电厂自动化控制技术的应用和发展分析

电厂自动化控制技术的应用和发展分析

蒋得宏孙志钢

兰州陇能电力科技有限公司

摘要：目前，国家经济的快速发展与社会生活的提高，促进了电力基础建设与技术的发展，传统的电厂管理系统已经无法满足其发展需求。因此，结合新的管理系统与控制技术，对电厂的工作效率进行提高，成为越来越重要的课题。自动化控制技术作为目前电厂管理与发展中的主流技术，受到了越来越多的关注。文章通过分析目前自动化控制技术存在的问题，对其运用发展进行了阐述，以期为相关从业者提供一定的借鉴。

关键词：自动化；控制技术；发展分析

1可编程逻辑控制器与集散控制系统的概述

可编程逻辑控制器是电厂工艺过程控制的基础上设计的自动操作的数字化装置，主体选取是可编程控制器，以此来执行顺序运算，逻辑运算等操作指令，并且通过模拟或者数字输入与输出的形式，对各类生产过程进行科学的控制。集散控制系统结合了通信技术CRT技术控制技术与计算机技术，系统的核心是工业控制计算机，通过对各类数据信息的收齐整理分析输出达到控制现场工业设备的目的。因此，在电厂自动化控制中起到非常重要的作用。可编程逻辑控制器与集散控制系统是由硬件与软件构成的独立产品，为了加强彼此市场的资源保护，进行了相应的技术封锁，进而导致不同的系统资源共享障碍，在一定程度上阻碍了电厂信息化建设，加上现场检测还存在一定的瓶颈，导致经常出现信号堵塞的情况，降低了系统运行的安全性与可靠性。

2电厂自动化控制技术目前存在的问题

2.1自动化控制系统相互交流不够

自动化控制技术的核心内容是自动化控制系统，目前所有的电厂自动化控制工作都是在自动化控制系统的基础上进行的，但是，自动化技术厂家出于竞争的目的各自为政，对主要控制技术进行技术封闭，按照自己生产的技术要求进行生产，这就导致不同的技术产品在通讯协议等方面无法进行信息对接，只能通过网关等效率相对低下的信息中转站方式进行通信连接。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给改进增加难度，导致这一系列的自动化控制体系无法提升。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。然而为了保护增加的市场，传统的DCS和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，只能通过网关接口与其系统升级进行连接通信，这样的状态无法与时俱进、不断更新自我数据，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关联。如果想要更新自动化控制系统，就必须打开门户之见，彼此沟通，互相学习这样才是双赢的办法。

2.2无法满足信息化电厂需求

信息化电厂的建设是未来电厂发展的主要方向之一，而信息化发展要求不同的控制系统之间能够实现信息共享。当前，厂商虽然已经对部分软件接口进行了开放，同时也出现了一些影响较大的开放软件，使得电厂用户之间的联系更加紧密，但在用户粘性、通讯速度与稳定性以及电厂操作步骤等方面仍然无法达到最优。自动化控制系统要求实现信息的及时传递，当信息化电厂建设完成后，一旦出现大规模的信息延迟或者误差，会造成极大的经济损失。目前，在控制现场仍然配置有专门的技术监控人员对信号接入方式等进行管理协调，无法满足信息化电厂建设需求。

3自动化控制技术的运用

3.1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。

3.2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。

4自动化控制技术发展趋势

4.1PLC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。

4.2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。

4.3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。

4.4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。

5总结

在电厂自动化控制技术的发展过程中，传统的技术如PLC、FCS等技术不会马上被替代，更多的是融合数字化技术、以太网技术等现代通信技术，建立更为完善的控制系统。文章通过分析自动化控制技术目前存在的问题，对其应用与发展趋势进行了讨论，以期为电厂自动化技术的发展提供一定的借鉴，促进未来信息化电厂的建设与发展。

参考文献：

[1]张晓强.关于电厂自动化控制技术的应用和改进[J].企业技术开发,2013(12):101-102.

[2]李娇.绿色理念背景下电厂自动化控制系统研究[J].科技传播,2015(12):183-184.

[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(21):125-126.