发电厂自动化仪表与自动化控制技术研究

发电厂自动化仪表与自动化控制技术研究

赵海峰1刘议文2

1.青岛鸿瑞电力工程咨询有限公司山东青岛266100；

2.青岛捷能电力设计有限公司山东青岛266000

摘要：我国工业化一直在推进改革，为了适应社会的发展和竞争激烈的市场，电力企业也在不断地进行着改革创新，对设备的安全性和效率也有了极大的提高。就当下来看，智能自动化控制技术的发展，对发电企业的效率提高有很大的促进作用。火力发电厂自动化控制技术的应用越来越成为企业关注的焦点。火力发电厂对自动化控制技术的应用，让企业在发展中不断的优化创新，在行业中处于优先地位。

关键词：火电厂；热工仪表；自动化技术；应用

火力发电厂对自动化控制技术的应用，在当下有着重要意义。第一，自动化控制技术强调“自动化”，所以自动化控制技术的应用可以减少因为人为操作对设备造成的损坏和故障，提高了发电厂设备的安全性和可靠性，提高了供电的稳定性。第二，自动化控制技术是新科技，对设备和产品的配套设施的先进性有着严格的要求，促进了火电厂的现代化。第三，自动化控制技术有着很高的经济性，可以对设备、系统、人员进行合理安排利用，提高了对资源的利用率，降低了成本，为电力企业增加了经济效益。

1工业自动化仪表与自动化控制技术应用优势

1.1加强生产数据管控能力

随着信息技术飞速发展，“大数据”时代悄然而至，掌握数据资源等于掌握分析客观事物的发展趋势，把握事物的发展先机，为此工业企业需要充分了解、整合、挖掘、存储、处理并应用数据资源，用以为企业做出正确经营决策提供依据，自动化仪表具有数据实时搜集、整合、处理等功能，继而可助力工业企业加强生产数据管控能力。

1.2提高生产效率

在以往工业企业生产制造过程中，需遵循既定生产制造标准与计划，确保工业加工制造按部就班、有序进行，这种产品生产制造思想虽可以保障企业运营秩序，但过于理想化，使产品加工制造过程缺乏灵活性，无法与工业企业产品加工制造实况相契合，影响企业生产制造综合成效，应用工业自动化仪表可帮助企业时刻掌握产品制造动态，以便企业灵活调整工艺、材料等客观条件，达到提高工业生产制造效率的目的。

2火力发电厂自动化控制技术的主要应用

2.1自动化控制在火电厂中的功能实现

火力发电厂对自动化控制的利用核心是“自动化”，通过自动化，可以对发电厂的运行全过程进行有效的监督，和对运行信息的获取，通过自动化技术的分析判断，确定设备接下来的操作。也可以及时发现设备运行过程中存在的异常，通过报警装置，及时处理，降低事故发生率。自动化控制系统实现发电厂的信息化、自动化的管理，确保设备和人员的安全。

2.2火电厂常见自动控制系统

火力发电厂的自动化控制技术主要包括热工自动化和电气自动化控制技术，热工自动化控制技术包括对锅炉中燃料运送的过程和再热蒸汽温度控制等。电气自动化控制系统包括电气设备的控制和保护等。火力发电厂常用的自动化控制技术方式有分散控制系统（DCS）和PLC控制系统。

2.2.1DCS控制系统

DCS控制系统在火力发电厂中的应用很多，对控制系统的闭环状态的辨识度和运行状态的监督都有很强的安全性和可靠性。火力发电厂把两台机组间的数据通过线路连接到DCS系统，使机组间的信息交换更加方便，也为机组的安全操作创造了条件，确保发电机组处于安全状态。DCS的协调系统（CCS）主要负责对负荷的控制。在确保机组安全运行的基础上，快速响应调度负荷变化。

2.2.2PLC控制系统

PLC控制系统比起传统的继电器控制系统更加安全，并且抗干扰，所以被大量运用于火力发电厂。PLC控制系统在顺序控制、过程控制等领域有很强的优势，一般运用在多为辅助性系统的场合，如废水处理、除灰、除尘的控制。PLC是下位机，在RS485或232的通信接口下同上位机（DCS）进行通信。

2.3火电厂的一体化控制系统

火力发电厂中为了更好地对水煤灰进行控制，很多都会结合使用DCS和PLC的一体化控组网系统。根据现场的作业情况来看，实现区域集中化控制，在公用交换机的作用将集中控制系统中分散处理模块总集控室的上机位进行通信，从而实现区域分散控制与总集控室配合使用，实现对水、煤、灰的有效调节。

2.4专家系统

专家系统是一种基于知识的系统。专家控制系统的实质是使系统的构造和运行都基于控制对象和控制概率的各种专家知识，主要以智能系统的方式得以利用。该系统有两种方式，第一，直接式专家控制系统。在这个系统中通过专家的控制实施和经验，可以直接应用到控制生产的过程，并给出控制信号。第二，间接式专家控制系统，这个系统是高层决策的控制知识和经验间接地控制生产过程。在火力发电厂的实际应用中，对安全因素的考虑，间接式控制系统应用较多。

2.5仪表自动化技术

软件技术的发展让火力发电厂的数据和技术进步迎来了新契机，热工仪表的自动化也是火力发电厂发展的必然选择。未来火电厂的发展就是要对整个生产过程进行自动化控制，这也是火力发电厂的主流之一。第一，热工自动控制系统，极大的减少了火力发电厂的开支，可以不断的简化安装工作。第二，热工仪表的自动化，实际就是数据信息技术在热工仪表上的应用，使热工仪表技术在生产和设备的维护上得到最大程度的优化。

3火电厂热工仪表自动化技术的发展趋势

3.1综合自动化

随着电厂热工自动化的推广应用，目前已经很少应用常规的仪表，转而采用自动化水平较高的过程控制仪表。过程控制仪表在未来的发展方向是应用各种智能执行器和智能变送器。随着我国对于电厂环境保护要求的日益提高，用于对于电厂排放物进行监测，分析的仪表将会日益增多。

目前DCS系统的控制范围已由早起的仅包含MCS，DAS，SCS到实现单元机组的全部监控和保护功能（MCS，DAS，FSSS，BPS，ETS，DEH），辅助控制系统（如化水系统，输煤系统，除灰除渣系统，废水处理系统等）也由原来独立的单元向整个辅助控制网络系统DCS的一体化过渡。随着技术的进步和观念的更新，DCS可扩展至整个辅助控制系统，一台机组仅由一套DCS即可实现全部控制功能，DCS将覆盖发电厂各个自动化系统，实现炉，机，电，辅控制一体化。

3.2电气热工控制一体化

在火电厂热工仪表自动化技术的发展中，基于现场总线控制的热工自动化仪表成为新趋势，该系统与其他系统之间的兼容性较差，这使得热工仪表领域的技术人员非常难以及时准确地进行故障诊断和分析，难以管理和维护，从而限制了热工仪表自动化技术的功能。因此，在未来热工仪表自动化技术的发展中，有必要加强对电气和热力控制一体化的研究，一方面是现场安装和现场总线智能设备的连接，另一方面通过智能连接传感装置和执行器的安装可以有效地减少电缆的使用，减少资源的浪费，提高设备运行的安全性和稳定性。

3.3高性能化

在中国火电厂热工仪表自动化技术的应用过程中，自动化监控系统的运行效率和质量仍然存在问题。为了提高自动化系统监测的效果，不仅要不断创新和开发配置软件，而且还需合理引进利用新技术和新概念。比如，当前国内火电厂热工仪表自动化软件的主要应用结构为PC和Winlntel结构，包括HMI控制组件和流程监控软件等，这些技术或者设备为实现热工仪表的高性能化发展提供了技术支持。

结束语：

在我国经济社会的发展之下，城乡居民的用电量和企业生产的用电量在不断的增加，火力发电厂的系统也在不断的升级改造。为了提高发电厂的发电效率和人员的安全，自动化控制技术在火力发电厂中被广泛应用。但就目前来看，自动化控制系统的应用还需优化改进，相信在不断的改进创新之下，火力发电厂的综合竞争力将不断提升，将为人们的生活生产提供更多便利和更优质的服务。

参考文献：

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