熱電廠自動(dòng)化的控制技術(shù)運(yùn)用及發(fā)展

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，電力的應(yīng)用也越來越廣泛，電力成為人們生活和生產(chǎn)中不可或缺的能源，因此，熱電廠的發(fā)電效率也備受人們的關(guān)注。熱電廠的發(fā)電效率對(duì)我國(guó)企業(yè)的發(fā)展起著主要作用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新，許多新的自動(dòng)化設(shè)備出現(xiàn)，傳統(tǒng)的發(fā)電設(shè)備已經(jīng)被淘汰，自動(dòng)化設(shè)備的出現(xiàn)提高了熱電廠的發(fā)電效率。文章通過分析熱電廠自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，提出了使用自動(dòng)化設(shè)備的方案，并對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行的設(shè)想。

關(guān)鍵詞：熱電廠；自動(dòng)化控制技術(shù)；運(yùn)用；發(fā)展

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，熱電廠的技術(shù)控制逐步實(shí)現(xiàn)了由手動(dòng)控制到自動(dòng)化控制的轉(zhuǎn)變，大大地提高了電能的生產(chǎn)效率。自動(dòng)化裝置在熱電廠的應(yīng)用也越來越廣泛，越來越普及。在熱電廠自動(dòng)化裝置的使用過程中，采用測(cè)試、通信技術(shù)、監(jiān)控和保護(hù)等措施進(jìn)行自動(dòng)化管理，對(duì)熱電廠的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)安全有了很大的保障。

1 熱電廠自動(dòng)控制技術(shù)的分析

微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的發(fā)展成為熱電廠實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的測(cè)量、保護(hù)和控制，還方便使用現(xiàn)場(chǎng)總線等技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)連接，自動(dòng)化系統(tǒng)ECS出現(xiàn)了，ECS與熱電廠中的其他管理系統(tǒng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了熱電廠的信息化管理。ECS由基站控制層、通信控制層和間隔層三部分構(gòu)成。各個(gè)層之間的通信網(wǎng)絡(luò)互不干擾。針對(duì)不同的ECS，對(duì)系統(tǒng)采取的方法也不同。

1.1 ECS按電氣分段進(jìn)行組網(wǎng)

基站的控制層有維護(hù)工程師站、雙冗余系統(tǒng)服務(wù)和轉(zhuǎn)發(fā)工作站。系統(tǒng)服務(wù)器是對(duì)系統(tǒng)的通信、數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和加工；維護(hù)工程師是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行合理的維護(hù)和重組；操作員站的主要作用在于使人員和機(jī)器進(jìn)行互動(dòng)；轉(zhuǎn)發(fā)工作站主要作用在于使熱電廠內(nèi)的信息進(jìn)行重組和交換。這種方法非常的簡(jiǎn)單實(shí)用，可以很容易的實(shí)現(xiàn)整體的布局，其中的間隔也十分明確，在系統(tǒng)維護(hù)時(shí)也非常便捷。這種方法的缺點(diǎn)在于其與DCS之間的控制程度不強(qiáng)，在進(jìn)行通信時(shí)有很多困難。

1.2 ECS按照工藝流程進(jìn)行組網(wǎng)

在通信控制層面，主控單元的分配原則與DCS相同，都是按照編排好的工藝流程進(jìn)行重新分配。這種方法與生產(chǎn)流程關(guān)聯(lián)的不多，在進(jìn)線和低壓的變壓器進(jìn)行關(guān)聯(lián)的時(shí)候，關(guān)聯(lián)程度不強(qiáng)。在關(guān)聯(lián)過程中，主控單元要與發(fā)變組、快切屏、同期平進(jìn)行關(guān)聯(lián)。這種方法的主要特征在于其與DCS關(guān)聯(lián)比較密切，可以簡(jiǎn)單的把主控單元和DCS中的中央處理器結(jié)合起來，使熱電廠的跳閘系統(tǒng)避免了擾動(dòng)，為機(jī)組的可靠性運(yùn)作提供了保障，降低了機(jī)組的失誤，為熱電廠節(jié)省了在啟動(dòng)和關(guān)閉機(jī)器上消耗的電力，而且此種方法較為安全，確保了員工的安全。

2 DCS和PLC控制系統(tǒng)在應(yīng)用中存在的問題

現(xiàn)在，大部分PLC和DCS的產(chǎn)品都由廠家自己的硬件構(gòu)成，PLC和DCS的構(gòu)成相互獨(dú)立，兩者之間沒有任何的溝通，在通訊過程中也僅僅是依靠網(wǎng)關(guān)的接口進(jìn)行，幾乎不是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)。因此，如果熱電廠要想使PLC和DCS進(jìn)行關(guān)聯(lián)，就要對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行開放，在開放的過程中花費(fèi)熱電廠很多的資金，同時(shí)也耗費(fèi)很多的人力，兩者在進(jìn)行關(guān)聯(lián)的時(shí)候，速度也非常慢，達(dá)不到熱電廠的要求。一般的PLC和DCS都要將信號(hào)接到卡件中，如果信息系統(tǒng)非常的龐大，大量的信號(hào)將會(huì)聚集在PLC和DCS的入口處，導(dǎo)致了信息的阻塞現(xiàn)象，從而降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

3 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS控制系統(tǒng)

在FCS系統(tǒng)中，信號(hào)在傳輸時(shí)采用一對(duì)多的模式，采用的是雙向傳輸，其所使用的數(shù)字具有很高的精確性，可靠性非常強(qiáng)，設(shè)備一般都在被監(jiān)控的狀態(tài)。客戶實(shí)現(xiàn)了自由選擇設(shè)備，自由地進(jìn)行設(shè)備的關(guān)聯(lián)。其中智能儀表可以使設(shè)備實(shí)現(xiàn)通信、監(jiān)控和計(jì)算的功能。

當(dāng)前，F(xiàn)CS還存在一定的缺陷，它沒有規(guī)定的通訊協(xié)議，其通訊速度也比較慢，能連接的設(shè)備也不多，無法和智能儀表結(jié)合使用。熱電廠需要花費(fèi)大量的資金把智能儀表進(jìn)行更換。現(xiàn)場(chǎng)的總線可以給熱電廠帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益，但是卻無法給熱電廠帶來整體的效益，在進(jìn)行總線的布置上，需要依靠其他的系統(tǒng)與之配合完善。

4 熱電廠無線電技術(shù)的應(yīng)用

無線電技術(shù)是指應(yīng)用無線的設(shè)備，在一定的范圍內(nèi)通過無線電波將電子的信號(hào)轉(zhuǎn)換成無線電信號(hào)，參與到系統(tǒng)的控制和檢測(cè)中。無線電技術(shù)有以下幾種。

4.1自組織網(wǎng)絡(luò)

在自組織網(wǎng)絡(luò)中，每臺(tái)設(shè)備也同時(shí)兼有路由器的功能，當(dāng)一臺(tái)設(shè)備不能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)聯(lián)時(shí)，就可以通過路由器功能進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，將信號(hào)通過其他的網(wǎng)絡(luò)裝置實(shí)現(xiàn)。這樣就實(shí)現(xiàn)了一條信號(hào)可以通過多臺(tái)設(shè)備進(jìn)行傳輸，即使其中的設(shè)備出現(xiàn)了問題，信號(hào)也可以安全的被傳達(dá)，提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌踩?。自組織網(wǎng)路實(shí)現(xiàn)了在網(wǎng)絡(luò)和環(huán)境相對(duì)復(fù)雜的前提下，網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備還是可以協(xié)調(diào)的把信號(hào)傳輸出去，增強(qiáng)了傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

4.2 蜂巢網(wǎng)絡(luò)

在這種網(wǎng)絡(luò)通信模式中，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的轉(zhuǎn)移，信號(hào)可以從一個(gè)發(fā)射塔轉(zhuǎn)移到另一個(gè)發(fā)射塔，通過網(wǎng)絡(luò)的發(fā)射塔來擴(kuò)大信號(hào)的面積，即使在信號(hào)不好的地區(qū)也可以接收到信號(hào)。

4.3 無線以太網(wǎng)

無線以太網(wǎng)的傳輸速度特別快，相當(dāng)于有線網(wǎng)的速度。其信號(hào)的傳輸能力也非常強(qiáng)，可以穿過墻壁等介質(zhì)進(jìn)行信號(hào)的傳播。當(dāng)設(shè)備的功率不高，無線以太網(wǎng)可以及時(shí)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的控制。

4.4 全球微波通訊技術(shù)

全球微波通訊技術(shù)一般應(yīng)用于距離比較長(zhǎng)的傳播中，而且傳播質(zhì)量比較好。其特點(diǎn)在于可以使用低頻進(jìn)行傳輸，信號(hào)不易受到干擾，且可以覆蓋很大面積。

5 結(jié)束語(yǔ)

熱電廠在進(jìn)行自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的時(shí)候，要與各類技術(shù)相關(guān)聯(lián)，不要使各類技術(shù)處于獨(dú)立狀態(tài)，可以與計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)一起使用。在使用過程中，也應(yīng)該結(jié)合生產(chǎn)要素，通過具體問題分析，進(jìn)行自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的用電量不斷增大，因此，提高熱電廠自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用很有必要，其可以提高熱電廠的運(yùn)作效率，可以給企業(yè)部門及時(shí)的供電，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)。同時(shí)，熱電廠自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備的應(yīng)用，也給居民的用電提供了方便。

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作者簡(jiǎn)介：游字亮，男，河南洛陽(yáng)人，?？?，助理工程師，熱電廠自動(dòng)化，河南省鄭州市河南大唐電力檢修有限責(zé)任公司。