火電廠熱工自動化發展前景

                  2016/10/31 16:35:52 人評論 次瀏覽 分類:熱點聚焦  文章地址:http://www.ducepos.com/news/1111.html

                  自動化控制系統的發展將向兩個方向延伸,一個是控制設備的高度智能化、網絡化,另外一個是控制策略的優化,這個方向的發展依賴于實際生產中應用人員與計算機控制技術的深入融合,也就早說,目前人類對計算機的應用還僅僅停留在初級階段,隨著編程技術的發展,人類將來可以在計算機平臺上隨意實現自己的控制策略。

                  未來的火電廠熱工自動化

                  首先,由于計算機技術的高速發展,計算機的內存容量、運算速度和通信能力的大大增強,以及現代控制理論的進一步實用化,為計算機在火電廠熱工自動化中應用的進一步擴展奠定了可靠的技術基礎和理論基礎。根據近年來的發展趨勢,可以預計在計算機技術、通信技術、大屏幕顯示技術和計算機控制技術等多門學科綜合發展的支持下,功能強、可靠性高的新型測量和控制儀表、設備將不斷涌現,火電廠熱控專業仍將是電站技術進步最快的專業之一。昌暉儀表預計火電廠熱工自動化將會朝著下面幾個方向發展。

                  1、爐、機、電、輔控制一體化
                  目前DCS系統的控制范圍已由早期的僅包含MCS,DAS,SCS到實現單元機組的全部監控和保護功能(MCS,DAS,FSSS,BPS,ETS,DEH),電氣控制系統ECS也逐步納人DCS的控制之中,輔助控制系統(如化水系統、輸煤系統、除灰除盜系統、廢水處理系統等)也由原來獨立的單元向整個輔助控制網絡系統的DCS一體化過渡。隨著技術的進步和觀念的更新,DCS可擴展至整個輔助控制系統,一臺機組僅用一套DCS即可實現全部控制功能,DCS將覆蓋發電廠各個自動化系統,實現爐、機、電、輔控制一體化。

                  2、現場總技術和系統的推廣應用
                  現場總線技術的出現,徹底改變了現場信息的傳輸模式,基于現場總線技術的自動控制系統是一個全數字的控制系統,控制系統內部以及現場儀表與系統儀表之間的信息全部以數宇量的形式傳輸,它不但具有計算機控制系統的全部優點,而且現場儀表的零點漂移和傳輸誤差問題得到了解決,現場儀表與系統儀表之間的信息傳輸成為多點、多變量的雙向傳輸,現場儀表之間能夠直接交換信息。另外,采用現場總線控制系統的工程費用明顯下降,可以帶來巨大的經濟效益?,F場總線技術有著不少技術上的優越性,如能在電廠成功應用,將對簡化自動化系統、降低造價、實現全廠管理信息系統(MIS)和全廠實時監控系統(STS)都很方便,因而在電廠的應用前景是廣闊的,也是進一步提高電廠自動化水平要采取的技術措施。

                  3、機組自動化水平進一步提高

                  機組自動化水平的提高將體現在以下幾個方面:
                  單元機組實現全CRT監控,大屏幕顯示器廣泛使用,傳統控制盤臺將取消。
                  機組主要模擬參數完全由自動控制裝置(DCS或FCS)在全負荷(或全程)范圍內自動維持在最佳區域內。
                  生產過程按功能區或功能組劃分,操作人員只需干預每個功能組,基本不用再直接向單個驅動對象(風機、水泵及閥門等)發出啟、停(或開、關)命令。
                  機組緊急事故處理也完全依靠完善的保護系統自動完成,不但防止了人為誤操作,而且還能快速、正確地處理事故,保護了人身和設備的安全,大大提高了機組運行的安全性和經濟性,也使操作人員更快、更好地勝任大機組參數多、變化快和控制復雜的運行工作。
                  單元機組自動化系統進一步智能化,安全、經濟效益明顯的優化控制軟件、性能計算和分析軟件、機組壽命管理軟件、故障診斷以及狀態維修軟件得到了廣泛的應用,機組運行的安全性和經濟效益進一步提高。

                  4、先進控制理論和技術的應用

                  經典控制理論是以傳遞函數分析作為理論基礎的,它的隱含前提有兩個一是對象模型的精確性、定常性和線性二是運行環境的確定性和不變性。它的典型應用形式有PID控制、Smith預估控制、傳統解耦控制等。雖然經典控制具有很大的局限性,但對于大多數的工業生產過程來說,它是一種十分有效的控制策略,也是目前應用最多的一種控制策略。然而,隨著自動化水平的不斷提高,人們不僅需要正常運行狀態下的自動化,而且需要啟停狀態、變工況狀態和異常工況下的自動化,由于在這些狀態下,經典控制所要求的前提條件已經不能成立,因此,人們必須采用更先進的現代控制策略。

                  現代控制理論是以狀態空間分析作為理論基礎的,它主要研究具有高性能、高精度的多輸入多輸出(多變量)、變參數系統的最優控制問題。它對多變量有很強的描述和綜合能力,其局限在于必須預先知道被控對象或過程的數學模型?,F代控制理論的典型應用形式包括自適應控制、變結構控制、魯棒控制和預測控制等。智能控制理論是在經典和現代控制理論的基礎上于20世紀90年代形成的。智能控制的提出,一方面是實現大規模復雜系統控制的需要另一方面也是現代計算機技術高度發展的結果。智能控制是一種先進的控制算法,它利用有關方法或知識來控制對象,按一定要求達到頂定目的,它基本解決了非線性、大時滯、變結構和無精確數學模型對象的控制問題。常見的智能控制算法包括模糊控制、神經網絡控制、專家控制、分級遞階智能控制、仿人智能控制、學習控制等。

                  目前,在火電廠控制的各功能系統中,傳統的PID控制策略已能較好地實現;但尚有一些問題沒有得到很好的解決,如燃燒過程的動態優化問題、鋼球磨中儲式制粉系統的控制問題、大范圍變工況時再熱汽溫的控制問題等。這些問題多半涉及非線性、大時滯、慢時變、分布參數和非確定性控制問題,用傳統的控制策略是難以解決這類問題的,因此必須探討先進控制策略,特別是智能控制方法的應用問題?,F代控制理論和智能控制方法在火電廠生產過程中的應用還非常有限,有待于進一步研究和實踐,相信隨著理論研究的不斷深入和電廠軟硬件平臺的提升,這些先進控制理論和技術必將在火電廠的生產過程控制中得到廣泛的應用。

                  5、管控一體化將實現
                  DCS或FCS與廠級監控信息系統SIS(Supervisory Information System)和廠級管理信息系統MIS(Management Information System)互相滲透,彼此結合,形成一個多層次、網絡化,融控制、管理、調度和決策于一體的綜合自動化系統,即管控一體化。SIS主要處理全廠實時數據,完成廠級生產過程的監控和管理、廠級故障診斷和分析、廠級性能計算、分析和經濟負荷調度等MIS主要為全廠運營、生產和行政的管理工作服務,完成設備和維修管理、生產經營管理(包括電力市場報價子系統)、財務管理等。另外,隨著世界各國對能源消耗的精細管理,具有現實意義的能源管理策略也將得到大范圍推廣應用。
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