关于火电厂自动控制系统优化策略的分析研究

白国战 白阳

【摘  要】近年来，随着我国经济的快速发展，更多的人口逐渐涌入到城市中，从而使得城市化进程明显加快速度，同时各个行业也相继不断的涌现出来，最终致使对于电力的需求更加的强胜。此外，火电厂是确保电力供应是否稳定的主力军，而热工自动控制系统不仅仅属于火电厂的核心设备，同时也是对其他供电设备是否能够安全运行和稳定供电重要支撑的有利保障。本文根据作者多年工作经验，详细分析了我国火电厂的热工自动控制系统，以及探讨了热工控制系统在运行过程中存在的各种问题，并且对其提出了解决办法。期望可以通过本文的分析和研究为业内同行给予些许帮助，并且也为我国电力工业的发展做出自己的贡献。

【关键词】火电厂;自动控制系统;优化策略

引言

通常来说，火电厂的热工自动控制系统主要由检测、执行设备和控制系统三部分构成。当然，我们知道，火电厂在生产过程中，其运行环境极为复杂，易燃、高温、高压等恶劣环境极为常见，所以现代火力控制系统除了上述的三部分构成之外，还包括顺序控制、自动监测、报警和保护措施，主要目的就是为了确保火电厂的热工自动控制系统在工作中的安全性。近年来，DCS控制系统也在科技信息化技术的推动下取得了很大的创新，火电厂的热工自动化程度也随之而得到了新的发展。本文结合笔者的相关工作经验，对电厂的热工控制系统进行了分析，主要是针对DCS系统中存在的问题进行了分析，同时提出了一些解决措施，希望可以给诸位同行做一些参考和借鉴。

1DCS控制系统概述

集散控制系统（简称为DCS系统），是建立在微处理器基础之上的一个控制系统，糅合了屏幕显示技术、通信技术、控制技术和计算机技术等多种自动化技术，所以在精度控制方面以及响应速度、工作可靠性等方面的功能都更加强大也更具优势，同时还具备工作数据的采集和处理能力。它采用控制分散、操作和管理集中的基本设计思想，采用多层分级、合作自治的结构形式。其主要特征是它的集中管理和分散控制。

2热工自动控制系统运行过程中的问题

2.1DCS系统中软件和硬件问题

在DCS系统之中，经常在热工控制系统中增加BMS、CCS、DEH等重要控制点，而这是为了确保设备是否可以安全运行以及故障发生之时是否能够立即停止运行。然而，DCS系统在实际运行过程之中，时常会被许多外来的因素所影响，从而使它的安全性和稳定性逐渐降低。比如，在没有限流保护的情况下，由于输入电路和输出电路发生短路，就会很容易使得通信网络发生故障，所以这将会致使系统或者是设备不能利用远程检测等办法给出正确的命令。另外，如果信息系统处理的速度和设定值设置不正确等，都有可能会影响到热工自动控制系统是否可以正常运行。

2.2热工控制元件问题

众所周知，任何机器设备在运行过程中都有可能因为运行时间过久而产生设备或元件老化问题，热工控制设备也不例外。在经过长时间运行后，热工控制元件很容易因为老化或其他质量问题而产生故障，而且通常情况下这些元件产生故障，设备系统也没有自动识别功能，所以很容易产生连锁反应，导致其他的故障产生。比如某个元件老化或损坏，导致系统无法识别正确信号，也就无法发送正确指令，而错误信息和错误指令发出后，必定会对设备接下来的运行产生影响，甚至跳闸。有相关数据和实际工作经验表明，在热工自动控制设备故障中，由热控元件故障而产生问题的概率占半数以上，由此可见，热工控制元件故障对热工自动控制系统整体运行的影响非常大，所以一定要注意这方面的问题。

2.3电源故障

对电源故障来说，它属于热工自动控制系统故障中重要部分的一种。一般情况下，造成电力故障或者是电路中断的因素有很多种，例如很多工厂缺乏对危机的认识和缺少备用电源，或者是由信号干扰而引发的电路中断、和电路接触不良等，而这些因素都有可能会引发电源出现故障情况。然而，对电源故障的检测也非常的容易，只要充分的利用保险配置，并且随时让备用电源处在电满的状态下，另外在加入一些阻碍信号干扰的系统，最终将会使得电源故障的问题得到有效消除。

3火电厂自动控制系统优化策略的分析

3.1提升系统的检测能力

一般来说，提高系统检测能力经常使用的方法是以控制站点DPU开始，然而，经过长时间的实践证明，该方法对于提高系统性能的效率非常低且速度很慢，不能让实际工作的需求得到很好地满足。因此，建议大家可以通过信号着手，采用多点采样的办法来采集信号，而后通过对采集到的信号分析和比较可以获得有用的信号，使系统的检测能力与自我判断能力得到进一步提升。

2.2提升DCS系统的可靠性

使用成熟度高和稳定性强的热工元件随着热工自动化控制系统的复雜性与智能化程度的不断提高，将会对控制和检测元件的要求越来越高。此外，由于热工控制元件发生故障概率比较高，而如果想要确保系统的稳定性和安全性，那么所应用的热工元件就必须要具有很强的稳定性。在选择热工元件的过程中，不可以盲目地选择那些高技术含量或者是低成本的元件，而是选择的类型必须要和整个系统的匹配程度最高的元件。优化“坏质量”判断功能当热工自动话控制系统的通信出现异常的情况下，或者是与之相关的测量元件和输出执行器等设备出现故障的时候，信号测量则会出现异常，而信号测量范围会超过极限、速率变化异常，以及异常出现跳变，逻辑关系不符合实际情况等。为了能够对“坏质量”进行判断，应该自动排除故障点，同时及时发出警报，并采取自动剔除等措施。

2.3过程通道维护

根据实践经验得知，最常见的过程通道故障主要是指I/O故障。而且，由于不能利用人的主管意识来对I/O故障的部位和原因进行判断，所以对它们的处理就会相当麻烦。只有将系统的相关数据与数据库的相关数据结合之后在进行全面分析，才能够得知I/O故障的主要原因和部位，并且由生厂商家来对其进行维护。另外，当设备出现故障之时，工作人员在短时间之内不能够将故障的位置和原因快速排查出，所以必须要提高员工的专业素养。

2.4设计方面优化系统的运行性能

对于DCS控制系统的优化，要以提高系统的预防功能和软化故障为主要目标，着重优化系统的硬件设备质量和软件质量;优化设备的保护系统，对装置的电流保护系统、跳闸保护系统等都进行优化;延长设备的使用年限，优化设备功能的稳定性也是一个重要方面，需要不断优化设备的工作环境和条件，定期对设备进行通风和清理操作，确保设备通风干燥，无灰尘积压，避免因为这些问题而导致设备故障。当然，就目前的情况看来，对于火电厂的自动化系统和设备的设计，我们仍然要将安全置于首位，其次才是从经济角度考虑，这样才能更好的提升自动化系统的性能，同时也保障企业的长远发展。

结语

自动化控制水平的高低将会对火电厂机组运行的稳定性和企业的运行能力及经济性起到直接性影响。通过上述分析，我们可以得知热工自动化控制系统具有一定高复杂性。而且正是因为控制系统所具备的复杂性，使得相关因素有很多，所以这就需要对相关的优化策略进行升级。文章通过对控制系统的分析和相关策略的优化措施，使系统的运行稳定性在一定程度上得到提升。

参考文献：

[1]崔大勇，崔晨发，马雨晨.燃气———蒸汽联合循环电厂自动控制系统的探讨[J].能源技术，2018（01）.

[2]王斌，白一，张文康.南屯矿电厂输煤系统自动控制及信息化设计与实现[D].电子科技大学，2018.

（作者单位：1.内蒙古京科发电有限公司;2.武汉网电盈科科技发展有限公司）