热工自动化发展趋势分析

  近年来，日新月异：一方面，DCS作为机组的主控制系统，控制结构和控制范围发生了巨大变化； 另一方面，随着厂级监控管理信息系统（SIS）、现场总线技术和基于现代控制理论的控制技术的应用，为热力自动化系统注入了新的活力。 通过先进控制技术的应用，火力发电有望发展成为“环境友好”产业，不仅有助于社会发展的能源需求，也促进自身发展。

  热工自动化技术是一种利用控制理论、热工技术、智能仪表、计算机技术等信息技术对热力参数进行检测和控制，从而实现检测、控制、优化、调度、管理、决策、 达到保安全、增产、提质量、降消耗、减员、增效目标的综合性高新技术。 主要是指对锅炉、汽轮机及其辅助设备的运行进行自动控制，使机组自动适应工况变化，保持安全、经济运行。

  一般来说，热控制系统由测量装置、执行机构和控制系统三部分组成。 其中，测量装置和执行机构的原理和结构没有新的变化，而是引入了智能化、网络通信接口、微处理器等，可实现计算机远程设定和控制，并逐步向智能化发展。 现场总线的方向。 已逐渐被计算机控制系统所取代。

  由于火电厂的特殊性，涉及设备多、热力系统庞大、生产工艺复杂。 大多数设备长期暴露在高温、高压、高速、易燃等恶劣条件下。 现代热控制系统往往包括自动保护、自动检测、自动报警、顺序控制等。

  “十一五”期间，随着SIS应用技术的成熟、DCS的进一步发展以及现场总线的快速应用，火电厂掀起了信息化建设浪潮，纷纷向数字化电厂转型 。 虽然不断改进，但差距仍然存在，主要表现在机、炉整体控制程度较低； 热测量和仪器技术有待提高； 安全监测保护装置覆盖范围窄、功能不齐全； 机组自动调节和自动投入率低； 控制输入更少，开环应用更多。

目前，机组单元已实现集中控制，电气控制已纳入DCS。 事实上，热工自动化和电气自动化尚未实现真正的融合。 今后，一台机组只有一名主值班人员，电气控制必须与汽轮机、锅炉控制一体化。 只有这样，我国火电厂的自动化水平才能跻身国际先进水平。

  随着自动化技术的发展，热工自动化技术也发展很快。 采用新原理、新材料、新工艺生产的各种传感器和变送器不断被开发出来，控制系统和控制装置也日新月异。 新的控制理论和控制策略不断涌现并应用于生产实践。

  “交叉引用和条件自举”的概念认为，模拟量自动调节回路以切换顺序控制设备启停过程状态作为切换工作模式的条件，切换顺序控制系统采用模拟量自动调节回路 作为工作模式。 启动的条件，相互交叉引用。 一旦对方条件满足，顺序控制或自动调节循环就会自行提升控制级别，完成条件自举，然后自主执行后续任务。 这一理念使得复杂变量控制系统实现全工况、全过程、全自动运行成为可能。

  复杂变量系统“交叉引用和条件自举”的新理念彻底改变了传统的控制方法，优化了系统划分、启停顺序和运行方式，基本逻辑落在智能控制和本质安全上。 与机组正常运行相比，机组的启停时间较短，但APS大大提高了机组适应各种工况的自动控制能力和可靠性，有利于机组的安全经济运行 从长远来看。

  因此，机组自动程序启停系统（APS）具有一键顺序控制启停、全程两套调节、三状态两切换、分工明确的四级控制， 五项功能统一，六断点自动续接等特点，自1999年在珠海发电厂应用至今，几乎没有误操作的可能性。 实践证明：设计科学，实战证明，功能成熟，使用方便，运行可靠，经济安全，发挥作用，为机组长期稳定运行发挥了重要作用。

  随着计算机技术的不断发展，21世纪开始的3D技术逐渐应用于电厂设计中。 三维设计给电厂设计带来了一场革命，也为数字化电厂提供了强大的技术手段，贯穿电厂的整个生命周期。 与此同时，由于协同制造理念的引入，广东省电力设计研究院启动了3D技术与协同设计相结合的应用研究。

  由于所有专业设计元素使用同一个数据库以及所有3D模型的参数化，并与数据存储在同一个数据库中，因此可以显示为3D模型，并且模型中的所有属性都可以浏览和漫游 在3D模型中3D和2D的参数可以相互关联，因此3D和协同技术为实现数字化电厂管理提供了良好的基础平台。 有了所需的统一、强大的基础数据库平台，就可以进行二次开发工作，现有的功能软件包就可以实现数字化电厂管理。

  通过电厂3D模型，对厂区、厂房内漫游设备、管道参数、定位坐标等进行可视化和数字化管理。 尤其是与MIS结合，可以实现准确、可视化的数字化电厂管理系统。 目前，阳江核电站一期工程已开展协同设计工作。