肖 恒

（神華國華壽光發(fā)電有限責(zé)任公司，山東 壽光 262714）

0 引 言

自動(dòng)控制系統(tǒng)在火電廠中的應(yīng)用是社會(huì)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?，與當(dāng)代產(chǎn)業(yè)動(dòng)力需求緊密相連。研究發(fā)現(xiàn)，階段性歸納技術(shù)問題，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用中的問題，推動(dòng)系統(tǒng)升級(jí)。因此，火電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)化策略的探究過程也是火電廠技術(shù)整合、創(chuàng)新的過程。

1 自動(dòng)控制系統(tǒng)概述

自動(dòng)控制系統(tǒng)是生產(chǎn)設(shè)備在無人操控的狀態(tài)下，自主按照已設(shè)定的生產(chǎn)程序進(jìn)行生產(chǎn)加工。自動(dòng)化控制系統(tǒng)在火電廠中的應(yīng)用主要是指DCS系統(tǒng)的生產(chǎn)應(yīng)用。該程序一方面運(yùn)用數(shù)字命令實(shí)現(xiàn)發(fā)電原料傳送、發(fā)電原料燃燒以及能力轉(zhuǎn)換，另一方面借助數(shù)字顯示窗口、信息采集與處理程序，關(guān)聯(lián)產(chǎn)品轉(zhuǎn)換的各項(xiàng)環(huán)節(jié)。按照火電廠自動(dòng)化控制程序的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，可將系統(tǒng)分為程序管理、程序操作與控制和終端控制窗口三部分。三者協(xié)作大大縮減了火電廠生產(chǎn)成本，提升了生產(chǎn)效率。

2 火電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用中的問題

DCS程序作為火電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的代表形式，在實(shí)際應(yīng)用中仍存在諸多問題。

第一，硬件故障。自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)揮控制作用，需借助其他輔助性元件完成動(dòng)力轉(zhuǎn)換。因此，當(dāng)外部輔助零件出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)將無法繼續(xù)工作。例如，火電廠生產(chǎn)設(shè)備限流保護(hù)不當(dāng)，導(dǎo)致輸電線路短路；系統(tǒng)電力傳輸線路破損、連接不當(dāng)以及線路受潮等，導(dǎo)致自動(dòng)化控制程序無法啟動(dòng)，影響電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的正常工作。

第二，熱工程序問題?；痣姀S發(fā)電時(shí)，動(dòng)力轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)、熱工強(qiáng)度檢測/計(jì)算環(huán)節(jié)是電力轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。由于自動(dòng)化控制系統(tǒng)程序長期處于一線生產(chǎn)環(huán)境下，系統(tǒng)多處于離線工作狀態(tài)，但熱工生產(chǎn)信息輸出卻是聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)。若熱工轉(zhuǎn)換信息系統(tǒng)已更新而自動(dòng)控制系統(tǒng)未更新，生產(chǎn)中將出現(xiàn)系統(tǒng)信息識(shí)別不準(zhǔn)確或者信息無法識(shí)別的狀況，影響DCS系統(tǒng)的生產(chǎn)能力。

第三，程序信號(hào)干擾。實(shí)際應(yīng)用中，DCS系統(tǒng)可能出現(xiàn)受信號(hào)影響的情況。一方面，DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)為半開放信號(hào)傳輸程序，即系統(tǒng)完全依靠程序信息安全識(shí)別窗口進(jìn)行安全管理，缺少直接的安全管理體系，一旦外部傳輸信號(hào)超出正常信號(hào)強(qiáng)度，自動(dòng)控制程序?qū)⑹艿礁蓴_。另一方面，自動(dòng)化控制系統(tǒng)長期處于干燥、灰塵積壓的環(huán)境，外部元件易與空氣摩擦產(chǎn)生靜電，進(jìn)而對(duì)程序信號(hào)產(chǎn)生干擾。

3 火電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)化策略

為進(jìn)一步優(yōu)化火電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用效果，必須解決火電廠自動(dòng)化控制程序應(yīng)用中的問題。

3.1 針對(duì)性解決硬件故障

結(jié)合火電廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)際，對(duì)DCS程序涉及的外部元件進(jìn)行系統(tǒng)性檢查，并給予解決。第一，處理火電廠電力傳輸線路、動(dòng)力轉(zhuǎn)換設(shè)備及電力采集系統(tǒng)等方面的外部元件障礙問題，加強(qiáng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的限流保護(hù)強(qiáng)度。第二，將火電廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的元件應(yīng)用環(huán)境、電源傳輸通路等部分，更換為更安全的限流傳輸控制環(huán)境。

火電廠進(jìn)行自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化時(shí)，需以外部應(yīng)用元件優(yōu)化為首要環(huán)節(jié)。安全檢測人員現(xiàn)場勘察發(fā)現(xiàn)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)多個(gè)連接端的限流保護(hù)值差異較大，外部電力系統(tǒng)線路老化，且限流線路極易發(fā)生短路。因此，按照最新版自動(dòng)化控制系統(tǒng)做功功率范圍，重新調(diào)換了限流線路和設(shè)備元件，以確保自動(dòng)化控制系統(tǒng)在火電廠發(fā)電中的安全應(yīng)用[1]。

3.2 熱工程序計(jì)劃性、目標(biāo)性調(diào)節(jié)

3.2.1 熱工程序計(jì)劃性調(diào)節(jié)

火電廠應(yīng)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)做功時(shí)，需經(jīng)I/O通道程序進(jìn)行動(dòng)力供應(yīng)信號(hào)傳輸，再利用終端控制器將產(chǎn)生的信息反饋到中心控制體系。因此，熱工程序優(yōu)化時(shí)，必須確保信息傳輸環(huán)節(jié)和信息反饋環(huán)節(jié)的完整，以提升信息傳導(dǎo)速率。

例如，某火電廠自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化時(shí)，程序研究人員先按照該火電廠內(nèi)DCS系統(tǒng)終端反饋窗口數(shù)量布設(shè)終端自動(dòng)控制模型。模擬火電廠熱工轉(zhuǎn)換時(shí)，各DCS系統(tǒng)I/O接收渠道的各種情況，然后在故障指令處理程序中加入模擬分析問題的處理方法。而自動(dòng)化系統(tǒng)的終端控制環(huán)節(jié)，采取信號(hào)指令模糊傳輸法，拓展系統(tǒng)在熱工處理環(huán)節(jié)的信息識(shí)別范圍。熱工程序應(yīng)用后，檢測自動(dòng)化系統(tǒng)的熱工運(yùn)作情況發(fā)現(xiàn)，熱工終端反饋數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率為98.78%，程序檢測、反饋等周期為30.89～35.88 s，與程序優(yōu)化前差異較大?？梢?，計(jì)劃性自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化在火電廠動(dòng)力轉(zhuǎn)換中發(fā)揮了重要作用[2]。

3.2.2 熱工程序目標(biāo)性調(diào)節(jié)

目標(biāo)性人工調(diào)節(jié)實(shí)質(zhì)上是周期性技術(shù)調(diào)節(jié)的過程。首先，自動(dòng)化控制程序需定期更新，以確?；痣姀S動(dòng)力控制端輸出信息與自動(dòng)化熱工控制程序相適應(yīng)。其次，按照火電廠每日生產(chǎn)需求，科學(xué)調(diào)整自動(dòng)化程序數(shù)據(jù)采集命令的范圍。

某火電廠以DCS系統(tǒng)作為火電廠動(dòng)力轉(zhuǎn)換的主要控制方法，解決了自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中存在的信號(hào)識(shí)別能力差等問題。系統(tǒng)檢驗(yàn)人員進(jìn)行程序優(yōu)化時(shí)，在程序管理層設(shè)計(jì)了系統(tǒng)更新命令，將程序控制環(huán)節(jié)和程序操控環(huán)節(jié)統(tǒng)一設(shè)定了信息識(shí)別檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)A。當(dāng)外部輸出信息不在A范圍時(shí)，自動(dòng)化程序?qū)⑻崾鞠到y(tǒng)更新。同時(shí)，該企業(yè)對(duì)火電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸和熱工計(jì)算環(huán)節(jié)進(jìn)行了聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)。當(dāng)程序自主檢測到程序新版本時(shí)，技術(shù)結(jié)構(gòu)將自動(dòng)更新。此外，自動(dòng)化系統(tǒng)優(yōu)化后，系統(tǒng)控制命令信息傳輸體系一部分信息借助云空間存儲(chǔ)，一部分信息利用磁盤存儲(chǔ)。為確保自動(dòng)化程序可流暢性做功，技術(shù)人員只需適當(dāng)擴(kuò)充磁盤存儲(chǔ)空間。該火電廠的自動(dòng)化控制程序處理策略，是數(shù)字技術(shù)實(shí)踐中優(yōu)化的具體表現(xiàn)[3]。

3.2.3 解決程序信號(hào)干擾問題

火電廠的系統(tǒng)信號(hào)干擾問題，可通過改善程序安全管理體系的方法解決。某火電廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化時(shí)，需重設(shè)自動(dòng)化系統(tǒng)安全渠道。程序開發(fā)人員在當(dāng)前技術(shù)體系基礎(chǔ)上，增設(shè)了火電生產(chǎn)中線路電阻、電壓和電容等環(huán)節(jié)的檢測。同時(shí)，火電廠將程序安全操控命令設(shè)定為熱工程序計(jì)算和終端反饋信息安全管理兩部分?；痣姀S動(dòng)力傳輸時(shí)，一旦內(nèi)部電磁波超出內(nèi)部電流控制的安全指數(shù)，安全防護(hù)系統(tǒng)將立即借助絕緣元件進(jìn)行阻隔。若電磁波的強(qiáng)度較大，系統(tǒng)將立即切斷本次電力傳輸渠道，改為多批次電力功率傳輸。此外，改進(jìn)后的DCS系統(tǒng)不僅可以自動(dòng)防護(hù)自動(dòng)化控制程序，而且可以勘測火電廠內(nèi)自動(dòng)化程序的應(yīng)用環(huán)境。自動(dòng)化控制系統(tǒng)啟動(dòng)后，可隨時(shí)監(jiān)測外部空氣中靜電指數(shù)、生產(chǎn)空間中灰塵顆粒指數(shù)等，并及時(shí)進(jìn)行安全隱患提示。

3.2.4 建立自動(dòng)化控制監(jiān)控結(jié)構(gòu)

由于生產(chǎn)操作空間有限，火電生產(chǎn)始終面臨系統(tǒng)應(yīng)用故障、火電動(dòng)力轉(zhuǎn)換危險(xiǎn)等。為體現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)在火電生產(chǎn)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，需增設(shè)自動(dòng)化監(jiān)控結(jié)構(gòu)，以監(jiān)測自動(dòng)化程序的操控情況。

某火電廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化時(shí)，程序開發(fā)人員在基礎(chǔ)程序上增設(shè)了局域性監(jiān)控程序。火電熱工轉(zhuǎn)換時(shí)，該程序主要負(fù)責(zé)反饋每個(gè)環(huán)節(jié)動(dòng)力系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的安全性，并及時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定、電力轉(zhuǎn)換傳輸不可靠等危險(xiǎn)因素。

4 結(jié) 論

本文通過解決硬件故障和熱工程序的計(jì)劃性、目標(biāo)性調(diào)節(jié)，解決程序信號(hào)干擾問題，建立自動(dòng)化控制監(jiān)控結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了火電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)，為社會(huì)電力資源綜合開發(fā)提供了技術(shù)借鑒。