電力行業(yè)熱工自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展

電力行業(yè)熱工自動(dòng)化技術(shù)

應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展許紅兵

1）電力全國(guó)裝機(jī)容量：1998年超過(guò)277GW以來(lái)，我國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量和年發(fā)電量已連續(xù)名列世界第二位，2009年初突破800GW。

2）電力過(guò)程自動(dòng)化，是綜合運(yùn)用控制理論、電子設(shè)備、儀器儀表、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)及其他技術(shù)，對(duì)發(fā)電過(guò)程實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達(dá)到增加發(fā)電量、提高發(fā)電生產(chǎn)效率和質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目的的一類(lèi)綜合性技術(shù)。

3）電廠(chǎng)過(guò)程自動(dòng)化是確保電力生產(chǎn)具有高可靠性、高安全性和經(jīng)濟(jì)性的重要保障，同時(shí)也是有效地改善運(yùn)行人員工作條件，最終提高發(fā)電企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。引言電力行業(yè)熱工自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用狀況1.1DCS的發(fā)展與當(dāng)今應(yīng)用特點(diǎn)1.2全廠(chǎng)輔控系統(tǒng)走向集中監(jiān)控1.3變頻技術(shù)的普及應(yīng)用與發(fā)展1.4局部系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)1.5熱工控制優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用1.6新型檢測(cè)儀表／裝置的應(yīng)用1.7SIS系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展1.1DCS的發(fā)展與當(dāng)今應(yīng)用特點(diǎn)

1）熱工自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展2）單元機(jī)組控制系統(tǒng)一體化的崛起3）DCS結(jié)構(gòu)變化，應(yīng)用技術(shù)快速發(fā)展1)熱工自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展一前單機(jī)容量小，一般母管制運(yùn)行，自動(dòng)化程度較低，簡(jiǎn)單的儀表，人工操作控制生產(chǎn)過(guò)程。60年代出現(xiàn)集中控制方式，國(guó)內(nèi)主要使用DDZ-I型、lI礎(chǔ)、IlI型電動(dòng)單元組合儀表。

70年代開(kāi)始使用單回路調(diào)節(jié)裝置和模擬組裝儀表…，75年美國(guó)Honeywell公司推出TDC-2000DCS，第一套投入過(guò)程控制運(yùn)行，DCS應(yīng)用迅速

。

70年代末初國(guó)內(nèi)開(kāi)始探索試用DCS。一些進(jìn)口機(jī)組成套進(jìn)口DCS為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)，但僅DAS和MCS功能；其它功能多以CMOS電路組成。80年代開(kāi)始，電廠(chǎng)開(kāi)始上廠(chǎng)級(jí)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)（國(guó)內(nèi)稱(chēng)之為SIS，國(guó)外稱(chēng)之為MES）

。21世紀(jì)初近幾年DCS的應(yīng)用范圍和功能迅速擴(kuò)展至全廠(chǎng),工藝上能夠?qū)崿F(xiàn)的系統(tǒng)，DCS都能進(jìn)行可靠控制。近幾年瑞士Intechno咨詢(xún)公司研究報(bào)告，世界過(guò)程自動(dòng)化市場(chǎng)2005至2010年間將以年平均5.1％速度增長(zhǎng)，2010年可高達(dá)942億美元。其中尤以化工、電力、石化增長(zhǎng)最為迅猛。自動(dòng)化市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)、組織和技術(shù)的發(fā)展在未來(lái)幾年內(nèi)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)帶來(lái)深遠(yuǎn)變革。近期發(fā)展是充分利用IT(信息技術(shù))及AI(人工智能)等先進(jìn)技術(shù)，逐步采用現(xiàn)場(chǎng)智能儀表及設(shè)備，整合控制與信息系統(tǒng)，融合…發(fā)展2）單元機(jī)組控制系統(tǒng)一體化的崛起ECS逐步納入DCS范圍DCS模件完成ETS功能DEH與DCS合二為一脫硫進(jìn)入單元DCS控制一體化優(yōu)點(diǎn)：減少信號(hào)間的連接接口減少信號(hào)傳遞過(guò)程故障減少備件品種和數(shù)量降低維護(hù)工作量和費(fèi)用控制系統(tǒng)一體化的實(shí)現(xiàn)，是DCS應(yīng)用功能快速發(fā)展的體現(xiàn)。排除人為因素外，控制系統(tǒng)一體化將為更多電廠(chǎng)所采用過(guò)去DCS發(fā)展控制器現(xiàn)在·控制功能盡可能分散·過(guò)多的控制器和接口·故障停機(jī)的概率增加·控制系統(tǒng)間信號(hào)聯(lián)系DCS轉(zhuǎn)向適度集中·減少故障環(huán)節(jié)·減少信息傳遞途徑·內(nèi)部信息交換方便3）DCS結(jié)構(gòu)變化，應(yīng)用技術(shù)得到快速發(fā)展·功能與容量成倍增加·性能與可靠性提高·更多安全措施采用··通用化硬件平臺(tái)·獨(dú)立應(yīng)用軟件體系·標(biāo)準(zhǔn)化通訊協(xié)議·PLC控制器融入·FCS功能／APS功能對(duì)DCS的幾點(diǎn)看法：1、DCS的應(yīng)用與機(jī)組大小無(wú)關(guān)（對(duì)DCS不限制點(diǎn)數(shù)是基本要求）2、DCS必須向外開(kāi)放，用戶(hù)應(yīng)用軟件必須容易嵌入（自定義控制器）3、DCS的標(biāo)準(zhǔn)化已是時(shí)機(jī)：

需要的工作：標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1.2全廠(chǎng)輔控系統(tǒng)走向集中監(jiān)控電廠(chǎng)10多個(gè)輔助車(chē)間，通常PLC和上位機(jī)構(gòu)成各自網(wǎng)絡(luò)，在各車(chē)間控制室內(nèi)單獨(dú)控制；過(guò)去各個(gè)輔助車(chē)間的控制趨向適度集中，向整合成一個(gè)輔控網(wǎng)（簡(jiǎn)稱(chēng)BOP）方向發(fā)展?，F(xiàn)在外圍控制少人或無(wú)人值班。整個(gè)輔控網(wǎng)硬件和軟件統(tǒng)一，減少庫(kù)存?zhèn)淦穫浼档突ㄙM(fèi)用和今后的日常管理維護(hù)費(fèi)用。優(yōu)點(diǎn)國(guó)華浙能寧海電廠(chǎng)4×600MW燃煤機(jī)組BOP覆蓋水、煤、灰等共13個(gè)輔助車(chē)間子系統(tǒng)的監(jiān)控，下設(shè)水、煤、灰三個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，集中監(jiān)控點(diǎn)設(shè)在四機(jī)一控室里。優(yōu)點(diǎn)某廠(chǎng)輔助車(chē)間集中控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1.3變頻技術(shù)的普及應(yīng)用與發(fā)展因?yàn)樘N(yùn)藏著巨大的節(jié)能潛力，可以預(yù)見(jiàn)隨著高壓變頻器可靠性的提高、一次性投資降低和對(duì)電網(wǎng)的諧波干擾減少，更多機(jī)組上的大電機(jī)會(huì)走向變頻調(diào)速控制。前些年在小型電機(jī)（如給粉機(jī)、凝泵）控制上應(yīng)用發(fā)展迅猛。因此近年擴(kuò)展到一些高壓電機(jī)控制上應(yīng)用。1.4現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)局部系統(tǒng)應(yīng)用全球安裝超過(guò)2400萬(wàn)臺(tái)PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備。電力行業(yè)典型應(yīng)用是03年1月交付營(yíng)運(yùn)的德國(guó)尼德豪森電廠(chǎng)2×950MW機(jī)組控制系統(tǒng),其現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的設(shè)備規(guī)模為約900個(gè)馬達(dá)／泵、1200個(gè)閥門(mén)執(zhí)行器和400個(gè)氣動(dòng)閥門(mén)電磁閥?，F(xiàn)應(yīng)用情況展望解決數(shù)字化的瓶頸，智能地實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和管理過(guò)程變量的功能，有效地診斷自身健康狀況，獲知更多的工藝過(guò)程健康信息，從設(shè)備異常狀態(tài)管理過(guò)度到異常狀態(tài)預(yù)防現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)與DCS緊密結(jié)合，提高設(shè)備控制質(zhì)量和設(shè)備管理水平，降低工程和維護(hù)費(fèi)用；方向德國(guó)尼德豪森電廠(chǎng)2×950MW機(jī)組的控制系統(tǒng)配置圖國(guó)內(nèi)政府從“九五”起開(kāi)始投資現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)開(kāi)發(fā)，HART和FF儀表開(kāi)始生產(chǎn)。但尚無(wú)大型示范工程，處于探討摸索階段，近二年有十多個(gè)工程應(yīng)用了現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，但都是在局部系統(tǒng)上。國(guó)華寧海電廠(chǎng)國(guó)內(nèi)首家過(guò)程控制采用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)火電廠(chǎng)，機(jī)組開(kāi)、閉式水系統(tǒng)中電動(dòng)門(mén)控制采用ProfibusDP總線(xiàn)技術(shù)，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用PumaMatic，帶有雙通道Profibus-DP冗余總線(xiàn)接口作為DP從站掛總線(xiàn)上?？偩€(xiàn)光纖、總線(xiàn)上第一類(lèi)DP主站的AP和相應(yīng)光電轉(zhuǎn)換裝置都采用冗余結(jié)構(gòu)。國(guó)內(nèi)首家在局部過(guò)程控制中全面采用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的火電廠(chǎng)。其鍋爐補(bǔ)給水處理和廢水系統(tǒng)，采用二層通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層間采用Profibus-DP通訊。主環(huán)網(wǎng)用光纜，分支現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通訊用總線(xiàn)電纜。各自有兩條由光電耦合器組成的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)環(huán)形光纜網(wǎng)構(gòu)成冗余配置。華能玉環(huán)電廠(chǎng)1.5熱工控制優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展傳統(tǒng)控制方法難以滿(mǎn)足電廠(chǎng)熱力流程對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和性能最優(yōu)化方面的要求，汽溫超標(biāo)成為制約機(jī)組負(fù)荷變化響應(yīng)能力和安全穩(wěn)定運(yùn)行的障礙之一。問(wèn)題基于現(xiàn)代控制理論的一些控制策略逐步在電廠(chǎng)過(guò)程控制中應(yīng)用，如模型預(yù)測(cè)控制（簡(jiǎn)稱(chēng)MPC）法、模糊控制法、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的前饋控制作用等，在提高熱工控制系統(tǒng)（尤其是汽溫）品質(zhì)過(guò)程中取得一定效果。解決辦法國(guó)華浙能寧海發(fā)電廠(chǎng)PROFI系統(tǒng)，充分使用基于模型的現(xiàn)代控制理論，取得調(diào)節(jié)的較好效果。圖2是其汽溫控制原理示意圖。實(shí)例狀態(tài)觀測(cè)器解決汽溫這種大滯后對(duì)象的遲延造成的控制滯后焓值變?cè)鲆婵刂破鹘鉀Q蒸汽壓力變化對(duì)溫度控制的影響基于模型的Smith預(yù)估器對(duì)導(dǎo)前溫度變化進(jìn)行提前控制；通過(guò)自學(xué)習(xí)功能塊實(shí)時(shí)補(bǔ)償減溫水閥門(mén)特性的變化；

對(duì)再熱汽溫控制，盡量以煙道擋板作為調(diào)節(jié)手段，不采用或少采用減溫水作為控制手段，以提高機(jī)組效率主蒸汽溫度偏差穩(wěn)態(tài)基本控制在2℃以?xún)?nèi)，動(dòng)態(tài)基本控制在5℃以?xún)?nèi)。目前國(guó)外采用的電站優(yōu)化軟件，主要包括實(shí)時(shí)過(guò)程控制參數(shù)的優(yōu)化控制軟件和保持系統(tǒng)或設(shè)備經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)行的優(yōu)化管理軟件兩類(lèi)軟件特點(diǎn)在于實(shí)時(shí)、在線(xiàn)和閉環(huán)控制功能，主要用于機(jī)組負(fù)荷變化過(guò)程控制，減少參數(shù)動(dòng)態(tài)偏差和被調(diào)量的時(shí)間延遲；如機(jī)爐協(xié)調(diào)、汽等優(yōu)化控制軟件、報(bào)警功能優(yōu)化軟件等。第一類(lèi)軟件特點(diǎn)在于注重運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、對(duì)設(shè)備或系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)分析能力及系統(tǒng)管理、決策支持功能。如能量管理、設(shè)備及系統(tǒng)性能優(yōu)化、過(guò)程信息統(tǒng)計(jì)分析、設(shè)備資源管理等優(yōu)化管理軟件。第二類(lèi)目前計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的潛能還未充分發(fā)揮。借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)發(fā)應(yīng)用效益明顯、智能化程度高、適合我國(guó)機(jī)組的優(yōu)化控制管理軟件，將是自動(dòng)化發(fā)展的一個(gè)任務(wù)。

方向1.6新型檢測(cè)儀表／裝置的應(yīng)用

目前國(guó)內(nèi)工業(yè)上應(yīng)用的大多數(shù)傳感器技術(shù)，都有著其自身難以克服的不足。較之監(jiān)控系統(tǒng)而言，現(xiàn)場(chǎng)傳感器和終端控制元件的技術(shù)進(jìn)步相對(duì)落后。是熱工自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸。國(guó)際先進(jìn)電力企業(yè)在采用新型控制系統(tǒng)的同時(shí)，高度重視新型傳感器技術(shù)的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用，其中應(yīng)用較為成熟的有光纖測(cè)量技術(shù)、氣固兩相流體流量檢測(cè)技術(shù)、聲波高溫計(jì)等。1。分散測(cè)量的能力。對(duì)光纖的測(cè)量值進(jìn)行濾波或輸出處理后，一根光纖整個(gè)長(zhǎng)度均可作為一個(gè)傳感器。2。光纖傳感器還具有一些常規(guī)傳感器無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，如靈敏度高、響應(yīng)速度快、……3。光纖可實(shí)現(xiàn)的傳感信息量廣。如光導(dǎo)纖維本身就對(duì)壓力和應(yīng)變力極為敏感，這就意味著光纖可以同時(shí)作為壓力、溫度和應(yīng)力傳感器而使用。。4.目前一些先進(jìn)國(guó)家已進(jìn)入全面商業(yè)化應(yīng)用階段。光纖分布式溫度傳感器正逐漸用于電站關(guān)鍵部件的溫度監(jiān)視。光纖可用于測(cè)量磁、聲、力、溫度、位移、旋轉(zhuǎn)、加速度、液位、扭矩、應(yīng)變、電流、電壓、傳像和某些化學(xué)量等測(cè)量，能經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)對(duì)大量地點(diǎn)的溫度監(jiān)視。光纖測(cè)量技術(shù)電廠(chǎng)中存在著許多兩相流體的應(yīng)用場(chǎng)合，如，為提升電廠(chǎng)的生產(chǎn)效率、降低運(yùn)行和維護(hù)成本、滿(mǎn)足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，有效解決相應(yīng)的兩相流體流量測(cè)量難題。利用發(fā)射進(jìn)煤粉管內(nèi)的微波反向散射原理測(cè)量煤粉濃度和速度氣固兩相流量檢測(cè)

國(guó)際上眾多儀表制造商和研究機(jī)構(gòu)對(duì)電廠(chǎng)內(nèi)的兩相流量測(cè)量進(jìn)行了大量的研發(fā)，已開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)出了不少的兩相流量檢測(cè)裝置?；诿}沖超聲波束衰減量測(cè)量煤粉流速依據(jù)煤粉對(duì)b射線(xiàn)或g射線(xiàn)的吸收測(cè)定煤粉流量通過(guò)煤粉顆粒碰撞一列金屬棒而引起金屬機(jī)械振動(dòng)的監(jiān)視來(lái)間接判定煤粉顆粒分布……1。國(guó)內(nèi)電廠(chǎng)鍋爐爐膛和后爐膛區(qū)溫度的測(cè)量現(xiàn)狀

。煙溫探針來(lái)進(jìn)行啟動(dòng)過(guò)程煙溫檢測(cè)

3。國(guó)際上在爐膛溫度測(cè)量方面采用測(cè)量裝置可分兩類(lèi)：電廠(chǎng)鍋爐爐膛和后爐膛區(qū)的溫度，不僅直接反應(yīng)出其內(nèi)燃料燃燒強(qiáng)度大小，燃燒過(guò)程效率優(yōu)劣，而且還間接影響鍋爐受熱面及后續(xù)流程(如脫硝、灰份控制等)的正常運(yùn)行。聲波式高溫計(jì)

正常運(yùn)行測(cè)量相應(yīng)受熱面金屬壁溫與煙氣直接接觸吸入式熱偶高溫計(jì)發(fā)射光譜幅射高溫計(jì)和聲波高溫計(jì)1.7SIS系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展SIS系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電廠(chǎng)管理信息系統(tǒng)與各種分散控制系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換、實(shí)時(shí)信息共享的橋梁，其功能……，電力規(guī)劃總院2000年提出，至今估計(jì)有300家電廠(chǎng)建立了系統(tǒng)。應(yīng)用自從SIS系統(tǒng)投運(yùn)以來(lái)，其所起的作用只是數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、顯示和可打印各類(lèi)生產(chǎn)報(bào)表，能夠真正把SIS的應(yīng)用功能盡情發(fā)揮出來(lái)的很少，其面向……，

。問(wèn)題主要有設(shè)計(jì)不夠完善，多數(shù)SIS廠(chǎng)家并沒(méi)有完全吃透專(zhuān)業(yè)性極強(qiáng)的后臺(tái)程序及算法，使其在生產(chǎn)實(shí)際中未能發(fā)揮作用，加上與現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)脫節(jié)

。原因SIS系統(tǒng)的建設(shè)符合技術(shù)發(fā)展需要和電力市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)，將有可能給電廠(chǎng)特別是大型電廠(chǎng)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。方向電力行業(yè)熱工自動(dòng)化的未來(lái)發(fā)展動(dòng)向及其前景2.1單元機(jī)組監(jiān)控智能化是熱控方向2.2全方位管控一體化2.3過(guò)程控制優(yōu)化軟件將得到進(jìn)一步應(yīng)用2.4現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)與PLC、DCS相互依存發(fā)展2.5輔控系統(tǒng)集控將得到全面推廣2.6單元機(jī)組控制物理位置趨向集中布置2.7APS技術(shù)應(yīng)用2.8無(wú)線(xiàn)測(cè)量技術(shù)應(yīng)用2.9提高熱工自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性研究將深入2.11火電廠(chǎng)機(jī)組檢修運(yùn)行維護(hù)方式將改變2.12其它趨勢(shì)2.1單元機(jī)組監(jiān)控智能化是熱控方向?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)智能傳感器進(jìn)行在線(xiàn)遠(yuǎn)程組態(tài)和參數(shù)設(shè)置、對(duì)因安裝位置和高靜壓造成的零位飄移進(jìn)行遠(yuǎn)程修正，精度自動(dòng)進(jìn)行標(biāo)定，計(jì)算各類(lèi)誤差,并生成標(biāo)定曲線(xiàn)和報(bào)告；自動(dòng)跟蹤并記錄儀表運(yùn)行過(guò)程中綜合的狀態(tài)變化，如掉電、高低限報(bào)警、取壓管路灰堵或零位變化等。儀表智能管理軟件對(duì)智能化閥門(mén)進(jìn)行在線(xiàn)組態(tài)、調(diào)試、自動(dòng)標(biāo)定和開(kāi)度階躍測(cè)試，判斷閥門(mén)閥桿是否卡澀,閥芯是否有磨損等，通過(guò)閥門(mén)性能狀況的全面評(píng)估，為實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)提供決策：閥門(mén)智能管理軟件…單元機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)智能化近幾年開(kāi)始起步。未來(lái)數(shù)年里，信息智能化的儀表與軟件會(huì)在火電廠(chǎng)得到發(fā)展應(yīng)用趨勢(shì)對(duì)重要轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的狀態(tài)如送、引風(fēng)機(jī)，給水泵等，綜合采用基于可靠性的狀態(tài)監(jiān)測(cè)多種技術(shù)，通過(guò)振動(dòng)、油的分析以及電機(jī)診斷，快速分析（是否存在平衡不好,基礎(chǔ)松動(dòng),沖擊負(fù)荷，軸承磨損等現(xiàn)象）和識(shí)別故障隱患,在隱患尚未擴(kuò)展之前發(fā)出報(bào)警,為停機(jī)檢修提供指導(dǎo)和幫助設(shè)備狀態(tài)智能管理軟件單元機(jī)組監(jiān)控智能化將帶來(lái)機(jī)組檢修方式的轉(zhuǎn)變，以往定期的、被動(dòng)式維護(hù)將向預(yù)測(cè)性、主動(dòng)式為主的維護(hù)方式過(guò)渡，檢修計(jì)劃將根據(jù)機(jī)組實(shí)際狀況安排。檢修方式轉(zhuǎn)變智能化報(bào)警軟件將對(duì)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行匯類(lèi)統(tǒng)計(jì)、分析和預(yù)測(cè)，對(duì)機(jī)組運(yùn)行趨勢(shì)和狀態(tài)作出分析、判斷，用以指導(dǎo)運(yùn)行人員的操作；故障預(yù)測(cè)、故障診斷以及狀態(tài)維修等專(zhuān)用軟件，將在提高機(jī)組運(yùn)行的安全性，最大限度地挖掘機(jī)組潛力中發(fā)揮作用。故障診斷維護(hù)軟件2.2全方位管控一體化

一方面是控制系統(tǒng)充分利用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)等先進(jìn)技術(shù)全面挖掘生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控及檢修數(shù)據(jù)信息，在廠(chǎng)內(nèi)和CMMS(計(jì)算機(jī)檢修維護(hù)管理系統(tǒng))實(shí)現(xiàn)無(wú)縫聯(lián)接；另一方面是在企業(yè)級(jí)通過(guò)MES(即制造執(zhí)行系統(tǒng)，類(lèi)似于國(guó)內(nèi)SIS)和集團(tuán)ERP(企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng))互聯(lián)。作用置于控制系統(tǒng)級(jí)與ERP之間，優(yōu)化電廠(chǎng)生產(chǎn)級(jí)的工作流程，改進(jìn)生產(chǎn)質(zhì)量，增加過(guò)程可靠性，營(yíng)造一個(gè)快速反應(yīng)、有彈性、高效率、精細(xì)化的制造環(huán)境。…MES（SIS）系統(tǒng)將貫穿整個(gè)組織的信息、通訊和自動(dòng)化技術(shù)等價(jià)值創(chuàng)造鏈上的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行水平和垂直無(wú)縫整合與集成，…定義2.3過(guò)程控制優(yōu)化軟件將進(jìn)一步應(yīng)用…目前有關(guān)自適應(yīng)、狀態(tài)預(yù)測(cè)、模糊控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，在電廠(chǎng)控制系統(tǒng)優(yōu)化應(yīng)用報(bào)道有不少，但真正運(yùn)行效果好的不多…問(wèn)題1安全、經(jīng)濟(jì)效益方面取得明顯效果，通用性強(qiáng)、安裝調(diào)試方便的優(yōu)化控制專(zhuān)用軟件（尤其是燃燒和蒸汽溫度優(yōu)化、性能分析軟件）將會(huì)在電廠(chǎng)得到親睞、發(fā)展應(yīng)用…應(yīng)用1目前機(jī)組的AGC均為單機(jī)方式，…，這種方式對(duì)機(jī)組和設(shè)備的壽命都會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。問(wèn)題2…發(fā)電企業(yè)將從各個(gè)角度考慮降低運(yùn)行成本，延長(zhǎng)機(jī)組使用壽命。配置全廠(chǎng)負(fù)荷分配系統(tǒng)（將是發(fā)電企業(yè)必然的要求，單機(jī)AGC方式將向全廠(chǎng)負(fù)荷分配方式轉(zhuǎn)變。應(yīng)用22.4現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)與PLC、DCS相互依存發(fā)展未來(lái)一段時(shí)間里，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)將與DCS、PLC相互依存發(fā)展，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)借助于DCS和PLC平臺(tái)發(fā)展自身的應(yīng)用空間，DCS和PLC則借助于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)完善自身功能。發(fā)展趨勢(shì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)在電廠(chǎng)的應(yīng)用將借助于PLC，1）PLC已廣泛應(yīng)用于電廠(chǎng)輔控…，2）現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)和PLC的制造商間關(guān)系密切，…?？偩€(xiàn)PLC關(guān)系目前現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)難以迅速應(yīng)用到整個(gè)電廠(chǎng)，而DCS雖然是電廠(chǎng)在線(xiàn)運(yùn)行機(jī)組的主流控制系統(tǒng)，但無(wú)法滿(mǎn)足工程師站上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表進(jìn)行診斷、維護(hù)和管理的要求…，

總線(xiàn)DCS關(guān)系2.5輔助車(chē)間集控將得到全面推廣在實(shí)施過(guò)程中，目前要解決好以下問(wèn)題：輔控系統(tǒng)I/O點(diǎn)量大，各輔助車(chē)間物理位置分散，存在遠(yuǎn)距離通信、信號(hào)衰減和網(wǎng)絡(luò)干擾問(wèn)題，因此監(jiān)控系統(tǒng)主干通信網(wǎng)宜采用多模光纜以確保通信信號(hào)的可靠性。系統(tǒng)可靠性各輔控系統(tǒng)供貨商不同，使用軟件不同可能使其操作員站人機(jī)界面不一致。選型時(shí)應(yīng)注意上位機(jī)軟件，統(tǒng)一人機(jī)界面，風(fēng)格及操作方式的設(shè)計(jì)，以方便各系統(tǒng)畫(huà)面接入BOP網(wǎng)絡(luò)。此外保證執(zhí)行、測(cè)量、發(fā)訊設(shè)備可靠性。軟件硬件各輔控系統(tǒng)采用不同的控制設(shè)備，通信接口協(xié)議不同，甚至不同的物理接口，因此須解決網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換問(wèn)題，選型時(shí)應(yīng)事先規(guī)定好各系統(tǒng)間的接口連接協(xié)議。通信協(xié)議轉(zhuǎn)換2.6機(jī)組控制物理位置趨向集中布置一個(gè)集控室的概念，通常為一臺(tái)單元機(jī)組獨(dú)用或?yàn)槎_(tái)單元機(jī)組合用，電子室分成若干個(gè)小型的電子設(shè)備間，分別布置在鍋爐、汽輪機(jī)房或其它主設(shè)備附近。其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省了電纜。過(guò)去…集控室的概念擴(kuò)大，出現(xiàn)了全廠(chǎng)單元機(jī)組集中于一個(gè)控制室，單元機(jī)組的電子設(shè)備間集中，現(xiàn)場(chǎng)一般的監(jiān)視信號(hào)大量采用遠(yuǎn)程I/O柜的配置方式，且形成一種趨勢(shì)，其優(yōu)點(diǎn)是可提高機(jī)組運(yùn)行管理水平。近幾年2.7APS技術(shù)應(yīng)用APS機(jī)組級(jí)順序控制系統(tǒng)代名詞。…但由于設(shè)備自身的可控性和可用率不滿(mǎn)足自動(dòng)化要求，加上一些工藝和技術(shù)上還存在問(wèn)題，目前燃煤機(jī)組實(shí)施APS系統(tǒng)的還不多見(jiàn)。應(yīng)用情況由于APS系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)是電廠(chǎng)運(yùn)行規(guī)程的程序化，其優(yōu)勢(shì)在于可以大大減輕運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度，避免人為操作中的各種不穩(wěn)定因素，縮短機(jī)組啟停時(shí)間。作為提高生產(chǎn)效率和機(jī)組整體自動(dòng)化水平，增強(qiáng)在電力企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力行之有效的方法，將會(huì)成為未來(lái)機(jī)組控制發(fā)展的方向之一，引導(dǎo)設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)廠(chǎng)商和電廠(chǎng)人員更多地去深入研究，設(shè)計(jì)和完善功能，并付緒實(shí)施：。應(yīng)用趨勢(shì)2.8無(wú)線(xiàn)測(cè)量技術(shù)應(yīng)用。：無(wú)線(xiàn)測(cè)量技術(shù)能監(jiān)視和控制運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生的更多情況以獲得關(guān)鍵的工藝信息，整合進(jìn)入DCS。除節(jié)省大量安裝成本以外，還將推動(dòng)基本過(guò)程和自動(dòng)化技術(shù)的改善。如供熱、供油和煤計(jì)量，酸堿、污水區(qū)域測(cè)量等，都可能通過(guò)無(wú)線(xiàn)測(cè)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。應(yīng)用情況美國(guó)德州LCRA集團(tuán)公司為了降低電廠(chǎng)運(yùn)行維護(hù)成本，由一套電廠(chǎng)人員集中管理其下屬容量為650MW的SireGideon電廠(chǎng)和容量為545MW的LostPines電廠(chǎng)，采用了Apprion公司的WiMAX無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，應(yīng)用實(shí)例2.9提高熱工系統(tǒng)可靠性研究將深入熱控系統(tǒng)存在的不足之處，使得熱控保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)作引起機(jī)組跳閘事件還時(shí)有發(fā)生。在電力生產(chǎn)企業(yè)面臨安全考核風(fēng)險(xiǎn)增加和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇的環(huán)境下，從提高熱工自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性著手，深入開(kāi)展技術(shù)研究，是熱工自動(dòng)化系統(tǒng)長(zhǎng)期的工作：理由包括控制軟硬件的合理配置，采集信號(hào)的可靠性、干擾信號(hào)的抑制，控制邏輯的優(yōu)化、控制系統(tǒng)故障應(yīng)急預(yù)案的完善和測(cè)量?jī)x表的合理校驗(yàn)周期等。隨著機(jī)組控制可靠性要求的提高，重要控制子系統(tǒng)的硬件配置中，將會(huì)采用安全型控制器、安全型PLC系統(tǒng)或者它們的整合，保護(hù)采集信號(hào)將會(huì)更多的采用三選二判斷邏輯。獨(dú)立的測(cè)量裝置需要設(shè)計(jì)干擾信號(hào)抑制功能。研究?jī)?nèi)容2.9實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和動(dòng)態(tài)監(jiān)督各集團(tuán)公司的機(jī)組數(shù)量和容量不斷增加且分布全國(guó)各地，目前狀況要做到實(shí)時(shí)有效地生產(chǎn)管理難度大。同樣作為技術(shù)監(jiān)督服務(wù)方的省級(jí)電科（試）院服務(wù)機(jī)組數(shù)量和服務(wù)范圍的快速增加，專(zhuān)家型技術(shù)人員相對(duì)短缺，服務(wù)效率與客戶(hù)要求的差距增大?，F(xiàn)狀實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控和動(dòng)態(tài)監(jiān)督系統(tǒng)，對(duì)機(jī)組的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，對(duì)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)情況進(jìn)行決策；省級(jí)電科（試）院可進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)督、遠(yuǎn)程技術(shù)支持、服務(wù)和故障事故原因分析查找。發(fā)展2.9實(shí)現(xiàn)監(jiān)督程序化各基于實(shí)時(shí)參數(shù)的設(shè)備管理系統(tǒng)軟件，目前國(guó)外引入的已不新鮮，但價(jià)格昂貴且有些水土不服之疑。省電科（試）院開(kāi)發(fā)的監(jiān)督管理系統(tǒng)，有的缺乏實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支持和在線(xiàn)綜合分析以及與其它系統(tǒng)的接口功能，不被電廠(chǎng)接受。軟件問(wèn)題建立電廠(chǎng)設(shè)備檢修運(yùn)行維修管理一體化的熱工監(jiān)督信息平臺(tái)，通過(guò)與SIS系統(tǒng)接口，將DCS控制系統(tǒng)界面以標(biāo)準(zhǔn)化格式引入平臺(tái)，對(duì)熱工在線(xiàn)運(yùn)行參數(shù)、自動(dòng)調(diào)節(jié)品質(zhì)綜合分析判斷，…。越限報(bào)警信號(hào)進(jìn)行歸類(lèi)、智能分析，…熱工參數(shù)考核指標(biāo)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和自動(dòng)生成，檢修和日常維修工作流中在平臺(tái)下進(jìn)行定管信息化。開(kāi)發(fā)應(yīng)用2.10