自动化系统在热工调试工作中的应用

发布时间：2020-12-24

　　摘要：电厂热工调试自动化系统的可靠性不仅关系着发电厂工作的有序正常开展，同时更是关联着社会经济稳定运行的重要因素。因此，对于电厂热工调试自动化系统可靠性的研究具有十分重要的意义。文章在此背景下，针对自动化系统在热工调试工作中的应用进行了初步的分析和探讨。

　　关键词：电力;自动化系统;热工调试

　　随着热工调试自动化系统功能的不断强大，其应用范围也比较广泛，故障的离散性也逐渐增加，系统能够可靠运行的基础是控制系统软硬件的配置，只有在系统设计过程中保证高质量的软硬件才能够确保其可靠性。而且其系统的控制逻辑是保证其可靠性的关键所在，自动控制是火电厂热工自动化控制系统的核心功能，在实际应用过程中，自动控制主要是指对设备运行流程及具体工序等的控制，火电厂工作人员只需要提前编写程序即可，并在程序中设置具体的判断条件，由自动化控制系统完成判断过程并实现对设备运行状况的控制。在这一功能的辅助之下，火电厂的自动化水平自然能得到有效提升，人为因素及传统控制办法中存在的存在缺陷都将能得到很好的改善。热工自动化控制系统的稳定性在很大程度上影响机组的运行稳定性，热工保护控制系统可以对机组运行中的相关参数进行监控和保护,使得参数维持在稳定区间内，以下针对几种应用广泛的热工自动化系统进行探讨：

　　1 Woodward505模块

　　就是汽轮机控制用的Woodward505这样一个长宽高都不超过50cm的模块，居然可以完成汽轮机转速控制、功率控制、阀位控制以及并网等一系列的操作。这些操作如果我们转化成DEH语言，可能需要满满的几十个方案页。更神奇的是，它已经存在了二十多年之久，不出意外的话在未来的几十年时间里它仍将继续存在。在过去的二十几年时间里，除了一些数显方面的变化，信号采集系统的变化，整体架构一丝不苟，没有大的改变。二十几年的时间里，我们的生活发生了天翻地覆的变化，就拿通信方式来说经历了书信、寻呼机、有线电话、手机、智能机等多种方式。但是在工业控制领域，变化似乎没有那么大，如果说变化也是细微之处。比如过去使用Woodward505控制所有操作就是在就地，但是随着DCS系统的出现，增加了信号收发功能，可以将它的所有信号引入到DCS系统。不过，随着DEH系统(汽轮机数字电液调节系统)的出现，Woodward系列的产品已经逐步退出了大火电的控制舞台，毕竟对于目前大火电对自动化、安全性、稳定性和可操作性能的要求，Woodward505已经无法在这些方面做到周全。不过，对于30MW以下的机组来说，特别是一些新能源机组，Woodward系列产品由于其性价比等优势，仍然具有相当大的优势。国内主要的小机组设备厂产品均提供了Woodward系列产品的控制方案，就像前文所说的，在未来很长一段时间里，该系列的产品都不会退出历史的舞台。

　　2 PID调节

　　如果说电液调节的变化是细微的话，那么PID(比例积分微分)调节器的变化就明显多了。PID调节作为当前最流行的一种模拟量控制理论深入到了电厂控制的方方面面。除了在DCS系统中出现以外， DEH伺服、环保系统的控制方案均用到了PID调节。目前的模拟量控制系统基本都在使用PID调节作为首选的调节方式。虽然最近几年模糊控制、鲁棒控制等理论开始出现在工业控制系统中，但只是增加了一种概念或者噱头，从实用主义的角度讲，PID控制几乎可以满足当前工业模拟量控制的所有需求。以中南地区某电厂为例，由于是生物质新能源机组，所以规模不大，模拟量控制系统很少。但是，跟其它小机组一样，暴露的问题还是非常突出。机组在运行期间，汽包水位计居然处在未投的状态，犯了兵家之大忌。由于很多模拟量的采集错误，所以造成了PID自动调节无法正常投入。现场人员在处理这个问题的时候不是去处理信号采集的错误，而是在DCS系统中去尝试投自动。从这一点可以说明，现场人员对模拟量控制根本没有概念，不知道问题的本质在哪里，投鼠忌器，本末倒置。一台350MW的机组，PID调节系统多达七十几个，对660MW机组，PID调节系统有上百个。所有的PID调节自动都投入的话，不仅需要热控人员对PID调节领会透彻，更需要对整个生产工艺领会透彻。所以，一名优秀的热控工程师必须是一名优秀的运行值班员，甚至要达到运行主值的水平。由于现场考核制度没那么高的要求，所以重要的无非就是汽包水位调节、减温水调节、炉膛负压调节。从这个角度来看，在过去的十年甚至更长的时间，PID调节整体上没有什么变化，在未来十年甚至更长时间，也不会有什么变化。大家要做的就是吃透调节的理论，并且多实践，足以满足现场生产的需要。

　　3 DCS系统

　　DCS系统由过去的一项技术，变成了现在热控专业的一个工具。就像小时候我们想要骑自行车，都要经过学习，那是一项技术。而现在的自行车，就是一个工具，不大的孩子基本上开锁就走。DCS系统也是一样， DCS系统已经“飞入寻常百姓家”，很多人经过简单的培训之后就可以轻车熟路。

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　　出现这样的变化原因是多方面的，包括电脑的普及，编程的简单化，更多的人有了实践的机会。现在的主流DCS系统都具备了仿真调试的功能，大家可以在自己的电脑上就能轻松的模拟学习，不像很多年前，需要费尽心机才能获得一个去工程师站学习的机会。不过，DCS系统也有“相对静止”的地方。十年前国电智深的硬件系统现在还没停产，几乎也没有升级。现在，国电智深仍然是国内最好的DCS系统之一。同样和利时、新华、中控还有科远，这些系统在过去十年风吹日晒雨打都经历过，如今已经走出国门，开始在工业控制的各个领域都崭露头角，不出意外的话在未来某个时间他们将在世界工控市场大有可为。

　　4 结语

　　曾几何时，很多人说中国电力发展的很多项技术被卡脖子，随着越南、印度等经济体的发展，中国人口红利的减少，我们在很多领域也正渐渐被超越。中国的工业基础是花了三十年的时间奠定的，这三十年是整个国家体系的建设，而绝非建了几个工厂修了几条路那么简单。我们的人口红利不仅仅表现在的人口的数量上，更是质量上。在过去的三十年，我们的职业教育培养了一大批的技工型人才，印度有数量没质量，越南没数量没质量。想要建立起这样完备的体系，即便是欧洲和美国，没有十年二十年也是妄想。拿电力来说，中国的电力工人几乎遍布东南亚、南亚、中亚、西亚、非洲、南美洲的各个角落，即便是欧洲和北美，也到处可见中国电力人的影子。电力是所有工业的基础，如果印度和越南不能建立起自己的电力体系，就不可能有超越的机会。在过去十年，中国电力大踏步走出去，中国先进的电力控制技术也走出国门，我们的核电控制系统甚至出口到了英国。中国的电力人没有故步自封，而是抓紧充电继续攀登。未来必将再创辉煌!——论文作者：吴怀抗