基于可编程控制器的热工自动化控制系统的分析与设计

基于可编程控制器的热工自动化控制系统的分析与设计

曾辰夷

（武汉凯迪电力工程有限公司湖北武汉430000）

摘要：如今我国大力提倡节能减排，提倡保护环境，所以国家相关部门对于环保的标准要求越来越严格，在这个形势下，有些老电厂必须要大力提高生产效率，优化生产线，在生产的过程中不断地研发新型技术，从而实现节能减排，因为老电厂一般投入时间都比较长，而且机组的容量也是非常小的，热工控制系统跟不上时代发展的步伐，所以会有很多的环保问题，因此必须要实现节能减排，优化生产，现在店里市场发展已经进入到一个新的阶段，老电厂必须要对机组进行扩容，不断地对设备进行改造和升级，促进节能减排工作的开展。本文主要是通过对计算机技术、网络通信技术以及热工自动化技术的不断研究，将这几种高科技技术进行结合，并借助于可编程序控制器的作用，对某地某电厂的循环水设备系统进行整合，实现集中的控制和管理，最终促进生产的安全性。

关键词：火力发电；热工自动化控制系统；可编程序控制器；

一、传统电气控制系统

在20实际80年代的时候，我国火电厂主要是使用以I/O为基础的微机分散系统作为控制系统，这个系统中有单独控制器的存在，在对命令进行传播的时候借助于I/O接口实现传播。在那个时代，微机分散系统不可以直接对电气进行控制，只可以通过独立的电气自动装置来实现对电气的控制，而且相对来说这样的控制方法还是比较成熟的，能够在现场运行期限进行快速的反映。后来计算机技术发展速度越来越快，发展程度也有了一定的进步，这就增加了电力系统的用户，所以现存的设备和仪器就显得有些落后，不再适应社会发展进步的步伐，想要实现自动化处理也是非常困难的，对系统的管理效率造成了很大的冲击，所以必须要对控制系统进行改进和优化，不断完善控制系统，不断地对控制装置进行整合优化。

在20世纪90年代末的时候，火电厂使用的自动化系统是所谓的现场总线技术，通过对现在的火电厂工艺网路进行研究发现，此模式包括数据采集系统，信息采集和控制系统都需要借助于现场总线的支持才可以实现。输煤系统必须要借助于ECS通信网才可以获得电气信息，现在ECS通信网的应用已经非常广泛了，不过问题在于，此控制系统并不具备较高的传输效率，在进行传输的时候效率是非常低的，而且，通讯节点非常少，就使得故障发生的机会大大增加，从而使得系统的运行受到严重的威胁。

二、系统功能设计与实现

1、基础功能

在经过程序组态之后，PLC控制系统可以实现以下几方面的基础性功能：（1）任何一种工艺流程都可以在小于等于1s的时间之内显示出来，并且是完全显示，所以总体来说画面的刷新率是非常快的。（2）对于画面的调用，可以在不超过3次的状态下完成。（3）系统的相应速度非常快，操作人员对鼠标或者是键盘进行操作的时候，无论是什么形式的指令执行时间都不会大于1s钟。（4）鼠标器能够实现光标定位。（5）每一个操作员站都有配有相对应的键盘，键盘不仅进行对数字和字母进行简单的输入，还需要具备编程中的快捷键功能，操作员可以直接简单的调出自己所需要的各种画面，提高工作的效率。（6）为了避免底层员工对控制策略和系统数据库等关键部分进行擅自变更等，需要加强监控和管理，可以在操作员站的监控软件内部键入保护密码，提高安全性。（7）工程师站相对来说要高级一些，功能也比较强大，可以实现在线、离线组态的功能。

3、设备操作

每一套PLC都有一套特定的循环水泵与其对应，从而实现逻辑组态，可以根据不同的设备进行编写操作程序，控制系统就可以直接的接受上位机的操作指令。还可以按照工艺的设计要求，对设备进行合适的驱动和管理控制。工艺流程土可以实现组态，这样运行操作人员就能够实现对设备的操作控制，而且还能够及时的接受现场设备反馈信息。

三、微机分散自动化控制系统

1、微机分散控制子系统

微积分散控制系统如果不受到各个软硬件制约，那么其功能模块也是不断的变化着的，不同火电厂的各种要求都可以满足。一般经常使用的微机分散子系统主要有：其一是数据采集子系统，这个系统可以实现各部分信号的连接，但是必须要借助于在线传输技术的支持，不仅如此，除了将信号进行连接之外，还可以实现各部分信号的相对独立。微机分散系统还可以形成一个小型的集散系统，最终实现网络的实时控制。热力系统的流程图可以由微机分散系统进行提供，还可以对运行数据进行检测，若是出现任何的异常情况，它都可以及时报警，不仅如此，利用此系统能够对系统参数的变化情况进行记录，这样在以后进行查阅的时候就会非常方便。模拟量控制系统能够清楚的体现出机组的自动化水平，而且还可以大力提高工艺水平，不仅仅可以大大减少投入的成本，而且还可以使得系统的运行效率大大提升。顺序控制系统也发挥了巨大的作用，使用顺序控制系统可以实现自动化，大大减少人工操作，具体的工作人员并不需要进行人工切换，只要根据系统的提示就可以将工作完成，而且非常所以，在系统运行的过程中，操作人员是可以按照自己的需要来对各种信息进行选择，还能够对系统运行的状况有一个清楚的了解，避免突发事故的发生，从而保护系统的安全性。

2、微机分散控制系统优点

经过不断地研究发现，微机分散控制系统具备如下几个方面的优点：首先，微机分散控制系统具有非常高的可靠性，此系统为拓扑结构，能够实现系统控制能力的分散，将其分散至比较合适的操作点中，这样一来，不仅仅可以保证彼此之间的联系紧密，而且还可以确保彼此之间的独立性，实现独立的好处在于就算是有任何故障问题发生，那么，并不会导致所有站点都会受到破坏，其他的站点仍然可以继续运行，保持正常。其次，微机分散系统还具有较强的开放性，在系统的设计过程中注重标准化，而且具有很好的兼容性与扩展性，这样为微机分散控制系统的接入提供了便利性，就算是将原有的系统卸载之后也还可以继续运行，不会带来不利影响。最后，微机分散控制系统的功能是非常多的，所以各种特殊的要求都可以满足，不仅如此，系统的灵活性也是非常好的。

四、结束语

通过此次研究发现，循环水热工自动化控制系统的PLC设计方案里，PLC软件完成了控制逻辑，计算机在此研究方案中发挥了巨大的作用，其影响力也是非常大的，因为，计算机代替了原先的很多处于分散状态的继电器和按钮等，从而避免了系统出现较大的故障问题等，操作方法和技术也有了明显的进步，得到了进一步的创新和优化，系统的自动化程度有了很大的提升和进步。PLC的优势非常明显，比如说它具有很广泛的适用性，扩展性也非常好，系统较稳定，比较灵活，便于操作，所以新一代的自动控制系统以PLC为核心是非常正确的选择，在以后的发展过程中，将会不断的被推广。

参考文献：

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