)素養(yǎng)。

2.4設(shè)計(jì)方面優(yōu)化系統(tǒng)的運(yùn)行性能

對(duì)于DCS控制系統(tǒng)的優(yōu)化，要以提高系統(tǒng)的預(yù)防功能和軟化故障為主要目標(biāo)，著重優(yōu)化系統(tǒng)的硬件設(shè)備質(zhì)量和軟件質(zhì)量;優(yōu)化設(shè)備的保護(hù)系統(tǒng)，對(duì)裝置的電流保護(hù)系統(tǒng)、跳閘保護(hù)系統(tǒng)等都進(jìn)行優(yōu)化;延長(zhǎng)設(shè)備的使用年限，優(yōu)化設(shè)備功能的穩(wěn)定性也是一個(gè)重要方面，需要不斷優(yōu)化設(shè)備的工作環(huán)境和條件，定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行通風(fēng)和清理操作，確保設(shè)備通風(fēng)干燥，無(wú)灰塵積壓，避免因?yàn)檫@些問題而導(dǎo)致設(shè)備故障。當(dāng)然，就目前的情況看來，對(duì)于火電廠的自動(dòng)化系統(tǒng)和設(shè)備的設(shè)計(jì)，我們?nèi)匀灰獙踩糜谑孜唬浯尾攀菑慕?jīng)濟(jì)角度考慮，這樣才能更好的提升自動(dòng)化系統(tǒng)的性能，同時(shí)也保障企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)

自動(dòng)化控制水平的高低將會(huì)對(duì)火電廠機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和企業(yè)的運(yùn)行能力及經(jīng)濟(jì)性起到直接性影響。通過上述分析，我們可以得知熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有一定高復(fù)雜性。而且正是因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)所具備的復(fù)雜性，使得相關(guān)因素有很多，所以這就需要對(duì)相關(guān)的優(yōu)化策略進(jìn)行升級(jí)。文章通過對(duì)控制系統(tǒng)的分析和相關(guān)策略的優(yōu)化措施，使系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性在一定程度上得到提升。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：1.內(nèi)蒙古京科發(fā)電有限公司;2.武漢網(wǎng)電盈科科技發(fā)展有限公司）