关于电厂热工自动化系统的探讨

摘 要：在我国经济建设快速发展的形势下，电厂作为电能的供应部门发挥了重要的作用，为经济建设提供了重要的能源。随着时代的不断发展，热工自动化在电厂中得到了广泛的应用，不仅降低了生产成本，同时有效地提高了工作效率。热工自动化是电厂中的重要生产部门，其运行效率直接影响到电厂的稳定性和安全性，所以要充分保证热工自动化运行的稳定性和可靠性。文章对于电厂热工自动化的相关问题进行了分析，对于提高热工自动化的运行效率具有重要的意义。

关键词：电厂；热工自动化；系统；研究

引言

热工自动化装置是电厂生产的核心部分，并且在我国的电厂中已经得到了大范围的应用。自动化系统的设置是时代发展的必然趋势，也是市场经济发展的必然产物。在热工系统中使用自动化装置，降低了工作人员的劳动强度，保证了各项设备运行的稳定性，有效地提高了运行效率。热工自动化系统的运行，只需要少部分的工作人员对其进行监督，整个过程都是在程序的控制下自动完成的。在自动化系统运行的过程中，如果出现故障，系统自身的报警装置会发出预警，同时会采取保护动作，最大程度地保证系统的安全性。整个系统包括了检测、控制、报警和保护四个方面的内容，并且都是在自动化的状态下完成的，对于提升电厂的热工效率具有重要的意义。

1 电厂热工自动化概述

目前电厂热工自动化系统已在不断的发展过程中经历了三个阶段。而且每一个阶段都具有基自身的特点。第一代采用比较简单的8位微处理机来构成基本控制单元，人机接口是一般的CRT图形显示装置，通信系统自成体系，没有充分考虑不同系统之间的互连问题。第二代一般采用16位微处理机构成所谓多功能控制器，可以在一个多功能控制器中同时实现连续控制和顺序控制功能。人机接口为增强型运行员操作站，其主CPU一般为32位。通信系统逐步采用光纤，并可通过网间连接器（Gateway）将不同厂家的系统连接起来。第三代普遍采用32位微处理机构成多功能控制器。人机接口采用高性能的32位微处理机，其通信系统逐步靠近国际标准化组织提出的开放系统互连参考模型和制造自动化协议MAP，使得不同厂家的产品可以很方便地连接在一起。

2 电厂热工自动化系统

2.1 分布控制系统

2.1.1 采用自律分布式的系统结构

现阶段，自律分布控制系统在电厂的热工自动化系统中应用的比例较高，因其具有较高的稳定性和可靠性，所以运行效率较高。在运行的过程中，该系统具有可控性和可协调性两个特点，相对于传统的DCS具有很大的优势。现有的DCS包括层次分布型系统与水平分布型系统，二者各具特色。在层次分布型系统中，一旦上位子系统在运行中出现问题，下位子系统是无法实现调节的，但是却可以实现局部控制功能，所以说协调性较差，具有较强的自律性；在水平分布型系统运行的过程中，如果其中的部分子系统发生故障停止工作，并不影响其他子系统的运行，但是各个子系统之间却无法实现信息交换，从而失去了控制的功能。所以这类系统的协调性较强，缺乏控制性。

2.1.2 人机接口技术

DCS的人机接口技术也在不断发展。工业图形显示系统IGS是最常用的人机接口设备之一，IGS正向大屏幕、高速度、高密度、多画面、多窗口和多媒体方向发展。这些大屏幕显示装置主要用在中央控制室内，显示大量运行人员需要同时了解的信息。它可以取代BTG盘上的显示和记录仪表，放大来自工作站或个人计算机的文件、图象或传达会议消息。新型的IGS可以定义超过CRT尺寸的大画面，采用滚动方式将一个逻辑上的大画面在有限的CRT屏幕上显示出来。这种滚动方式是连续的、任意方向的，可采用鼠标、球标或专用滚动键操作。还可以在保持原画面输入输出功能的前提下，将画面放大或缩小，在一台CRT上显示多个画面。

2.1.3 EIC综合技术

在以前的发电控制过程中，电气控制装置E（Eleetric）、仪表I（Instrument）和计算机控制装置C（Computer）都是彼此独立的装置，采取分别安装的方式。在现代科技的支持下，国家开展了EIC综合技术运用，将这三种装置结合起来，并DCS进行统一规划和完成，这是DCS的未来发展方向。

2.1.4 现场总线

现场总线也是自动化系统未来的发展方向，其是热工自动化系统控制的一条通信线路，可以有效的排除干扰，同时也可以将一些不良影响排除掉。利用现场总线，不仅有效的减少了现场控制电缆的数量，而且有效的避免了长距离传输导致的信号差的问题，确保了自动化控制系统分散管理和运行的实现，提高了现场设备的智能化水平，确保了发电设备安全稳定的运行，同时对发电设备的维护也具有十分重要的影响。

2.2 过程控制仪表

在热工自动化系统运行的过程中，需要自动化仪表对运行的过程进行监测控制，从而实现系统的稳定运行，在传统的系统中，常规的过程控制仪表应用的比较广泛，但是随着技术的不断进步，逐渐向FB支持下的智能变送器和智能执行器方向发展。随着社会的发展，对于环境保护的要求逐渐提高，对于电厂的排放物标准也不断提高，由此应用于分析和监测排放物方面的仪表数量逐年增加，但是由于成本较高，并且仪表的结构组成比较复杂，在运行的过程中维护也具有一定的难度，所以在使用的过程中，还无法发挥出应有的作用，不仅影响到工作效率，同时造成资金的浪费，所以要加强过程控制仪表技术的提升。

2.3 运行支援系统

随着电厂运行规模的扩大，对于机组的运行能力有了更高的要求，所以单元机组的容量逐渐增大，由此需要对机组进行的监视和操作的项目也逐渐增加，为运行人员增加了工作负担。为了保证机组运行的可靠性，自动化系统中出现了多种控制系统，利用计算机程序和数字化装置来对机组的运行状况进行监测，减轻了工人人员的工作负担，同时也减少了误操作的几率。但同时需要工作人员对这些控制系统运行的稳定性进行监督，以确保装置能够正确运行。在机组运行的过程中，通过控制系统能够及早的发现问题，提前做出防范措施，保证机组运行的安全性。

2.4 人工智能和人工神经网络

目前随着科学技术的发展，在自动化控制系统中，人工智能和模拟控制系统已开始进行应用，人工智能技术的应用，对于传统的温度和压力控制系统发挥着重要作用，其只需要对某一温度场内的温度分布或是压力容器内的压力分布进行控制即可，这是在以前技术条件下无法实现的。特别是现在人工神经网络技术的发展，更好的解决了模式识别和模式控制问题，有效地提高了自动化系统的水平。

3 结束语

电厂的运行效率与我国的经济发展有很大的影响，在科学技术快速发展的形势下，电厂的内部系统有了很大的变革，热工系统作为电厂的重要组成部分，已经实现了热工自动化的大范围应用，有效的提升了电厂的运行效率。在热动自动化系统运行的过程中，全程都是通过自动化技术来控制实现的，所以系统运行的稳定性与可靠性非常关键。为了提高热工自动化系统的运行效率，需要工作人员不断的学习先进的专业知识和理念，然后结合电厂运行的实际状况，不断的完善系统中存在的缺陷，提高系统运行的效率，为电厂的发展创造有利的条件。

参考文献

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