浅谈电厂自动化控制技术的应用及其发展趋势

发表时间:2021/1/18   来源:《当代电力文化》2020年24期   作者:陈世名1 王恩祥2
[导读] 社会经济的持续发展,离不开电力能源的支持,人们也更加关住发电厂的运行效率
        陈世名1 王恩祥2
        1.华润电力投资有限公司东北分公司  辽宁省沈阳市110000;
        2.华润电力(盘锦)有限公司 辽宁省盘锦市124000
        摘 要:社会经济的持续发展,离不开电力能源的支持,人们也更加关住发电厂的运行效率。科学技术的创新优化,使电厂内部应用的传统管理方式显现出许多不足,而自动化控制技术很好地解决了这一问题,明显提升了发电效率。本文主要分析了电厂应用的自动化控制技术,以及发展趋势,希望能够为后期工作提供借鉴。
        关键词:电厂;自动化控制技术;应用;发展趋势
        电厂的生产工艺较为复杂,燃烧能源、热力、发电机组、除渣除灰、脱硫处理、水处理等生产系统都包含在内,几乎涵盖了自动化技术的整个过程。集散控制系统,简称DCS,是主厂房内控制区域内,针对热力运作过程设置的控制系统,并且了辅助系统PLC进行控制,即为可编程控制器。现场总线技术,对现场控制技术进行了技术性优化,适用范围较广。电厂的现代化建设更加强调应用系统的自动化、数字化和信息化,需要更加完善自动化平台的安全可靠性和实用性,更好地维持电厂的生产运营。
    1电厂自动化控制技术
    自动化控制技术,是测试、通信、监控等技术汇集融合后,形成的一种控制检查电气设备,更加突出了管理方式的信息化。以下就
    目前使用较广的几种类型进行分析。
    1.1可编程逻辑控制器和集散控制系统技术
    可编程控制器,简称为PLC,能够数据模拟电厂的生产工艺,以分析、整合的控制结果建立的数字化装置,对顺序和逻辑性运算过程中的具体指令自动完成,数据模拟的输入和输出状态,体现出了工艺生产的逻辑控制形式。PLC是电力公司内部经常使用的一种辅助型设备,在信息技术创新发展的推动下,已经逐渐取代了传统的继电控制器设备,表现出更好的应用优势。近年来,电力能源的需求量不断增大,需要更加高效化的控制系统,PLC系统的应用范围也因此逐渐拓宽,逐渐成为电力企业主要选择的一种控制系统,能够较好地完成生产过程中的自动化技术需求。
    电厂生产过程实行的有效控制方式,主要是输煤输灰、水处理等多个生产系统的有效集合。集散控制系统,简称DCS,是在工业控制计算机平台上,对CRT、控制、通信、计算机等技术进行结合后,完成各类数据信息的收集整理和分析输出,能够在现场工业设备控制方面起到较好的作用。该控制系统相较于人工操作具有很大优势,便于操作、控制效果好、性能可靠、再次开发较为简便,能够很好地降低人工操作过程中的出错率和劳动强度。但是,可编程控制器、计算控制系统,都是软硬件结合下的技术的技术产品,具有一定的独立性,单为了占据市场资源,会有技术性封锁情况,客观上延缓了两者之间的有效融合,是各自的信息资源很难实现信息共享,也是电厂信息化建设过程中的一项阻力。现场检测技术的应用过程中,信号堵塞问题时常发生,对系统的安全可靠性产生直接影响。
    1.2现场总线控制技术
    现场总线控制技术,需要以机械仪器和控制设备的有效连接为基础,更大程度的发挥自动化设备的功能作用,同时利用数字化信息网络,充分发挥数字通信项目的作用,是针对可编程逻辑控制器和集散控制系统应用阶段存在的各项隐患,进行技术优化后产生的一种新技术。电力系统在运行中产生的相关数据要加强交换、共享机制,使其更加符合不同客户的真实需求,在构建互联网技术模型的过程中,使电力工程良性发展。建立电力自动化技术结构,必须坚持相应的技术规范,确保电力系统运行过程中的安全、稳定。
    集散控制系统,是一对一的传输过程,外界因素会直接影响到信号质量、信号模拟精度较低。现场总线控制技术的模拟精度和可靠性方面都较高,能够以实际需求为基础,选择更加适宜的互联设备,相较于集散控制系统更具优势。但它也存在通信速度缓慢和协议不统一、配套设备少和贵,是较为明显的缺陷。该技术的用户满意度普遍较高,但是其中的不足会直接影响到电厂的社会经济效益,更应从实际使用需要为衡量点,在充分结合其他管理系统的优势后,逐步实现管控一体化。


    1.3工业因特网控制技术
    工业以太网,是以太网的再发展。以适应工业生产环境为基础,对通信实用性和传输确定性方便的优化升级后,加入了控制功能。工业以太网是流量控制、信息优先级、交换、改进容错等多种技术的充分结合,通过直接处理一些确定性问题、以软件协议或通行速率提升来处理实时性问题、改进结构工艺和升级元器件来处理网络供电问题,具有结构简单、安装工序简便、成本低、传输快、冗余能力强等明显优势。这是集散控制系统、可编程逻辑控制器、现场总线控制系统所不具备的一些优势,更加适用于自动化控制技术的应用操作。
    1.4无线电控制技术
    无线电控制技术,是无线设备发出频率后,以无线装置完成电子信号向无线电波的转化,今儿发送出去。分散控制系统能将这种电波进行接收和转化,达到监视和控制系统的目的。电厂自动化控制下的无线电技术,现阶段主要有三种。一是自组织网络,相邻网络路由器中的一个出现异常情况,中断了与网关的联系,会利用其他的开放通道传输信号。自组织网络具有的多通信渠道传播信号的方式,能够在网络系统发生故障时自动协调,起到保护数据、降低功耗的作用,使信号传输过程更加稳定和可靠。二是蜂巢网络,利用了信号发射塔之间信号传递的方式,进行移动通讯。电厂自动化控制系统中应用蜂巢网络,使信号覆盖范围更广,有利于多个发电管理站之间顺利完成数据交换。三是微波存取互通技术,在电厂生产过程的控制,尤其是长距离无线网络的主干数据访问方面较为适用,具有传输频率低、物理影响性小的明显优势,逐渐覆盖了更加广泛的应用范围。
    2自动化控制技术的发展
    电厂中的自动化控制技术,是对测量、监控、保护等多种技术结合下形成的新技术。其中的监控系统是以分层级结构,为信息收集效率的进一步提升创造有利条件。监控系统能够对厂内使用的检测、管理设备运行和发电机组安全等不同状况进行监测,使工作人员能够及时采取补救措施优化电站运行系统。而系统的技术性创新,能够使监控系统逐步实现一体化,充分激发机组的功能作用,使系统控制进一步强化。自动化技术以计算机系统为平台,使保护和调整能够实时完成;机组中的各类问题也能及时解决,为电气系统的安全稳定性提供保障。全通信电气控制,是现阶段自动化系统中仍然需要强化的一项应用系统,需要借助硬接线完成连接,需要从连锁热工工艺方面进行强化,进一步提升自动化系统的整体作用。现代自动化控制技术的创新优化和电厂的安全稳定运行,需要自动化系统具备更加可靠的控制、保护功能,为生产所需设备的正常运行奠定基础。
    报警和连锁系统保护方面的缺陷也需要不断优化。例如,计算机控制技术的应用,能够使报警系统的有效性得到明显提升。同时,要实时分析系统的运行状况,对相关设备产生的质量损坏和异常故障加强控制。电厂的自动化技术在发展中,现代预警理念的结合能够使基本功能得到优化,使自动化控制系统的功能更加完善化。
        3结束语
        电厂的生产工艺较为复杂,为了实现生产过程的自动化和信息化,需要立足于电厂本身的工艺流程和生产特点,要更加注重与DCS、PLC等先进技术的结合,使电厂的管理方式得到全面强化,在充分认识到各项技术的优缺点基础上,优势互补,建立健全自动化控制系统,为电力事业的持续发展奠定基础,更加适应市场上的实际需求。

        参考文献:
        [1]陶卫中,张成成.浅析自动化控制技术在电厂的综合应用[J].科学与信息化,2020,(8):73.
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        [4]戴名扬,李海龙,韩彦春.探析火电厂的自动化控制技术[J].农家科技(下旬刊),2019,(2):225.
        [5]马永杰.发电厂电气自动化控制技术应用分析[J].百科论坛电子杂志,2019,(14):297.
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