电厂自动化的控制技术运用及发展

电厂自动化的控制技术运用及发展

孙洪波

（大连三惠热电有限责任公司辽宁大连116000）

摘要：科学技术的日新月异，使得传统的电厂管理控制系统弊端越来越明显，给电厂工作效率造成了一定的困扰，也给电厂带来经济损失。因此，电厂自动化控制技术的应用逐渐而生，成为电厂管理控制工作重点。而且电厂自动化控制技术为我国的电力事业做出了巨大的贡献，在自动化技术普及过程中也提供了有效的经验，帮助自动化技术更好的发展与成长。本文就电厂自动化的控制技术运用及发展进行分析探讨。

关键词：电厂自动化；控制技术；运用；发展

引言

在电厂控制系统中，锅炉、汽机等主要设备的热力生产过程由集散控制系统进行控制，相关的辅助系统由可编程逻辑控制器组成，如输煤控制系统、输灰控制系统、煤泥控制系统等。近几年现场总线技术（FCS）被大量的采用，成为控制技术发展的趋势。在信息技术、数字技术飞速发展的今天，一定要加大自动化控制技术的研究、应用，这样才能够为电厂自动化、信息化与数字化的发展提供可靠依据和支持。

一、电厂自动化控制技术的运用方案

1.按照电气分段来实现电厂自动化控制技术的方案

其在应用的过程中主要是通过在基站控制层设置两个冗余系统。这一系统是由服务器、维护人员、转发工作站、转发工作人员共同组成的。在这种电力控制系统中是以服务器作为中心来实现通信、数据处理、存储工作的；维护人员主要是针对系统中存在的异常状态进行处理而且进行系统维护和组态管理转发站则是实现电厂各系统之间的数据交换转发人员是为运行人员提供基础信息是一种人机交互的工作平台。这种电厂自动化控制技术的应用主要的优点在于工作速度快、方便、实用、简单而且能够在简单的条件下实现电厂的现场总线布置且整个系统维护和管理工作方便。

2.按照工艺流程实现电厂自动化控制系统方案

这种电厂自动化控制系统的方案与上面所说的大致相同在控制层、控制单元以及分配原则上和电气分段大同小异都是严格按照电力生产工艺原则进行分配的是于生产流程密切相关的内容但是在生产设备的保护和监测上存在着显著的差异，比如进线和低压变压器的控制上需要单独进行联网，而且主要的控制单元上还需要接入变电组、切换屏等这无形之间增加了工作难度。这种电厂自动化控制技术的应用有着各生产环节的关联性强、一体化控制作用明显河以实现快捷、便利的通信要求具备着可靠性强的优点。

二、目前电厂自动化控制技术的运用现状

1.现场总线技术

现场总线技术也称为FCS系统，建立在互联网技术、智能仪表以及通信、微处理技术等基础之上，是对传统自动化控制技术的一种再发展，因此其在信息的共享互联、信号分布以及信号稳定性、可靠性等方面具有更好的优势，而这些优势正是传统控制技术如DCS等所不具备的。相比于DCS的信号单独传递、信息过分集中在控制站、信号精度与抗干扰性差等缺点，现场总线技术能够提供双向且多对的传输信号，由于在数字信号方面的良好精度与高可靠性，其在监控与抗干扰性等方面也得到了大幅度的提高。智能仪表的使用将传统的信号集中控制进行了有效的分散，降低了控制风险。智能仪表的多功能性，如通信、运算等，还提高了用户使用的便捷性，在设备连接方面有了更大的自由度与选择度。

2.无线电技术

无线电技术主要指的是通讯传输网络技术，目前主要有多拓扑性传输网络与蜂巢式网络两种。多拓扑传输网络将每一台网络设备视作信号接收站与中转站，既充当信号的接受设备，同时又充当相邻设备的中转站，作为其路由器进行信号传输。当网络中某台设备无法与网关进行连接时，其信号便会选择邻近设备的通道进行传送。由此可见，其信号数据传送具有稳定性、可靠性、低功耗的特点。蜂巢网络则主要通过发射塔进行信号传递，发射塔能够增强通信的覆盖范围，尤其适用于边远山区的通信覆盖。

三、电厂自动化控制技术的相关问题

目前的电厂中所应用的自动化控制系统大多数是DCS或PLC系统，大部分的DCS或PLC制造的系统都是有自己的体系的，而这样的产品设定能够带给自动化控制一个稳定的发展环境，然而由各自的硬件和软件构成的产品体系也会增加产品的改进难度，导致这一系列的自动化控制体系无法提升。

1.自动化控制系统彼此封锁

自动化控制系统是执行自动化控制技术的主体，电厂中所应用的自动化都是由此切入的。然而，为了保护自己的市场，传统的DCS或PLC系统彼此封锁，这样导致了自动化控制体系无法在短期内突破，只能通过网关等接口与其系统升级进行连接通信，这样的状态下是无法与时俱进、不断更新自我数据的，这也导致了很多时候自动化控制无法适应电厂之中的日常工作，很难实现不同系统的互联。

2.不符合信息化电厂要求

有的时候，自动化技术为了实现在不同系统之间的互联，也会采取非常措施，往往会将重要的开放软件接口全部于同一时间开放。虽然这样的操作能够实现增大用户的紧密联系，然而通讯速度也会受到影响而降低。这样就会让使用者无法尽快了解当前电厂的操作步骤。在电场中的自动化控制系统就是要时刻传递加工现场的最新消息，一旦发生大的延迟误差都会导致电厂日常工作受到破坏。

四、电厂自动化控制技术的发展趋势

1.PLC技术的发展

PLC控制技术目前已经较为成熟，在电厂应用中较为广泛。PLC控制技术主要是采用一定的算法，赋予其内在逻辑运算与顺序运算等原则，结合可编程存储器实现系统的各个指令要求，从而实现对电路系统中设备、电路信号等的实时监控。PLC技术未来的发展方向集中在对神经网络、设备指令的精准控制方面，实现其控制系统的多功能以及自主智能等特点，在降低经济成本的同时提高其标准化的能力。

2.现场总线甚至多现场总线并存的发展

不论是低速现场总线还是高速现场总线，其现阶段的技术仍然存在着各种缺点，如输入信号的不统一、接口的不规范等，其进一步的发展必然是对其进行功能完善。另外，不同的现场总线网桥之间应该实现无缝的对接，将其集中的监控控制站进行多方位的分散是未来发展趋势。此外，以以太网技术为基础的多现场总线技术是其发展的另一个方向。在技术方面，不同厂家生产的不同软硬件设备在通信规范与要求方面差异化较大，而自动化技术涉及到的学科领域众多，单一的现场总线技术无法适应所有的要求，这就促进了多现场总线的发展。在商业层面考虑，以太网技术能够涵盖信息层、控制层以及设备层等多种网络层级，同时，现场总线应用层的协议与规范是不同厂家共同协商决定、兼顾各方利益与需求的结果，这也促进了以以太网为主体的多现场总线技术的发展。在其进一步的发展过程中，其容错率、信息传输稳定性以及信息网络结构的改进成为主要的发展方向，在集成与灵活性上实现一网到底的自动化控制技术。

3.嵌入集成控制技术的发展

嵌入式集成技术主要是对不同的计算机技术进行集成化与网络化，使得其在数据处理与网络通讯、系统管理等方面得到较强的优化，实现多种现场通讯协议、系统数据的统一监控与操作，与现场控制技术融合后成为功能齐全的信息平台。

4.多种信息传输方式的融合发展

多种信息传输方式的融合主要是将有线技术与无线技术进行融合，将信息的控制建立在安全稳定的传输渠道中，以保证渠道的畅通，从而充分发挥有线技术与无线技术的优点，实现自动化控制的经济与高效。

结语

在电厂自动化和信息化的规划过程中，依然要结合电厂各工艺和生产过程的特点，采用最合适的现场总线标准和检测、控制技术。在监控层，工业以太网和OPC协议等IT技术已经提供了不同网络之间的互联技术，具有了统一的平台。因此，在工程中使用的是FCS，还是DCS或PLC+现场总线都无关紧要，适合上述模型，就是最合适的控制系统，完全能满足数字化、信息化电厂的需求。

参考文献

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[2]王志薇.电厂自动化控制技术浅析[J].科技资讯，2012.

[3]汪才平.对电力系统自动化控制技术的分析与探讨[J].中国新技术新产品，2012.