智能控制在電廠熱工自動(dòng)化中的運(yùn)用探究

吳 昊

（北京京西燃?xì)鉄犭娪邢薰荆本?00041）

0 引 言

近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)電力行業(yè)的不斷改革和發(fā)展，電廠熱工已經(jīng)難以滿足電力行業(yè)的需求，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益呈下降趨勢(shì)[1]。為了提升電廠熱工的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)效率，改善其自動(dòng)化性能，智能控制被廣泛應(yīng)用于電廠熱工。智能控制的主要作用是加強(qiáng)電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中的控制力度，降低生產(chǎn)問(wèn)題和故障問(wèn)題的發(fā)生率，促進(jìn)國(guó)內(nèi)電力行業(yè)的發(fā)展，保障電力行業(yè)的生產(chǎn)效益和經(jīng)濟(jì)效益。由于自動(dòng)化具有復(fù)雜性，相關(guān)人員在應(yīng)用智能控制時(shí)需提前了解智能控制的相關(guān)內(nèi)容和注意事項(xiàng)，以提高智能控制的應(yīng)用效果，強(qiáng)化電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)的控制力度。

1 智能控制的概述和主要方式

1.1 智能控制的概述

智能控制是采用智能控制技術(shù)將定量和控制設(shè)備相結(jié)合，以便控制各項(xiàng)煩瑣和復(fù)雜的生產(chǎn)過(guò)程，降低各項(xiàng)問(wèn)題發(fā)生的概率，提高經(jīng)濟(jì)效益。智能控制技術(shù)自身帶有定位、檢測(cè)以及搜索等功能，應(yīng)用在電廠熱工中可形成完善的知識(shí)系統(tǒng)與數(shù)學(xué)模型相結(jié)合的廣義模型[2]。此外，智能控制可在無(wú)人干預(yù)的情況下自主驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器對(duì)目標(biāo)進(jìn)行控制，無(wú)需工作人員操作，節(jié)省了工作時(shí)間，提高了工作效率。工作人員可在機(jī)器自主控制期間對(duì)各項(xiàng)工作進(jìn)行監(jiān)督，觀察生產(chǎn)期間是否有異常情況發(fā)生。若出現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)立刻解決，以保障生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

1.2 智能控制的主要方式

1.2.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制是通過(guò)模擬人工處理單元構(gòu)建自我規(guī)劃學(xué)習(xí)，并采用校正技術(shù)對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制的模式，能夠提高智能系統(tǒng)模擬人類思維的效果，降低生產(chǎn)問(wèn)題和發(fā)生故障的概率。

1.2.2 遺傳控制

遺產(chǎn)控制作為智能控制中的常見(jiàn)控制方式，主要采用遺傳算法，在復(fù)雜空間中為控制系統(tǒng)提供隨機(jī)搜索的方式。遺傳算法可與其他技術(shù)混合使用，主要用于智能控制的環(huán)境、參數(shù)以及結(jié)構(gòu)的最優(yōu)控制，可根據(jù)生產(chǎn)需求進(jìn)行優(yōu)化和更新，從而提高生產(chǎn)效益[3]。

1.2.3 模糊控制

模糊控制是將數(shù)學(xué)模型作為核心，在模糊語(yǔ)言變量和模糊集合的基礎(chǔ)上進(jìn)行操作，可控制一些不確定的信息，降低不確定問(wèn)題的發(fā)生率。模糊控制操作具有簡(jiǎn)便和靈活的特點(diǎn)，相關(guān)人員可快速熟悉操作流程，提高了工作效率。

1.2.4 專家控制

專家控制是結(jié)合控制技術(shù)與專家觀點(diǎn)來(lái)提高智能控制的效果。專家控制能夠依據(jù)生產(chǎn)需求做出合理和規(guī)范的調(diào)節(jié)，保證生產(chǎn)效果。

2 智能控制在電廠熱工自動(dòng)化中的作用

2.1 降低復(fù)雜度

傳統(tǒng)的電廠熱工自動(dòng)化技術(shù)操作較為復(fù)雜，容易導(dǎo)致工作人員操作錯(cuò)誤，無(wú)法保證自動(dòng)化設(shè)備的正常運(yùn)行。將智能控制應(yīng)用在電廠人工自動(dòng)化中，不僅降低了操作的復(fù)雜程度，也減少了復(fù)雜的操作流程，提升了工作人員的工作效率。可見(jiàn)，智能控制技術(shù)應(yīng)用于電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)中能有效降低操作的復(fù)雜度[4]。

2.2 提高安全性

由于電廠熱工自動(dòng)化設(shè)備均為大型設(shè)備，因此若出現(xiàn)操作不當(dāng)和漏電情況會(huì)導(dǎo)致事故的發(fā)生。智能控制可實(shí)時(shí)監(jiān)控電廠設(shè)備，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障可及時(shí)發(fā)出警報(bào)。工作人員可依據(jù)警報(bào)信息維護(hù)設(shè)備，有助于維修人員開(kāi)展工作。可見(jiàn)，智能控制應(yīng)用于電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)中可顯著提高安全性。

2.3 改進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)

自動(dòng)化技術(shù)作為中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要技術(shù)，可顯著提升電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備及大型設(shè)備的工作效率。但由于硬件設(shè)備不達(dá)標(biāo)及技術(shù)發(fā)展限制等原因，自動(dòng)化技術(shù)無(wú)法進(jìn)一步獲得提升。智能控制廣泛應(yīng)用于電廠熱工自動(dòng)化可有效改進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)，使工作方式變得更加合理和規(guī)范，從而大大促進(jìn)了國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

3 智能控制的具體應(yīng)用

3.1 給水加藥

系統(tǒng)可采用變頻器進(jìn)行智能控制，將生產(chǎn)狀態(tài)作為參考依據(jù)構(gòu)建模型，加大電力輸出[5]。給水加藥是電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)加強(qiáng)重視。智能控制可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)給水加藥功能，不僅能夠提高電廠熱工自動(dòng)化的生產(chǎn)效率，解決水供應(yīng)和質(zhì)量方面的問(wèn)題，還可以提高電廠熱工自動(dòng)化設(shè)備的穩(wěn)定性。智能控制可貼合實(shí)際情況調(diào)節(jié)給水加藥過(guò)程，以滿足電廠熱工的生產(chǎn)需求。

3.2 控制溫度

智能控制應(yīng)用在電廠熱工自動(dòng)化中能夠控制電廠熱工自動(dòng)化的生產(chǎn)溫度，有效降低各項(xiàng)生產(chǎn)問(wèn)題發(fā)生的概率。控制生產(chǎn)溫度主要從以下兩個(gè)方面展開(kāi)。一方面，智能控制可在電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)時(shí)進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，若出現(xiàn)溫度異常的情況，可調(diào)整熱量系統(tǒng)控制滯后時(shí)間和慣性等，保障溫度的穩(wěn)定性。另一方面，智能控制可采用模糊控制控制熱負(fù)荷和過(guò)熱溫度等。它的單元系統(tǒng)可根據(jù)溫度的異常情況采取自動(dòng)調(diào)整處理，提高了電廠熱工自動(dòng)化的穩(wěn)定性。智能控制可以使生產(chǎn)溫度處于合理的范圍，從而降低資源損耗，保障燃料的充分燃燒，提升生產(chǎn)效益。

3.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)

電廠熱工自動(dòng)化在生產(chǎn)時(shí)，可利用智能控制控制每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，保證電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)處于穩(wěn)定狀態(tài)[6]。自動(dòng)控制系統(tǒng)如圖1所示。智能控制應(yīng)用在自動(dòng)控制時(shí)，應(yīng)從以下兩個(gè)方面展開(kāi)。一方面，智能控制通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)模仿電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程，分析生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題并及時(shí)解決，保障電廠熱工自動(dòng)化的穩(wěn)定性。在生產(chǎn)過(guò)程中，電廠熱工自動(dòng)化設(shè)備會(huì)與其他設(shè)備相關(guān)聯(lián)，若任一環(huán)節(jié)及設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題，均會(huì)導(dǎo)致電廠熱工自動(dòng)化不能順利運(yùn)作。因此，為了提高電廠熱工自動(dòng)化設(shè)備的穩(wěn)定性和智能控制的應(yīng)用效果，相關(guān)人員需利用智能控制中的人工神經(jīng)元模擬正在運(yùn)行的自動(dòng)化設(shè)備并進(jìn)行自動(dòng)診斷。另一方面，智能控制可以實(shí)時(shí)監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并且定時(shí)定期進(jìn)行檢查，同時(shí)根據(jù)電廠熱工生產(chǎn)的需求調(diào)節(jié)或更新自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)，保證了設(shè)備的穩(wěn)定性，提高了生產(chǎn)效率。此外，智能控制系統(tǒng)可依據(jù)自動(dòng)化設(shè)備的特點(diǎn)檢測(cè)故障。若有故障，智能控制系統(tǒng)可對(duì)系統(tǒng)實(shí)施保護(hù)，將各項(xiàng)信息上傳到控制中心，反饋給工作人員，工作人員可根據(jù)反饋信息及時(shí)維護(hù)設(shè)備，減少經(jīng)濟(jì)損失。

圖1 電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)

3.4 負(fù)荷裝置

由于多數(shù)電廠熱工自動(dòng)化設(shè)備會(huì)在強(qiáng)電流及高電壓下進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的生產(chǎn)，因此容易造成電廠熱工設(shè)備的超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。智能控制可有效減少設(shè)備的負(fù)荷。因此，工作人員可通過(guò)智能控制對(duì)設(shè)備進(jìn)行負(fù)荷管理。若設(shè)備出現(xiàn)負(fù)荷異常情況，則可通過(guò)負(fù)荷裝置調(diào)整設(shè)備，避免設(shè)備一直處于超負(fù)荷工作狀態(tài)，提高了生產(chǎn)效率。

3.5 防止干擾

電磁干擾經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)在電廠熱工自動(dòng)化設(shè)備工作中，導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行，增加了事故發(fā)生率，嚴(yán)重影響了電廠熱工的工作[7]。智能控制應(yīng)用于電廠熱工自動(dòng)化管理中，可有效降低干擾現(xiàn)象的發(fā)生概率。一旦發(fā)生干擾，智能控制可及時(shí)處理，排除干擾反應(yīng)，避免設(shè)備在工作中受到不必要的干擾，從而確保設(shè)備正常運(yùn)行。

4 智能控制在電廠熱工自動(dòng)化中的運(yùn)用效果

智能控制是一項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于電廠熱工自動(dòng)化且取得了顯著效果。首先，電廠熱工體系具有復(fù)雜性，若在生產(chǎn)期間使用人工控制方式，會(huì)降低工作人員的工作效率，影響控制效果[8]。電廠熱工自動(dòng)化應(yīng)用智能控制可以依據(jù)設(shè)備運(yùn)行的狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，提升設(shè)備的穩(wěn)定性，減少故障率。其次，電廠熱工自動(dòng)化應(yīng)用智能控制的自動(dòng)診斷和檢測(cè)功能，可分析電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)的狀況，且依據(jù)診斷信息和檢狀況及時(shí)采取調(diào)節(jié)措施，避免產(chǎn)生不良影響。應(yīng)用智能控制時(shí)可收集設(shè)備運(yùn)行的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，接收運(yùn)行信號(hào)，以便發(fā)現(xiàn)異常情況，及時(shí)解決。此外，智能控制結(jié)合其他技術(shù)可模擬人工神經(jīng)元，及時(shí)調(diào)節(jié)電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)，保證良好的控制效果。最后，智能控制具備保護(hù)功能，可在電熱廠公自動(dòng)化生產(chǎn)故障采取保護(hù)措施，減少故障對(duì)電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)的影響。智能控制可將故障產(chǎn)生的原因及位置及時(shí)準(zhǔn)確地反饋給相關(guān)人員，使其根據(jù)反饋信息及時(shí)進(jìn)行維修，減少經(jīng)濟(jì)損失。

5 結(jié) 論

在電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)中應(yīng)用智能控制能夠深入生產(chǎn)的每個(gè)環(huán)節(jié)，強(qiáng)化其控制力度，提高控制效果。智能控制可根據(jù)實(shí)際情況對(duì)電廠熱工自動(dòng)化設(shè)備的故障作出反饋和判斷，工作人員可依據(jù)反饋信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行維修，從而保證了電廠熱工自動(dòng)化生產(chǎn)的穩(wěn)定性，提升了經(jīng)濟(jì)效益。