火电厂自动化控制系统应用研究

梁润泽

摘 要 随着我国工业化进度的不断加快，火电厂的发展也进一步得到提升，电厂与电厂之间的竞争也愈发激烈。火电厂若想在激烈的竞争中取得优势，就必须对以往的运行模式加以改进，使其在安全，稳定的工作基础之上减少不必要的损耗以及成本支出，提高电厂的生产经济性。目前智能自动化技术已经得到广泛的应用，将其理论和技术应用到火力发电厂中可以明显提高发电的效率，同时也能够对已有资源进行充分合理应用，因此目前应用智能自动化技术已经成为各火电厂关注的重点对象。

关键词 火电厂;自动化控制系统;应用

1火电厂自动控制的内容

具体而言，火电厂的自动控制主要体现在以下几个方面：

（1）自动检测：可以对火电厂实时生产过程的化学量和物理量以及每一生产设备的参数进行自动测量。如果这些量和参数不符合预期和规定时，自动化控制系统应及时调整生产，以确保生产能够按计划进行。

（2）自动保护：在火电厂发生事故时，需要使用保护系统以避免事故进一步恶化。自动保护可以降低机械和设备的损坏情况，改善了火电厂的运行安全性，确保了火电厂能够正常可靠运行。

（3）顺序控制：火电厂的发电运行主要取决于预定的程序和条件。根据顺序控制的方法可以大大减少了人工的工作量，节省了劳力成本，同时可以确保运行的准确性，不会出现在多动作时出现互相干扰的现象[1]。

（4）自动控制：自动控制也被称为自动调节，因为当系统的操作方式超过规定的操作条件时，系统可自动调整并恢复到预定的工作状态。

自动控制系统在火电厂中是一个复杂和困难的内容，除了对主机和辅助设备进行同步控制外，还必须对每一部运行采用不同的控制方法，因此控制系统和控制结构也各不相同。

2传统火电厂控制系统介绍

二十世纪末，大多数火电厂的控制系统都是以信息输入机组的DCS系统的I/O格式为基础的，其实施方式主要是建立一个独立的DCS控制器，并在DCS系统中使用I/O模块的相关硬链接模式。现有ECS系统的特殊电气控制功能与DCS没有连接，主要由独立的自动装置加以补充。这些类型的控制系统具有成熟的模式、现场快速反应、直接观测和强大的控制能力等优势。然而，随着信息通信技术的逐步发展，接入量持续增加，设备的条件受到制约，因而无法实现综合自动化，也在某种程度上影響到与火电厂有关工作的开展，因此，有必要改进火电厂的自动化系统[2]。另一个控制方法是火电厂的现场总线技术，这需要组成控制网络，其基础是火电厂的工艺环节，同时保留主要硬接线的DAS模式的控制系统。DAS模式通过现场总线来收集和控制电气管线内的信息。此外，ECS还可以利用通信网关向火电厂其他子系统提供与电力有关的信息，包括许多辅助车间系统，如监文信息系统和煤炭运输系统。ECS在大型水力发电厂和火电厂中的自动系统和控制层应用方面取得成功。然而，通信网络和节点数量限制了传输效率以及网络拓扑机构，效率低下和网络拓扑不合理，使得故障管理出现了一定的局限性。

3以太网技术在自动化控制系统中的运用

随着计算机和电子技术的飞速发展，关于测控设备和电气综合保护的功能也取得了进步，对于交流收集信息的保护和滤波以及测量和通讯等功能也可以实现，这些功能的实现主要依靠于以太网技术的成熟与发展。在实际的控制应用中，以太网技术具有较好的优势，例如较高的传输速度、较低的成本以及较大的传输容量，这些优势可以弥补传统自动控制系统所存在的不足，未来将会有更多火电厂应用以太网技术进行自动化控制。通常，火电厂采用将通信方法输入至DCS系统中来实现系统的自动控制，在现场的间隔层和占空层之间采用双光纤的模式进行通讯，可以较大的提升控制系统效率。大多数火电厂都成功地利用以太网技术实现了自动化控制，经过长期开发，以太网电子控制技术已经成熟。这一控制方式主要是将探测和获取以及实施全面详细的控制方法结合起来，不仅降低了投资成本，而且也符合DCS和ECS之间的关系，进一步促进了两个系统的逐步一体化和系统自动化[3]。

4DCS自动化控制系统

DCS具有探测和管理功能，由于它能够实现的功能只能通过每个制造商过去生产的各种装置联合操作，因此DCS可以实现“集”和“散”为一体的多种功能。由于该系统的每一功能都是通过不同的模块实现的，因此每个模块可以被称为单独的子系统，这些模块的组合形成了一个DCS自动控制系统。

在既允许硬件又允许软件的条件下，DCS每个功能模块都可以增加或减少，以满足各种火电厂的需要。通常可以划分系统是：数据获取子系统DAS;模拟数量控制系统MCS;顺序控制系统SCS;燃烧器管理系统BMS。

5PLC控制系统

与常规继电器控制系统相比，PLC控制系统在工业控制领域得到广泛使用，因为其操作可靠性高，防止干扰的能力强。随着计算机网络技术和信号处理技术的快速发展，PLC控制系统已不再局限于开关量逻辑控制，而在运动控制和过程控制领域的控制性能也更为突出。

在火电厂系统中，PLC系统通常被用于辅助系统，例如处理排出的废水和控制燃料供应量。在这种情况下，PLC是下位机，与一个主机设备联系，例如在RS485或232通信接口，以便形成一个分布式控制系统。此外，PLC还可以采集开关状态的信号，以获取在模拟输入信号下运行设备的当前信号[4]。

6结束语

随着城市和农村居民的能源消耗和工业生产的增加，发电厂系统的结构和配置日益复杂，自动化控制技术将广泛用于火电厂，以提高发电厂设备的操作效率，并减少工作人员的负担。虽然在现阶段用于火电厂的自动控制系统中仍有许多缺点和不完善，但技术的迅速发展将继续优化和更新系统，使全面管理电力网成为可能，满足基本能源的需求，提高发电公司的整体竞争力，并使它们处于优势地位。

参考文献

[1] 王哲彪.关于火电厂自动化控制系统应用与研究[J].黑龙江科技信息，2016（31）：83.

[2] 蔡沛.浅谈火电厂自动化控制的发展趋势[J].科技展望，2015，25 （28）：104.

[3] 周玉健.电厂自动化控制技术的相关问题研究[J].中国新通信，2014，16（21）：91.

[4] 张旺龙.论PLC在电气自动化控制中的应用[J].黑龙江科技信息，2016（5）：44.