電廠自動(dòng)化控制技術(shù)的運(yùn)用和發(fā)展趨勢(shì)

施紅武（棗莊南郊熱電有限公司,山東 棗莊 277100）

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電廠自動(dòng)化控制技術(shù)的運(yùn)用和發(fā)展趨勢(shì)

施紅武
（棗莊南郊熱電有限公司,山東 棗莊 277100）

摘 要：目前，國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與社會(huì)生活的提高，促進(jìn)了電力基礎(chǔ)建設(shè)與技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的電廠管理系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法滿足其發(fā)展需求。因此，結(jié)合新的管理系統(tǒng)與控制技術(shù)，對(duì)電廠的工作效率進(jìn)行提高，成為越來(lái)越重要的課題。自動(dòng)化控制技術(shù)作為目前電廠管理與發(fā)展中的主流技術(shù)，受到了越來(lái)越多的關(guān)注。文章通過(guò)分析目前自動(dòng)化控制技術(shù)存在的問(wèn)題，對(duì)其運(yùn)用發(fā)展進(jìn)行了闡述，以期為相關(guān)從業(yè)者提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化；控制技術(shù)；運(yùn)用發(fā)展

1 電廠自動(dòng)化控制技術(shù)目前存在的問(wèn)題

1.1 自動(dòng)化控制系統(tǒng)相互交流不夠

自動(dòng)化控制技術(shù)的核心內(nèi)容是自動(dòng)化控制系統(tǒng)，目前所有的電廠自動(dòng)化控制工作都是在自動(dòng)化控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，但是，自動(dòng)化技術(shù)廠家出于競(jìng)爭(zhēng)的目的各自為政，對(duì)主要控制技術(shù)進(jìn)行技術(shù)封閉，按照自己生產(chǎn)的技術(shù)要求進(jìn)行生產(chǎn)，這就導(dǎo)致不同的技術(shù)產(chǎn)品在通訊協(xié)議等方面無(wú)法進(jìn)行信息對(duì)接，只能通過(guò)網(wǎng)關(guān)等效率相對(duì)低下的信息中轉(zhuǎn)站方式進(jìn)行通信連接。例如，DCS系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)，受限于自身軟硬件的產(chǎn)品體系以及利益保護(hù)性，彼此進(jìn)行技術(shù)封鎖，無(wú)法實(shí)現(xiàn)信息共享，而中轉(zhuǎn)站的方式又會(huì)導(dǎo)致信號(hào)不穩(wěn)定甚至堵塞等現(xiàn)象。

1.2 無(wú)法滿足信息化電廠需求

信息化電廠的建設(shè)是未來(lái)電廠發(fā)展的主要方向之一，而信息化發(fā)展要求不同的控制系統(tǒng)之間能夠?qū)崿F(xiàn)信息共享。當(dāng)前，廠商雖然已經(jīng)對(duì)部分軟件接口進(jìn)行了開放，同時(shí)也出現(xiàn)了一些影響較大的開放軟件，使得電廠用戶之間的聯(lián)系更加緊密，但在用戶粘性、通訊速度與穩(wěn)定性以及電廠操作步驟等方面仍然無(wú)法達(dá)到最優(yōu)。自動(dòng)化控制系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)信息的及時(shí)傳遞，當(dāng)信息化電廠建設(shè)完成后，一旦出現(xiàn)大規(guī)模的信息延遲或者誤差，會(huì)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。目前，在控制現(xiàn)場(chǎng)仍然配置有專門的技術(shù)監(jiān)控人員對(duì)信號(hào)接入方式等進(jìn)行管理協(xié)調(diào)，無(wú)法滿足信息化電廠建設(shè)需求。

2 自動(dòng)化控制技術(shù)的運(yùn)用

2.1 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)

現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)也稱為FCS系統(tǒng)，建立在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能儀表以及通信、微處理技術(shù)等基礎(chǔ)之上，是對(duì)傳統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)的一種再發(fā)展，因此其在信息的共享互聯(lián)、信號(hào)分布以及信號(hào)穩(wěn)定性、可靠性等方面具有更好的優(yōu)勢(shì)，而這些優(yōu)勢(shì)正是傳統(tǒng)控制技術(shù)如DCS等所不具備的。相比于DCS的信號(hào)單獨(dú)傳遞、信息過(guò)分集中在控制站、信號(hào)精度與抗干擾性差等缺點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)能夠提供雙向且多對(duì)的傳輸信號(hào)，由于在數(shù)字信號(hào)方面的良好精度與高可靠性，其在監(jiān)控與抗干擾性等方面也得到了大幅度的提高。智能儀表的使用將傳統(tǒng)的信號(hào)集中控制進(jìn)行了有效的分散，降低了控制風(fēng)險(xiǎn)。智能儀表的多功能性，如通信、運(yùn)算等，還提高了用戶使用的便捷性，在設(shè)備連接方面有了更大的自由度與選擇度。

2.2 無(wú)線電技術(shù)

無(wú)線電技術(shù)主要指的是通訊傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，目前主要有多拓?fù)湫詡鬏斁W(wǎng)絡(luò)與蜂巢式網(wǎng)絡(luò)兩種。多拓?fù)鋫鬏斁W(wǎng)絡(luò)將每一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備視作信號(hào)接收站與中轉(zhuǎn)站，既充當(dāng)信號(hào)的接受設(shè)備，同時(shí)又充當(dāng)相鄰設(shè)備的中轉(zhuǎn)站，作為其路由器進(jìn)行信號(hào)傳輸。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中某臺(tái)設(shè)備無(wú)法與網(wǎng)關(guān)進(jìn)行連接時(shí)，其信號(hào)便會(huì)選擇鄰近設(shè)備的通道進(jìn)行傳送。由此可見，其信號(hào)數(shù)據(jù)傳送具有穩(wěn)定性、可靠性、低功耗的特點(diǎn)。蜂巢網(wǎng)絡(luò)則主要通過(guò)發(fā)射塔進(jìn)行信號(hào)傳遞，發(fā)射塔能夠增強(qiáng)通信的覆蓋范圍，尤其適用于邊遠(yuǎn)山區(qū)的通信覆蓋。

3 自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

3.1 PLC技術(shù)的發(fā)展

PLC控制技術(shù)目前已經(jīng)較為成熟，在電廠應(yīng)用中較為廣泛。PLC控制技術(shù)主要是采用一定的算法，賦予其內(nèi)在邏輯運(yùn)算與順序運(yùn)算等原則，結(jié)合可編程存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各個(gè)指令要求，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電路系統(tǒng)中設(shè)備、電路信號(hào)等的實(shí)時(shí)監(jiān)控。PLC技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向集中在對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備指令的精準(zhǔn)控制方面，實(shí)現(xiàn)其控制系統(tǒng)的多功能以及自主智能等特點(diǎn)，在降低經(jīng)濟(jì)成本的同時(shí)提高其標(biāo)準(zhǔn)化的能力。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)總線甚至多現(xiàn)場(chǎng)總線并存的發(fā)展

不論是低速現(xiàn)場(chǎng)總線還是高速現(xiàn)場(chǎng)總線，其現(xiàn)階段的技術(shù)仍然存在著各種缺點(diǎn)，如輸入信號(hào)的不統(tǒng)一、接口的不規(guī)范等，其進(jìn)一步的發(fā)展必然是對(duì)其進(jìn)行功能完善。另外，不同的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)橋之間應(yīng)該實(shí)現(xiàn)無(wú)縫的對(duì)接，將其集中的監(jiān)控控制站進(jìn)行多方位的分散是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

此外，以以太網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的多現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是其發(fā)展的另一個(gè)方向。在技術(shù)方面，不同廠家生產(chǎn)的不同軟硬件設(shè)備在通信規(guī)范與要求方面差異化較大，而自動(dòng)化技術(shù)涉及到的學(xué)科領(lǐng)域眾多，單一的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)無(wú)法適應(yīng)所有的要求，這就促進(jìn)了多現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展。在商業(yè)層面考慮，以太網(wǎng)技術(shù)能夠涵蓋信息層、控制層以及設(shè)備層等多種網(wǎng)絡(luò)層級(jí)，同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用層的協(xié)議與規(guī)范是不同廠家共同協(xié)商決定、兼顧各方利益與需求的結(jié)果，這也促進(jìn)了以以太網(wǎng)為主體的多現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展。在其進(jìn)一步的發(fā)展過(guò)程中，其容錯(cuò)率、信息傳輸穩(wěn)定性以及信息網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)成為主要的發(fā)展方向，在集成與靈活性上實(shí)現(xiàn)一網(wǎng)到底的自動(dòng)化控制技術(shù)。

3.3 嵌入集成控制技術(shù)的發(fā)展

嵌入式集成技術(shù)主要是對(duì)不同的計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行集成化與網(wǎng)絡(luò)化，使得其在數(shù)據(jù)處理與網(wǎng)絡(luò)通訊、系統(tǒng)管理等方面得到較強(qiáng)的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)多種現(xiàn)場(chǎng)通訊協(xié)議、系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一監(jiān)控與操作，與現(xiàn)場(chǎng)控制技術(shù)融合后成為功能齊全的信息平臺(tái)。

3.4 多種信息傳輸方式的融合發(fā)展

多種信息傳輸方式的融合主要是將有線技術(shù)與無(wú)線技術(shù)進(jìn)行融合，將信息的控制建立在安全穩(wěn)定的傳輸渠道中，以保證渠道的暢通，從而充分發(fā)揮有線技術(shù)與無(wú)線技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的經(jīng)濟(jì)與高效。

4 總結(jié)

在電廠自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，傳統(tǒng)的技術(shù)如PLC、FCS等技術(shù)不會(huì)馬上被替代，更多的是融合數(shù)字化技術(shù)、以太網(wǎng)技術(shù)等現(xiàn)代通信技術(shù)，建立更為完善的控制系統(tǒng)。文章通過(guò)分析自動(dòng)化控制技術(shù)目前存在的問(wèn)題，對(duì)其應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了討論，以期為電廠自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展提供一定的借鑒，促進(jìn)未來(lái)信息化電廠的建設(shè)與發(fā)展。

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DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.158