編者語：總體來講，熱工自動化係統的發展趨勢是高速化

、智能化、yitihuahetouminghua。duiguzhangxinxideyanjiuhechongfenliyongshifajueregongguzhangzhenduanyuguzhangyucedejichu，xianchangzongxiandeyingyong，weiregongzidonghuaxitongdejinyibufazhantigonglebuduantuozhandekongjian。

   1 當前電力行業熱工自動化技術的發展

   隨sui著zhe世shi界jie高gao科ke技ji的de飛fei速su發fa展zhan和he我wo國guo機ji組zu容rong量liang的de快kuai速su提ti高gao
，電dian廠chang熱re工gong自zi動dong化hua技ji術shu不bu斷duan地di從cong相xiang關guan學xue科ke中zhong吸xi取qu最zui新xin成cheng果guo而er迅xun速su發fa展zhan和he完wan善shan，近jin幾ji年nian更geng是shi日ri新xin月yue異yi，一yi方fang麵mian作zuo為wei機ji組zu主zhu要yao控kong製zhi係xi統tong的deDCS，已在控製結構和控製範圍上發生了巨大的變化；另一方麵隨著廠級監控和管理信息係統（SIS）、現場總線技術和基於現代控製理論的控製技術的應用
，給熱工自動化係統注入了新的活力。

   1.1  DCS的應用與發展

   火電廠熱工自動化係統的發展變化，在二十世紀給人耳目一新的是DCS的應用，而當今則是DCS的應用範圍和功能的迅速擴展。

   1.1.1 DCS應用範圍的迅速擴展

   20世紀末，DCS在國內燃煤機組上應用時，其監控功能覆蓋範圍還僅限DAS、MCS、FSSS和SCS四項。即使在2004年發布的Q/DG1-K401-2004《火力發電廠分散控製係統（DCS）技術規範書》中，DCS應用的主要功能子係統仍然還是以上四項

，但實際上近幾年DCS的應用範圍迅速擴展，除了一大批高參數、大容量、不同控製結構的燃煤火電機組（如浙江玉環電廠1000MW機組）的各個控製子係統全麵應用外，脫硫係統
、脫硝係統、空冷係統
、大型循環流化床（CFB）鍋爐等新工藝上都成功應用。可以說隻要工藝上能夠實現的係統
，DCS都能實現對其進行可靠控製。

   1.1.2 單元機組控製係統一體化的崛起

   隨著一些電廠將電氣發變組和廠用電係統的控製（ECS）功能納入DCS的SCS控製功能範圍，ETS控製功能改由DCS模件構成

，DEH與DCS的軟硬件合二為一，以及一些機組的煙氣濕法脫硫控製直接進入單元機組DCS控製的成功運行，標誌著控製係統一體化，在DCS技術的發展推動下而走向成熟。

   由you於yu一yi體ti化hua減jian少shao了le信xin號hao間jian的de連lian接jie接jie口kou以yi及ji因yin接jie口kou及ji線xian路lu異yi常chang帶dai來lai的de傳chuan遞di過guo程cheng故gu障zhang
，減jian少shao了le備bei品pin備bei件jian的de品pin種zhong和he數shu量liang，降jiang低di了le維wei護hu的de工gong作zuo量liang及ji費fei用yong
，所suo以yi近jin幾ji年nian一yi體ti化hua控kong製zhi係xi統tong在zai不bu同tong容rong量liang的de新xin建jian機ji組zu中zhong逐zhu漸jian得de到dao應ying用yong，如ru浙zhe江jiang華hua能neng玉yu環huan電dian廠chang4×1000MW機組
、台州電廠2×300MW機組和安徽鳳台電廠4×600MW機組均全廠采用西屋Ovation係統，國華浙能寧海電廠4×600MW機組全廠采用西門子公司的T-XP係統，大唐烏沙山電廠4×600MW機組全廠采用I/A係統，浙江樂清電廠4×600MW機組全廠采用ABB公司的SYMPHONY係統等。

   控製係統一體化的實現，是電力行業DCS應用功能快速發展的體現。排除人為因素外

，控製係統一體化將為越來越多的電廠所采用。

   1.1.3 DCS結構變化，應用技術得到快速發展

   隨著電子技術的發展，近年來DCSxitongzaijiegoushangfashengbianhua。guoquqiangtiaodeshikongzhigongnengjinkenengfensan
，youcidailaideshishiyongguoduodekongzhiqihejiekoujianlianjie。danguoduodekongzhiqihejiekoujianlianjie
，buyidingnengtigaoxitongyunxingkekaoxing
，xiangfandaoyoukenengdaozhiguzhangtingjidegailvzengjia。hekuangdanyuanjizugegekongzhixitongjiandexinhaolianxiqiansiwanlv，huxiangqianlian
，yiduikongzhiqiguzhangjiukenengdaozhijizutingji，jishimeiyouzhijiedaozhitingji，yehuiyingxiangqitakongzhiqiyinshiquzhengquedexinhaoerbunengzhengchanggongzuo。yincisuizhekongzhiqigongnengyurongliangdechengbeizengjia
、更多安全措施（包括采用安全性控製器）
、冗餘技術的采用（有的DCS的核心部件CPU，采用2×2冗餘方式）以及速度與可靠性的提高
，目前DCSzhengzaizhuanxiangshidujizhong，jiangxianghulianximiqiededuogekongzhixitonghefeichangfuzadekongzhigongnengjizhongzaiyiduikongzhiqizhong
，yijishangshusuoshuodedanyuanjizucaiyongyitihuakongzhixitong，zhengchengweiDCS應用技術發展的新方向
，這不但減少了故障環節

，還因內部信息交換方便和信息傳遞途徑的減少而提高了可靠性。

   此外

，隨著近幾年DCS應用技術的發展，如采用通用化的硬件平台
，獨立的應用軟件體係
，標準化的通訊協議，PLC控製器的融入，FCS功能的實現，一鍵啟動技術的成功應用等
，都為DCS增添了新的活力，功能進一步提高
，應用範圍更加寬廣。

   1.2  全廠輔控係統走向集中監控

   一個火電廠有10多個輔助車間，國內過去通常都是由PLC和he上shang位wei機ji構gou成cheng各ge自zi的de網wang絡luo，在zai各ge車che間jian控kong製zhi室shi內nei單dan獨du控kong製zhi，因yin此ci得de配pei備bei大da量liang的de運yun行xing人ren員yuan。為wei了le提ti高gao外wai圍wei設she備bei控kong製zhi水shui平ping和he勞lao動dong生sheng產chan率lv

，達da到dao減jian員yuan增zeng效xiao的de目mu的de
，隨sui著zheDCS技術和網絡通訊功能的提高，目前各個輔助車間的控製已趨向適度集中，整合成一個輔控網（簡稱BOP 即Balance Of Plant的縮寫）方向發展，即將相互獨立的各個外圍輔助係統
，利用計算機及網絡技術進行集成，在全廠IT係統上進行運行狀況監控
，實現外圍控製少人值班或無人值班。

   近幾年新建工程迅速向這個方向發展。如國華浙能寧海電廠一期工程（4×600MW）燃煤機組BOP覆蓋了水、煤

、灰等共13個輔助車間子係統的監控，下設水、煤、灰三個監控點，集中監控點設在四機一控室裏，打破了傳統的全廠輔助車間運行管理模式
，不但比常規減員30%，還提升了全廠運行管理水平。整個輔控網的硬件和軟件的統一，減少了庫存備品備件及日常管理維護費用[1]。由於取消了多個就地控製室，使得基建費用和今後的維護費用都減少。一些老廠的輔助車間也在進行BOP改造，其中浙江省第一家完成改造的是嘉興發電廠2×300MW機組，取得較好效果。

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   1.3  變頻技術的普及應用與發展

   變頻器作為控製係統的一個重要功率變換部件
，以提供高性能變壓變頻可控的交流電源的特點

，前些年在火電廠小型電機（如給粉機、凝泵）等(deng)控(kong)製(zhi)上(shang)的(de)應(ying)用(yong)
，得(de)到(dao)了(le)迅(xun)猛(meng)的(de)發(fa)展(zhan)。由(you)於(yu)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)不(bu)但(dan)在(zai)調(tiao)速(su)範(fan)圍(wei)和(he)精(jing)度(du)

，動(dong)態(tai)響(xiang)應(ying)速(su)度(du)，低(di)速(su)轉(zhuan)動(dong)力(li)矩(ju)
，工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv)，方(fang)便(bian)使(shi)用(yong)方(fang)麵(mian)表(biao)現(xian)出(chu)優(you)越(yue)性(xing)
，更(geng)重(zhong)要(yao)的(de)是(shi)節(jie)能(neng)效(xiao)果(guo)在(zai)經(jing)濟(ji)及(ji)社(she)會(hui)效(xiao)益(yi)上(shang)產(chan)生(sheng)的(de)顯(xian)著(zhu)效(xiao)應(ying)
，因(yin)此(ci)繼(ji)一(yi)些(xie)中(zhong)小(xiao)型(xing)電(dian)機(ji)上(shang)普(pu)遍(bian)應(ying)用(yong)後(hou)，近(jin)年(nian)來(lai)交(jiao)流(liu)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)技(ji)術(shu)，擴(kuo)展(zhan)到(dao)一(yi)些(xie)高(gao)壓(ya)電(dian)機(ji)的(de)控(kong)製(zhi)上(shang)試(shi)用(yong)，如(ru)送(song)
、引風機和給水泵電機轉速的控製等。

   因為蘊藏著巨大的節能潛力，可以預見隨著高壓變頻器可靠性的提高、一次性投資降低和對電網的諧波幹擾減少，更多機組的風機、水泵上的大電機會走向變頻調速控製，在一段時間內，變頻技術將繼續在火電廠節能工作中，扮演重要角色。

   1.4  局部係統應用現場總線

   自動化技術的發展，帶來新型自動化儀表的湧現，現場總線係統（FCS）是其中一種，它和DCS緊密結合，是提高控製信號傳輸的準確性

、實時性
、快kuai速su性xing和he機ji組zu運yun行xing的de安an全quan可ke靠kao性xing，解jie決jue現xian場chang設she備bei的de現xian代dai化hua管guan理li
，以yi及ji降jiang低di工gong程cheng投tou資zi等deng的de一yi項xiang先xian進jin的de和he有you效xiao的de組zu合he。目mu前qian在zai西xi方fang發fa達da國guo家jia，現xian場chang總zong線xian已yi應ying用yong到dao各ge個ge行xing業ye，其qi中zhong電dian力li行xing業ye最zui典dian型xing的de是shi德de國guo尼ni德de豪hao森sen電dian廠chang2×950MW機組的控製係統
，采用的就是PROFIBUS現場總線。

   我國政府從“九五”起，開始投資支持現場總線的開發，取得階段性成果，HART儀表、FF儀表開始生產。但電廠控製由於其高可靠性的要求，目前缺乏大型示範工程，缺乏現場總線對電廠的設計
、安裝、調試、生sheng產chan和he管guan理li等deng方fang麵mian影ying響xiang的de研yan究jiu
，因yin此ci現xian場chang總zong線xian在zai電dian廠chang的de應ying用yong仍reng處chu於yu探tan討tao摸mo索suo階jie段duan，近jin二er年nian我wo國guo有you十shi多duo個ge工gong程cheng應ying用yong了le現xian場chang總zong線xian，但dan都dou是shi在zai局ju部bu係xi統tong上shang
，其qi中zhong：

   國華浙能寧海電廠，在單元機組的開、閉式水係統中的電動門控製采用Profibus DP總線技術
，電動執行機構采用原裝進口德國歐瑪公司的一體化智能型產品Puma Matic，帶有雙通道Profibus-DP冗餘總線接口作為DP從站掛在總線上。為了提高安全性可靠性，總線光纖、作為總線上的第一類DP主站的AP和相應的光電轉換裝置都采用了冗餘結構，這是國內首家在過程控製中采用現場總線技術的火力發電廠。

   華能玉環電廠的補給水處理係統和廢水係統[2]


，caiyongleercengtongxunwangluojiegoudexianchangzongxiankongzhixitong
，qilianlushebeihezhuzhanjiwangluocaiyongrongyupeizhi。kongzhixitongrenjizhongduanyuzhukongzhiqizhijiancaiyonggongyeyitaiwangtongxun，yitaiwangjiaohuanjicaiyongITP形式接口，四台交換機構成光纖高速路網。現場設備層之間采用Profibus-DP現xian場chang總zong線xian通tong訊xun。主zhu環huan網wang采cai用yong光guang纜lan

，分fen支zhi現xian場chang總zong線xian通tong訊xun選xuan用yong總zong線xian電dian纜lan。配pei置zhi二er套tao冗rong餘yu的de主zhu控kong製zhi器qi，分fen別bie用yong於yu鍋guo爐lu補bu給gei水shui係xi統tong和he廢fei水shui係xi統tong，且qie各ge自zi有you兩liang條tiao由you光guang電dian耦ou合he器qi組zu成cheng的de現xian場chang總zong線xian環huan形xing光guang纜lan網wang構gou成cheng冗rong餘yu配pei置zhi

，所suo有you現xian場chang儀yi表biao和he氣qi動dong閥fa門men定ding位wei器qi（均采用帶PA總線接口），通過DP/PA耦合器連接到現場總線上。中低壓電器設備（MCC）采(cai)用(yong)具(ju)有(you)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)通(tong)信(xin)接(jie)口(kou)功(gong)能(neng)的(de)智(zhi)能(neng)電(dian)機(ji)控(kong)製(zhi)器(qi)。加(jia)藥(yao)泵(beng)的(de)電(dian)動(dong)機(ji)采(cai)用(yong)帶(dai)總(zong)線(xian)的(de)變(bian)頻(pin)器(qi)。鍋(guo)爐(lu)補(bu)給(gei)水(shui)的(de)陰(yin)陽(yang)離(li)子(zi)床(chuang)氣(qi)動(dong)隔(ge)膜(mo)閥(fa)的(de)電(dian)磁(ci)控(kong)製(zhi)閥(fa)

，采(cai)用(yong)具(ju)有(you)總(zong)線(xian)接(jie)口(kou)的(de)閥(fa)島(dao)來(lai)控(kong)製(zhi)，閥(fa)島(dao)與(yu)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)連(lian)接(jie)。這(zhe)是(shi)國(guo)內(nei)在(zai)局(ju)部(bu)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)中(zhong)全(quan)麵(mian)采(cai)用(yong)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)技(ji)術(shu)的(de)首(shou)個(ge)火(huo)電(dian)廠(chang)，其(qi)應(ying)用(yong)實(shi)踐(jian)表(biao)明(ming)，輔(fu)控(kong)網(wang)全(quan)麵(mian)采(cai)用(yong)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)技(ji)術(shu)已(yi)成(cheng)熟(shu)。

   1.5  熱工控製優化技術的應用發展

   隨sui著zhe過guo程cheng生sheng產chan領ling域yu對dui控kong製zhi係xi統tong要yao求qiu的de不bu斷duan提ti高gao，傳chuan統tong控kong製zhi方fang法fa越yue來lai越yue難nan以yi滿man足zu火huo電dian廠chang熱re力li流liu程cheng對dui係xi統tong穩wen定ding性xing和he性xing能neng最zui優you化hua方fang麵mian的de要yao求qiu
，汽qi溫wen超chao標biao已yi經jing成cheng為wei製zhi約yue機ji組zu負fu荷he變bian化hua響xiang應ying能neng力li和he安an全quan穩wen定ding運yun行xing的de主zhu要yao障zhang礙ai之zhi一yi（燃燒優化主要是鍋爐專業在進行，本文不作討論）。由you此ci基ji於yu現xian代dai控kong製zhi理li論lun的de一yi些xie現xian代dai控kong製zhi係xi統tong逐zhu步bu在zai火huo電dian廠chang過guo程cheng控kong製zhi領ling域yu中zhong得de到dao應ying用yong。如ru基ji於yu過guo程cheng模mo型xing並bing在zai線xian動dong態tai求qiu解jie優you化hua問wen題ti的de模mo型xing預yu測ce控kong製zhi（簡稱MPC）法、讓自動裝置模擬人工操作的經驗和規律來實現複雜被控對象自動控製的模糊控製法
、利用熟練操作員手動成功操作的經驗數據，在常規的串級PID調節係統的基礎上建立基於神經網絡技術的前饋控製作用等，在提高熱工控製係統（尤其是汽溫控製係統）品質過程中取得較好效果。

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   如寧海發電廠使用的西門子公司PROFI係統，充分使用了基於模型的現代控製理論，其中汽溫控製原理示意圖如圖1所示。

圖1  機組汽溫控製原理示意圖

   圖1zhong
，yongjiyuzhuangtaikongjiansuanfadezhuangtaiguanceqijiejueqiwenzhezhongdazhihouduixiangdeyanchizaochengdekongzhizhihou，hanzhibianzengyikongzhiqijiejuezhengqiyalidebianhuaduiwendukongzhideyingxiang，jiyumoxingdeSmith預估器對導前溫度的變化進行提前控製；通過自學習功能塊實時補償減溫水閥門特性的變化
；而對再熱汽溫控製，盡量以煙道擋板作為調節手段，不采用或少采用減溫水作為控製手段，以提高機組效率；在機組協調控製模塊中，采用非最小化形式描述的離散卷積和模型
，提高係統的魯棒性
；根據控製品質的二次型性能指標連續對預測輸出進行優化計算

，實時對模型失配
、時變和幹擾等引起的不確定性因素進行補償
，提高係統的控製效果；PROFI投入後，AGC狀態下以2% Pe /min負荷率變化時的響應時間為57秒，壓力最大偏差0.208MPa
，汽包水位變化最高和最低之差為-38.86mm，爐膛負壓變化曲線最高值和最低值差－145Pa，主蒸汽溫度偏差穩態基本控製在2℃以內，動態基本控製在5℃以內。

   1.6  SIS係統的應用發展

   SIS係統是實現電廠管理信息係統與各種分散控製係統之間數據交換、實shi時shi信xin息xi共gong享xiang的de橋qiao梁liang，其qi功gong能neng包bao括kuo廠chang級ji實shi時shi數shu據ju采cai集ji與yu監jian視shi，廠chang級ji性xing能neng計ji算suan與yu分fen析xi。在zai電dian網wang明ming確que調tiao度du方fang式shi有you非fei直zhi調tiao方fang式shi且qie應ying用yong軟ruan件jian成cheng熟shu的de前qian提ti下xia，可ke以yi設she置zhi負fu荷he調tiao度du分fen配pei功gong能neng。設she備bei故gu障zhang診zhen斷duan功gong能neng

、壽命管理功能、係統優化功能以及其它功能（根據電廠實際情況確定是否設置）[3]。自從國家電力公司電力規劃總院在2000年提出這一概念和規劃後，至今估計有200家多電廠建立了SIS係統，可謂發展相當迅速。

   但是自從SIS係統投運以來
，其所起的作用隻是數據的采集
、存儲
、顯示和可打印各類生產報表，能夠真正把SIS的應用功能盡情發揮出來的很少，其麵向統計／生sheng產chan管guan理li的de數shu據ju分fen析xi工gong具ju，基ji於yu熱re經jing濟ji性xing分fen析xi的de運yun行xing優you化hua，以yi品pin質zhi經jing濟ji性xing為wei目mu標biao的de控kong製zhi優you化hua，以yi提ti高gao可ke靠kao性xing為wei目mu的de的de設she備bei故gu障zhang診zhen斷duan等deng功gong能neng基ji本ben多duo數shu都dou未wei能neng付fu緒xu實shi施shi。其qi原yuan因yin主zhu要yao有you設she計ji不bu夠gou完wan善shan
，多duo數shuSIS廠家並沒有完全吃透專業性極強的後台程序及算法，使其在生產實際中未能發揮作用，加上與現場生產脫節，因此SIS代理商所能做的隻是利用網絡技術，邊搭建一個基本的SIS 架構邊進行摸索。此外SIS應涵蓋哪些內容沒有統一的標準也緩慢了其功能的應用。

   但從大的方向上看

，SIS係統的建設符合技術發展的需要和中國電力市場發展的趨勢，將給發電廠特別是大型的現代化發電廠帶來良好的經濟效益。

　 2 電力行業熱工自動化係統的未來發展動向及前景

   隨著國家法律對環保日益嚴格的要求和計算機網絡技術的進步
，未來熱工係統將圍繞 “節能增效，可持續發展”的主題
，向智能化
、網絡化、透明化，保護、控製、測量和數據通信一體化發展，新的測量控製原理和方法不斷得以應用，將使機組的運行操作和故障處理，象操作普通計算機一樣方便。

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  2.1  單元機組監控智能化是熱工自動化係統發展方向

   單元機組DCS的普及應用
，使得機組的監控麵貌煥然一新，但是它的監控智能化程度在電力行業卻沒有多大提高。雖然許多智能化的監視、控製軟件在國內化工
、冶(ye)金(jin)行(xing)業(ye)中(zhong)都(dou)有(you)較(jiao)好(hao)的(de)應(ying)用(yong)並(bing)取(qu)得(de)效(xiao)益(yi)
，可(ke)在(zai)我(wo)國(guo)電(dian)力(li)行(xing)業(ye)直(zhi)到(dao)近(jin)幾(ji)年(nian)才(cai)開(kai)始(shi)有(you)所(suo)起(qi)步(bu)。隨(sui)著(zhe)技(ji)術(shu)的(de)進(jin)步(bu)
，火(huo)電(dian)廠(chang)單(dan)元(yuan)機(ji)組(zu)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)的(de)智(zhi)能(neng)化(hua)將(jiang)是(shi)一(yi)種(zhong)趨(qu)勢(shi)，因(yin)此(ci)未(wei)來(lai)數(shu)年(nian)裏(li)
，實(shi)現(xian)信(xin)息(xi)智(zhi)能(neng)化(hua)的(de)儀(yi)表(biao)與(yu)軟(ruan)件(jian)將(jiang)會(hui)在(zai)火(huo)電(dian)廠(chang)得(de)到(dao)發(fa)展(zhan)與(yu)應(ying)用(yong)，如(ru)：

   儀表智能管理軟件，將對現場智能傳感器進行在線遠程組態和參數設置
、對因安裝位置和高靜壓造成的零位飄移進行遠程修正，精度自動進行標定，計算各類誤差, 並生成標定曲線和報告；自動跟蹤並記錄儀表運行過程中綜合的狀態變化，如掉電、高低限報警、取壓管路是否有堵或零位是否有飄移等。

   閥門智能管理軟件將對智能化閥門進行在線組態、調試、自動標定和開度階躍測試


，判斷閥門閥杆是否卡澀, 閥芯是否有磨損等
，通過閥門性能狀況的全麵評估
，為實現預測性維護提供決策。

   重(zhong)要(yao)轉(zhuan)動(dong)設(she)備(bei)的(de)狀(zhuang)態(tai)智(zhi)能(neng)管(guan)理(li)軟(ruan)件(jian)將(jiang)對(dui)重(zhong)要(yao)轉(zhuan)動(dong)設(she)備(bei)的(de)狀(zhuang)態(tai)如(ru)送(song)風(feng)機(ji)，引(yin)風(feng)機(ji)
，給(gei)水(shui)泵(beng)等(deng)
，綜(zong)合(he)采(cai)用(yong)基(ji)於(yu)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)狀(zhuang)態(tai)監(jian)測(ce)多(duo)種(zhong)技(ji)術(shu)
，通(tong)過(guo)振(zhen)動(dong)、油的分析以及電機診斷，快速分析（是否存在平衡不好,基礎鬆動, 衝擊負荷，軸承磨損）等現象和識別故障隱患, 在隱患尚未擴展之前發出報警，為停機檢修提供指導和幫助。

   智能化報警軟件將對報警信號進行彙類統計、分析和預測

，對機組運行趨勢和狀態作出分析、判斷
，用以指導運行人員的操作；故障預測、故障診斷以及狀態維修等專用軟件，將在提高機組運行的安全性，最大限度地挖掘機組潛力中發揮作用。

   單元機組監控智能化將帶來機組檢修方式的轉變
，以往定期的
、被動式維護將向預測性
、主動式為主的維護方式過渡
，檢修計劃將根據機組實際狀況安排。

   2.2  過程控製優化軟件將得到進一步應用

   進一步提高模擬量控製係統的調節範圍和品質指標，是火電廠熱工自動化控製技術研究的一個方向。雖然目前有關自適應
、狀態預測、模mo糊hu控kong製zhi及ji人ren工gong神shen經jing網wang絡luo等deng技ji術shu
，在zai電dian廠chang控kong製zhi係xi統tong優you化hua應ying用yong的de報bao道dao有you不bu少shao
，但dan據ju筆bi者zhe了le解jie真zhen正zheng運yun行xing效xiao果guo好hao的de不bu多duo。隨sui著zhe電dian力li行xing業ye競jing爭zheng的de加jia劇ju，安an全quan、經濟效益方麵取得明顯效果、通用性強
、安裝調試方便的優化控製專用軟件（尤其是燃燒和蒸汽溫度優化、性能分析軟件、）將會在電廠得到親睞、進一步發展與應用。

   目前機組的AGC均為單機方式（由調度直接把負荷指令發給投入AGC的機組）。由於電網負荷變化頻繁，使投入AGC的機組始終處於相應的變負荷狀態，鍋爐的蒸汽壓力和溫度波動幅度大，輔機、閥門

、擋(dang)板(ban)等(deng)設(she)備(bei)動(dong)作(zuo)頻(pin)繁(fan)

，這(zhe)種(zhong)方(fang)式(shi)對(dui)機(ji)組(zu)和(he)設(she)備(bei)的(de)壽(shou)命(ming)都(dou)會(hui)產(chan)生(sheng)一(yi)定(ding)的(de)負(fu)麵(mian)影(ying)響(xiang)。隨(sui)著(zhe)發(fa)電(dian)成(cheng)本(ben)的(de)提(ti)高(gao)，發(fa)電(dian)企(qi)業(ye)需(xu)從(cong)各(ge)個(ge)角(jiao)度(du)考(kao)慮(lv)如(ru)何(he)切(qie)實(shi)降(jiang)低(di)電(dian)廠(chang)運(yun)行(xing)成(cheng)本(ben)
，延(yan)長(chang)機(ji)組(zu)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。因(yin)此(ci)配(pei)置(zhi)全(quan)廠(chang)負(fu)荷(he)分(fen)配(pei)係(xi)統(tong)（即(ji)電(dian)網(wang)調(tiao)度(du)向(xiang)電(dian)廠(chang)發(fa)一(yi)個(ge)全(quan)廠(chang)負(fu)荷(he)指(zhi)令(ling)，由(you)電(dian)廠(chang)的(de)全(quan)廠(chang)負(fu)荷(he)分(fen)配(pei)係(xi)統(tong)，以(yi)機(ji)組(zu)的(de)煤(mei)耗(hao)成(cheng)本(ben)特(te)性(xing)為(wei)基(ji)礎(chu)，在(zai)機(ji)組(zu)允(yun)許(xu)的(de)變(bian)化(hua)範(fan)圍(wei)內(nei)，經(jing)濟(ji)合(he)理(li)地(di)選(xuan)擇(ze)安(an)排(pai)機(ji)組(zu)的(de)負(fu)荷(he)或(huo)變(bian)負(fu)荷(he)任(ren)務(wu)，使(shi)全(quan)廠(chang)發(fa)電(dian)的(de)煤(mei)耗(hao)成(cheng)本(ben)最(zui)低(di)，降(jiang)低(di)電(dian)廠(chang)的(de)發(fa)電(dian)成(cheng)本(ben)）將是發電企業必然的要求，相信不久的將來，單機AGC方式將會向全廠負荷分配方式轉變。

   SIS係統將結合生產實際進行二次開發
，促進自身應用技術走向成熟，在確保火電廠安全、環保、高效益及深化信息化技術應用中發揮作用。

   2.3  現場總線與DCS相互依存發展

   未來一段時間裏，現場總線將與DCS、PLC相互依存發展
，現場總線借助於DCS和PLC平台發展自身的應用空間
，DCS和PLC則借助於現場總線完善自身的功能。

   2.3.1 現場總線與DCS的關係

   現場總線作為一個完整的現場總線控製係統，目前還難以迅速應用到整個電廠中，而DCS雖(sui)然(ran)是(shi)電(dian)廠(chang)目(mu)前(qian)在(zai)線(xian)運(yun)行(xing)機(ji)組(zu)的(de)主(zhu)流(liu)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)，但(dan)由(you)於(yu)其(qi)檢(jian)測(ce)和(he)執(zhi)行(xing)等(deng)現(xian)場(chang)儀(yi)表(biao)信(xin)號(hao)仍(reng)采(cai)用(yong)模(mo)擬(ni)量(liang)信(xin)號(hao)
，無(wu)法(fa)滿(man)足(zu)工(gong)程(cheng)師(shi)站(zhan)上(shang)對(dui)現(xian)場(chang)儀(yi)表(biao)進(jin)行(xing)診(zhen)斷(duan)、維護和管理的要求，限製了控製過程視野，因此DCS通過容入通信協議國際標準化的現場總線和適合現場總線連接的智能化儀表、閥門，並將自身的輸出驅動功能分離移到現場或由現場智能驅動器代替，功能簡單且相對集中的控製係統下放到采用FCS控製和處理功能的現場智能儀表中，然後由少量的幾根同軸電纜（或光纜）hejinjitinglutingjikongzhiyongdianlan，tongguoquanshuzihuatongxinyukongzhishilianjie。jiangyouzhuyujiangdidianchangzaojia
，tigaozishendekekaoxing，tuokuangezidegongneng，tuidonggezidefazhan。chuxinjiandianchangjianghuigengduodecaiyongxianchangzongxiandezhinengshebeiwai，yehuichengweiyunxingduoniandejizuxiayibudegaizaojihua。

   2.3.2 現場總線與PLC的關係

   現場總線在電廠的應用將借助於PLC

，這不但因為PLC已廣泛應用於電廠輔助設備的控製
，將現場總線技術和產品溶合到PLC係統中，成為PLC係統中的一部分或者成為PLC係統的延伸部分，在輔助設備的控製中將直接明顯地體現其經濟效益。還因為現場總線和PLC的製造商間關係密切，如Contr01．Net
、ProfiBus等本身就是由PLC的主要生產供貨商支持開發。

   由於電廠現場的環境惡劣，溫度高、灰塵多、濕度變化大，因此現場總線在電廠應用，首先要解決的是自身質量。

   2.4  輔助車間（係統）集控將得到全麵推廣

   隨著發電廠對減員增效的要求和運行人員整體素質的提高

，輔助車間（係統）通過輔控網集控將會得到進一步全麵推廣。但在實施過程中，目前要解決好以下問題：

   （1）輔控係統I/O點數量大（浙江寧海電廠已達到10000點），各輔助車間物理位置分散，存在遠距離通信、信號衰減和網絡幹擾問題
，因此監控係統主幹通信網宜采用多模光纜以確保通信信號的可靠性。

   （2）各ge輔fu助zhu控kong製zhi係xi統tong采cai用yong不bu同tong的de控kong製zhi設she備bei，控kong製zhi係xi統tong的de通tong信xin接jie口kou協xie議yi不bu同tong，甚shen至zhi不bu同tong的de物wu理li接jie口kou，因yin此ci須xu解jie決jue網wang絡luo通tong信xin協xie議yi的de轉zhuan換huan問wen題ti
，選xuan型xing時shi應ying事shi先xian規gui定ding好hao各ge係xi統tong間jian的de接jie口kou連lian接jie協xie議yi。

   （3）gegefuzhuchejiandekongzhixitongweibutongdechangshanggonghuo
，youyushiyongderuanjianbutong
，qicaozuoyuanzhanderenjijiemianhenyoukenengbuyizhi。yincixuanxingshiyingzhuyishangweijiruanjian，shejitongyiderenjijiemian，caiyongtongyidefenggejicaozuofangshi
，yibianfangbiangexitonghuamianjieruBOP網絡。

   輔fu助zhu車che間jian集ji控kong係xi統tong能neng否fou實shi現xian設she計ji目mu標biao，除chu了le自zi身shen的de技ji術shu以yi外wai，很hen大da程cheng度du上shang取qu決jue於yu輔fu助zhu係xi統tong本ben身shen的de自zi動dong投tou入ru情qing況kuang。因yin此ci高gao可ke靠kao性xing的de執zhi行xing機ji構gou、動作靈活可靠的限位開關
、智能化的變送器將會得到應用
；

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  2.5  單元機組監控係統的物理配置趨向集中布置

   過去一個集控室的概念，通常為一台單元機組獨用或為二台機組合用，電子室分成若幹個小型的電子設備間，分別布置在鍋爐、汽輪機房或其它主設備附近。其優點是節省了電纜。但隨著機組容量的提高、計(ji)算(suan)機(ji)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)和(he)管(guan)理(li)水(shui)平(ping)的(de)深(shen)化(hua)


，近(jin)幾(ji)年(nian)集(ji)控(kong)室(shi)的(de)概(gai)念(nian)擴(kuo)大(da)，出(chu)現(xian)了(le)全(quan)廠(chang)單(dan)元(yuan)機(ji)組(zu)集(ji)中(zhong)於(yu)一(yi)個(ge)控(kong)製(zhi)室(shi)
，單(dan)元(yuan)機(ji)組(zu)的(de)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)間(jian)集(ji)中(zhong)
，現(xian)場(chang)一(yi)般(ban)的(de)監(jian)視(shi)信(xin)號(hao)大(da)量(liang)采(cai)用(yong)遠(yuan)程(cheng)I/O櫃的配置方式趨勢，如浙江省國華浙能寧海發電廠（獲國家金獎），一期工程四台機組一個控製室集中監控
，單元機組電子室集中，提高了機組運行管理水平。

   2.6  APS技術應用

   APS是機組級順序控製係統的代名詞。在機組啟動中，僅需按下一個啟動控製鍵，整個機組就將按照設計的先後順序、規(gui)定(ding)的(de)時(shi)間(jian)和(he)各(ge)控(kong)製(zhi)子(zi)係(xi)統(tong)的(de)工(gong)作(zuo)情(qing)況(kuang)，自(zi)動(dong)啟(qi)停(ting)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)相(xiang)關(guan)設(she)備(bei)，協(xie)調(tiao)機(ji)爐(lu)電(dian)各(ge)係(xi)統(tong)的(de)控(kong)製(zhi)，在(zai)少(shao)量(liang)人(ren)工(gong)幹(gan)預(yu)甚(shen)至(zhi)完(wan)全(quan)不(bu)用(yong)人(ren)工(gong)幹(gan)預(yu)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，自(zi)動(dong)地(di)完(wan)成(cheng)整(zheng)台(tai)機(ji)組(zu)的(de)啟(qi)停(ting)。但(dan)由(you)於(yu)設(she)備(bei)自(zi)身(shen)的(de)可(ke)控(kong)性(xing)和(he)可(ke)用(yong)率(lv)不(bu)滿(man)足(zu)自(zi)動(dong)化(hua)要(yao)求(qiu)，加(jia)上(shang)一(yi)些(xie)工(gong)藝(yi)和(he)技(ji)術(shu)上(shang)還(hai)存(cun)在(zai)問(wen)題(ti)，需(xu)要(yao)深(shen)入(ru)地(di)分(fen)析(xi)研(yan)究(jiu)和(he)改(gai)進(jin)

，所(suo)以(yi)目(mu)前(qian)燃(ran)煤(mei)機(ji)組(zu)實(shi)施(shi)APS係統的還不多見。

   由於APSxitongdeshizhishidianchangyunxingguichengdechengxuhua
，qiyoushizaiyukeyidadajianqingyunxingrenyuandegongzuoqiangdu，bimianrenweicaozuozhongdegezhongbuwendingyinsu
，suoduanjizuqitingshijian。zuoweitigaoshengchanxiaolvhejizuzhengtizidonghuashuiping，zengqiangzaidianliqiyedeshichangjingzhengnenglixingzhiyouxiaodefangfa，jianghuichengweiweilaijizukongzhifazhandefangxiangzhiyi，yindaosheji
、控製係統廠商和電廠人員更多地去深入研究，設計和完善功能，並付緒實施。

   2.7  無線測量技術應用

   無線測量技術能監視和控製運行過程中發生的更多情況，獲得關鍵的工藝信息，整合進入DCS。除節省大量安裝成本以外，還將推動基本過程和自動化技術的改善。如供熱、供油和煤計量，酸堿、汙水區域測量等，都可能通過無線測量技術實現遠程監控。

   2.8  提高熱工自動化係統可靠性研究將深入

   由於熱控係統硬軟件的性能與質量
、控製邏輯的完善性和合理性、保護信號的取信方式和配置、保bao護hu連lian鎖suo信xin號hao的de定ding值zhi和he延yan遲chi時shi間jian設she置zhi，以yi及ji熱re控kong人ren員yuan的de檢jian修xiu和he維wei護hu水shui平ping方fang麵mian
，都dou還hai存cun在zai一yi些xie不bu足zu之zhi處chu，由you此ci使shi得de熱re控kong保bao護hu係xi統tong誤wu動dong作zuo引yin起qi機ji組zu跳tiao閘zha事shi件jian還hai時shi有you發fa生sheng。在zai電dian力li生sheng產chan企qi業ye麵mian臨lin安an全quan考kao核he風feng險xian增zeng加jia和he市shi場chang競jing爭zheng加jia劇ju的de環huan境jing下xia，本ben著zhe電dian力li生sheng產chan“安全第一，預防為主”defangzhen，yijixiaoyiyouxianyuanze，congtigaoregongzidonghuaxitongdekekaoxingzheshou

，shenrukaizhanjishuyanjiu，shiregongzidonghuaxitongjinqideyixiangjixujinxingdegongzuo。

   提高熱工自動化係統的可靠性技術研究工作，包括控製軟硬件的合理配置，采集信號的可靠性、幹擾信號的抑製，控製邏輯的優化、控製係統故障應急預案的完善等。隨著機組控製可靠性要求的提高，重要控製子係統的硬件配置中

，將會采用安全型控製器、安全型PLC係(xi)統(tong)或(huo)者(zhe)它(ta)們(men)的(de)整(zheng)合(he)
，保(bao)護(hu)采(cai)集(ji)信(xin)號(hao)將(jiang)會(hui)更(geng)多(duo)的(de)采(cai)用(yong)三(san)選(xuan)二(er)判(pan)斷(duan)邏(luo)輯(ji)。獨(du)立(li)的(de)測(ce)量(liang)裝(zhuang)置(zhi)需(xu)要(yao)設(she)計(ji)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)抑(yi)製(zhi)功(gong)能(neng)。此(ci)外(wai)基(ji)建(jian)機(ji)組(zu)一(yi)味(wei)以(yi)最(zui)低(di)價(jia)中(zhong)標(biao)的(de)招(zhao)標(biao)模(mo)式(shi)也(ye)應(ying)得(de)到(dao)扭(niu)轉(zhuan)（最低價中標
，迫使廠商通過減少配置來降低投標價
，導致控製係統可靠性下降）。

   2.9  火電廠機組檢修運行維護方式將改變

   隨(sui)著(zhe)電(dian)力(li)市(shi)場(chang)的(de)競(jing)爭(zheng)，發(fa)電(dian)企(qi)業(ye)將(jiang)趨(qu)向(xiang)集(ji)約(yue)化(hua)經(jing)營(ying)和(he)管(guan)理(li)結(jie)構(gou)扁(bian)平(ping)化(hua)，為(wei)提(ti)高(gao)經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)，發(fa)電(dian)企(qi)業(ye)在(zai)多(duo)發(fa)電(dian)，以(yi)提(ti)高(gao)機(ji)組(zu)利(li)用(yong)小(xiao)時(shi)的(de)同(tong)時(shi)，將(jiang)會(hui)通(tong)過(guo)減(jian)少(shao)生(sheng)產(chan)人(ren)員(yuan)的(de)配(pei)備(bei)，密(mi)切(qie)與(yu)外(wai)包(bao)檢(jian)修(xiu)企(qi)業(ye)之(zhi)間(jian)的(de)聯(lian)係(xi)，讓(rang)專(zhuan)業(ye)檢(jian)修(xiu)隊(dui)伍(wu)取(qu)替(ti)本(ben)廠(chang)檢(jian)修(xiu)隊(dui)伍(wu)的(de)方(fang)式(shi)來(lai)提(ti)高(gao)勞(lao)動(dong)生(sheng)產(chan)率(lv)。因(yin)此(ci)檢(jian)修(xiu)維(wei)修(xiu)工(gong)作(zuo)社(she)會(hui)化(hua)將(jiang)是(shi)一(yi)種(zhong)趨(qu)勢(shi)。此(ci)外(wai)DCS的一體化及其向各功能領域滲透，提高電廠整體協調和信息化、自zi動dong化hua水shui平ping的de同tong時shi
，也ye將jiang會hui使shi電dian廠chang原yuan專zhuan業ye間jian及ji專zhuan業ye內nei的de分fen工gong重zhong新xin調tiao整zheng
，比bi如ru熱re工gong與yu電dian氣qi二er次ci回hui路lu的de專zhuan業ye劃hua分fen打da通tong。為wei了le降jiang低di成cheng本ben
，電dian廠chang不bu再zai保bao持chi大da批pi的de檢jian修xiu維wei修xiu人ren員yuan
，因yin此ci檢jian修xiu維wei護hu方fang式shi也ye將jiang因yin此ci而er改gai變bian，比bi如ru讓rang生sheng產chan廠chang家jia和he代dai理li公gong司si承cheng擔danDCS和相關設備的檢修工作。

   電(dian)廠(chang)機(ji)組(zu)容(rong)量(liang)的(de)不(bu)斷(duan)增(zeng)大(da)，熱(re)工(gong)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)所(suo)依(yi)賴(lai)的(de)測(ce)量(liang)儀(yi)表(biao)也(ye)大(da)量(liang)增(zeng)加(jia)。在(zai)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)和(he)智(zhi)能(neng)儀(yi)表(biao)未(wei)全(quan)麵(mian)使(shi)用(yong)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)
，這(zhe)些(xie)儀(yi)表(biao)還(hai)需(xu)定(ding)期(qi)校(xiao)驗(yan)。為(wei)提(ti)高(gao)測(ce)量(liang)儀(yi)表(biao)校(xiao)驗(yan)工(gong)作(zuo)的(de)效(xiao)率(lv)，實(shi)現(xian)測(ce)量(liang)儀(yi)表(biao)從(cong)校(xiao)驗(yan)、基礎數據台帳的建立、設備校驗計劃和日常維護工作的產生、執行、校驗、數據輸入、終zhong結jie及ji統tong計ji分fen析xi
，周zhou期qi調tiao整zheng等deng的de全quan過guo程cheng自zi動dong管guan理li代dai替ti人ren工gong管guan理li
，將jiang是shi電dian廠chang儀yi表biao管guan理li發fa展zhan的de趨qu勢shi，因yin此ci全quan自zi動dong儀yi表biao校xiao驗yan裝zhuang置zhi和he自zi動dong管guan理li軟ruan件jian的de需xu求qiu量liang將jiang會hui迅xun速su增zeng加jia。

   總體來講，熱工自動化係統的發展趨勢是高速化、智能化、yitihuahetouminghua。duiguzhangxinxideyanjiuhechongfenliyongshifajueregongguzhangzhenduanyuguzhangyucedejichu，xianchangzongxiandeyingyong，weiregongzidonghuaxitongdejinyibufazhantigonglebuduantuozhandekongjian。現代控製理論的應用，將改寫熱工調節係統的指標。隨著計算機技術的進步，網絡化的保護及故障信息係統將會不斷發展
，最終基於網絡大容量數據傳輸可實現
，遠程專家監控診斷係統的開發應用
，火電廠檢修運行維護的結構將徹底改變
，屆時僅需少量人員進行機組的運行維護，更多的是通過遠程專家監控診斷係統（類似於電力調度）
，實現對機組的運行監控、維護和故障診斷、處理。

  作者：孫長生

   男，安徽桐城人
，碩士，高級工程師，先後從事火力發電廠熱工安裝、調試
、小火電設計、運行機組熱工故障分析處理、熱工監督管理工作，主編和參編多部電力行業標準。目前主要從事熱工自動化技術應用研發和開發工作。