發電廠自動化儀表與自動化控制技術研究

周世元

摘要：中國的工業化始終在推動改革，為跟上不斷變化的社會進步與競爭激烈的市場的步伐，電力公司就應堅持展開改革及革新，以最大化地提升設備的安全程度與有效性。從目前的角度來分析，智能自動化控制技術的進步就極大地提升了發電公司的效率。自動化控制技術在火力發電廠中的運用也日益變成公司所重視的重點。自動控制技術在火力發電廠中的運用就使公司能夠在開發中堅持進行改善與革新，并在整個領域中占據優先位置。

關鍵詞：火電廠;熱工儀表;自動化技術;應用

目前，自動控制技術在火力發電廠中的運用非常重要。首先，自動化控制技術就突出了“自動化”，因此自動化控制技術運用就能夠降低人工操作導致的設備損壞與問題，提升電廠設備的安全程度與可靠陳固定，并提升電源的穩定水平。其次，自動化控制技術為一項新技術，對產品支持設備與設施的先進水平更有嚴格的要求，從而推動了火力發電廠的現代化。再次，自動控制技術就具有非常高的經濟效益，能夠科學地組織和使用設備，系統和人員，提升資源使用率，減少成本，并為電力公司提升經濟效益。

1工業自動化儀表與自動化控制技術應用優勢

1.1加強生產數據管控能力

伴隨信息技術的快速進步，“大數據”時代就已經悄然來臨。擁有數據資源就是把握客觀事物的未來方向，抓住事物發展的機遇。因此，工業公司就必須全面理解，集成，提取，存儲和處理并利用數據資源，為公司做合理的業務決策提供基礎，自動化儀器存在實時數據收集，集成和處理功能，可以幫助工業公司增強生產數據的管理和控制水平。

1.2提高生產效率

在工業公司以前的制造階段中，就必須遵守要求的制造規范和計劃，以保證工業加工與制造逐步有序地進行。盡管這類產品制造的想法能夠保證業務運營的順序，但它比較理想化，并導致了產品的加工和制造部分缺少靈活性，不能適應工業公司產品加工的實際情況，影響了公司生產制造的整體效果，工業自動化儀器的運用就可以有利于公司及時了解產品的制造情況，從而使公司可以靈活地調整過程和材料等客觀條件，以實現改善“工業”生產效率的目標。

2火力發電廠自動化控制技術的主要應用

2.1自動化控制在火電廠中的功能實現

在火力發電廠中使用自動控制的核心就是“自動化”。利用自動化，就能夠有效地監控電廠的整個工作環節，并獲得工作信息。利用對自動化技術的分析和判斷，就可以明確設備的下一次操作，借助于警報裝置，還能夠第一時間找出設備故障并進行處理，以減少事故出現率。自動化控制系統就做到了電廠的計算機化和自動化管理，并保證了設備及工作者的安全。

2.2火電廠常見自動控制系統

火力發電廠自動化控制技術中分為兩方面，熱力自動化、電氣自動化控制技術。熱自動化控制技術中主要是將燃料輸送到鍋爐中并控制加熱的蒸汽溫度的過程。電氣自動化控制主要是電氣設備的控制與保護?；鹆Πl電廠最常使用的自動控制手段就是分布式控制系統（DCS）與PLC控制系統。

2.2.1DCS控制系統

DCS控制系統在火力發電廠中有許多用途，并且為確定閉環條件和監視控制系統的運行提供了較大保障?；鹆Πl電廠通過線路將兩個單元之間的數據連接到DCS系統，這利于單元之間的信息交換，并為單元的安全操作創造了較大條件，以保證發電機單元的安全。DCS調整系統（CCS）主要負責管理負載，在保證設備安全運行的前提下，可以快速的響應調度負載的變化。

2.2.2PLC控制系統

PLC控制系統被廣泛應用于火力發電廠，主要是由于其比傳統的繼電器控制系統更安全，更抗干擾等優勢。PLC控制系統在順序控制和過程控制等領域具有很大的優勢，通常在使用大多數輔助系統（例如廢水處理，除灰和除塵控制）時使用，PLC是從屬計算機，可通過RS485或232通信接口與上級計算機（DCS）進行通信。

2.3火電廠的一體化控制系統

結合使用許多DCS和PLC的集成控制網絡系統，以更好地控制火力發電廠的水煤灰，按照站點的運行狀態實現對該區域的集中控制，并通過公共交換機的作用來傳輸和實現上位計算機在集中控制系統中的分布式處理模塊的集中控制室中的位置，以達到區域分散控制和整體集中控制室的協調使用，有效調節水、煤和灰。

2.4專家系統

專家系統是以知識為基礎的系統，專家控制系統的本質是基于控制對象和控制概率的各種專家知識來創建系統的結構和操作，可以主要用于智能系統方式。系統中有兩種方法。首先是直接的專家控制系統，通過實施該系統的控制和專家經驗，可以將其用于控制生產過程并發出控制信號。其次是間接專家控制系統，該系統是先進的決策控制知識和經驗，可以間接控制生產過程，在火力發電廠進行應用期間，考慮到安全因素，經常使用間接控制系統。

2.5儀表自動化技術

軟件技術的進步和發展為火電廠數據和技術進步開辟了新的機遇，熱力儀器的自動化也是火力發電廠發展的主要方向?；鹆Πl電廠的未來發展是自動控制整個生產過程，這是火力發電廠的趨勢，首先，自動熱控制系統可以顯著降低火力發電廠的成本，并利于安裝工作的進行。其次，熱儀表的自動化實際上是數據信息技術在熱儀表中的應用，因此，熱儀表技術在生產和設備維護方面得到了優化。

3火電廠熱工儀表自動化技術的發展趨勢

由于熱力自動化在電廠中的廣泛應用和推廣，當前已很少使用傳統設備，而是使用自動化程度更高的過程控制設備。過程控制設備的發展趨勢是各種智能執行器和智能變送器的應用，伴隨中國對發電廠環境保護需求的不斷增長，越來越多的設備將用于監測和分析發電廠的排放。當前，DCS系統的控制范圍已從早期（僅包括MCS，DAS，SCS）更改為實現單位單元（MCS，DAS，FSSS，BPS，ETS，DEH）的所有監視和保護功能。輔助控制系統（化學水系統、煤炭運輸系統、除灰和除渣系統、廢水處理系統等）也是整個輔助控制網絡系統從原始獨立單元到DCS的集成過渡。隨著技術的進步和觀念的更新，DCS可擴展至整個輔助控制系統，一臺機組僅由一套DCS即可實現全部控制功能，DCS將覆蓋發電廠各個自動化系統，實現爐，機，電，輔控制一體化。

3.1電氣熱工控制一體化

在火電廠熱工儀表自動化技術的發展中，基于現場總線控制的熱工自動化儀表成為新趨勢，該系統與其他系統之間的兼容性較差，這使得熱工儀表領域的技術人員非常難以及時準確地進行故障診斷和分析，難以管理和維護，從而限制了熱工儀表自動化技術的功能。因此，在未來熱工儀表自動化技術的發展中，有必要加強對電氣和熱力控制一體化的研究，一方面是現場安裝和現場總線智能設備的連接，另一方面通過智能連接傳感裝置和執行器的安裝可以有效地減少電纜的使用，減少資源的浪費，提高設備運行的安全性和穩定性。

3.2高性能化

在中國火電廠熱工儀表自動化技術的應用過程中，自動化監控系統的運行效率和質量仍然存在問題。為了提高自動化系統監測的效果，不僅要不斷創新和開發配置軟件，而且還需合理引進利用新技術和新概念。比如，當前國內火電廠熱工儀表自動化軟件的主要應用結構為PC和Winlntel結構，包括HMI控制組件和流程監控軟件等，這些技術或者設備為實現熱工儀表的高性能化發展提供了技術支持。

結束語

在我國經濟社會的發展之下，城鄉居民的用電量和企業生產的用電量在不斷的增加，火力發電廠的系統也在不斷的升級改造。為了提高發電廠的發電效率和人員的安全，自動化控制技術在火力發電廠中被廣泛應用。但就目前來看，自動化控制系統的應用還需優化改進，相信在不斷的改進創新之下，火力發電廠的綜合競爭力將不斷提升，將為人們的生活生產提供更多便利和更優質的服務。

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