摘要：在科技不断进步的时代背景下，智能化在各个领域的应用都是十分广泛的.在电厂热工自动化系统中应用智能控制，是紧随时代发展的必要需求，在电力行业中，智能控制的应用越来越广泛。本文通过阐述符合我国国情和技术发展水平的电厂智能热工自动化控制先进方法和实现过程。
关键词：热工控制；自动化控制；DCS 系统
引言
自动化控制是当今火电厂生产过程中普遍使用的先进方法，依靠科技进步和技术创新，先进的控制理念和控制方法也多彩纷呈，火力发电厂是消耗煤炭这种不可再生资源的电力产业，并且消耗一定的水资源，产生一定量的大气环境污染物，在未来的改革进程中，将被其他资源替代更换或取消，但现阶段我们能做的是电厂运行中优化智能自动化控制过程，发挥最大的研究力度，综合保障经济、科技、环境保护等因素的平衡，因此自动控制的研究是最有效的方式来实现这些目标，并且能极大减少人力资源的使用。
1、电厂热工智能自动化概述
随着社会经济的不断发展，我国对电力的需求量也越来越大，而人工成本也不断增加，为了保证供电能力能够满足社会的用电需求，各大电厂都进行了自动化发电工程的建设。根据我国电厂的实际情况对电厂的设备加以设计，使得其产热过程中信息能够自动处理，设备可以自动进行监测、控制等，并保证设备的安全性、经济性和实用性，达到在没有操作人员的条件下，各种自动化设备和自动化仪表完全能够对电厂的产热过程进行控制的目的，这一系列过程叫做电厂的热工智能自动化。电厂的热工智能自动化一方面降低了电厂操作人员的工作量，改善了操作人员的整体工作环境，降低了电厂发电的人力成本，提升了单位产电的经济效益；另一方面提升了电厂产电的可靠性以及产电效率，提升了电厂生产的安全性。因此电厂的热工智能自动化在电力生产中有着举足轻重的作用。
2、电厂热工自动化的发展过程
在我国过去的电厂热工建设过程中，需要大量的人力资源来支持，并且需要工作人员进行二十四小时的值班看护防止意外事故，对机械的操作技术也没有很好的掌握，其管理系统和结构也没有完整的体系。在那个特殊的发展初期，一切都靠人工进行支撑，相对的生产力就比较低，而且机械设备的使用价值也不高，经过一段时期的发展，科学技术的更新换代让电厂热工开始实现自动化，在这一时期的电厂热工自动化发展过程中，为计算机技术应用到电厂工程开了一个好头。之后我国不断更新别国先进技术进行自我修正改良，摸索出现存问题并寻找解决方法，同时还把电厂热工自动化先进的控制管理监视系统进行技术引进，通过利用国外的优秀管理系统让电厂热工自动化有更完整的模式，经过自动化厂家和电厂及研究院人员的共同努力，最终实现了现在较为普及的DCS控制系统和MIS系统，前者是生产现场的生产过程控制系统，后者是生产经营数据的采集机处理系统。
3、电厂热工智能自动化系统的优点
将热工智能自动化系统应用在电厂之中，有着很大的优势。第一，在电厂中应用热工智能自动化系统可以有效的降低人力成本，还可以根据因负荷的变化，自动对供应的电量进行合理的调整，这样不仅可以提升电力的质量，还可以有效的提升劳动生产效率，使电厂的经济效益大幅提升。第二，热工智能自动化系统能够保证电厂生产活动的稳定性，还可以自动化的控制各个生产环节，这样就可以最大限度的减少对能源的消耗，不仅更加的绿色环保，还可以减少电厂生产成本的支出。最后，由于热工智能自动化系统主要应用在过程控制领域，这就使得其对网络型控制系统有着很高的要求，然而随着现代科学技术的发展，当今的MIS、SIS、DCS三级控制系统完成一个电厂整体的网络架构，其相对独立的网络型控制系统可以更好的提升和完善热工智能自动化系统，可以有效地完成比较复杂的控制工序，增强电厂的工作效率。
4、电厂热工自动化先进控制过程的方法研究
我国在发展的过程中逐渐认识到电厂热工自动化的可持续发展是有非常重要的意义和价值的，所以目前电厂热工自动化的发展走向是逐渐步入高端智能化和环保化，并且将信息技术与网络技术逐步带入到电厂热工自动化的应用中。
4.1 先进电厂热工自动化中单元机组的智能化控制系统
DCS系统在我国目前的电厂热工自动化建设中得到了广泛的应用，其功能性质的特点和价值决定了DCS系统的投入使用程度，通过DCS系统可以让电厂热工自动化的单元机组监控系统更加完善实用。曾经活力发电厂热工自动化没用通过DCS系统完善机组监控的智能操作，实际工作过程中，单元机组的操作依然是非常耗费人力的，而且工作效率也并没有达到标准要求。现在我国的火力发电厂已经普及DCS系统，从最初的西门子、日立、艾默生等进口产品，到现在和利时、智深、新华等国产系统，DCS系统日益成熟，并且向更加智能和稳定的方向发展，并且也获得了一定的成效，如今有些走在前列的企业开始尝试引入智能化检测系统，对过程中的自动控制系统参数进行采集计算，并给出修正意见，由工程技术人员进行分析，从而修正，未来的发展方向是自动采集、计算并修正调节参数，真正完成智能自动优化控制，在控制系统中加入预测控制、神经网络控制能先进控制理念，采取动态参数数据采集、综合判断数据质量、数据寻优等先进数据处理手段，实现系统根据实际工况变化不断优化控制参数的目的。从而实现控制系统更加的智能。
4.2 电厂热工自动化先进性控制的优化软件应用
我国的电厂热工自动化控制技术在发展的过程中逐渐走向更高层面的的系统控制调节，沿着品质提高的发展方向进行改进。我国目前的电力领域存在着许多发展程度不同的电力公司企业，在这个领域中竞争是非常激烈的，关于先进电厂热工自动化控制的软件发展逐渐偏向于软件的实用性以及通用性，在公司企业的工作过程中对软件的选择也是首先观测其操作难易程度以及实际操作情况。先进电厂热工自动化控制的优化软件相对而言是具有非常高的使用价值的，而且对于电力企业的经济效益提升有明显的帮助，大多数电厂热工自动化控制优化软件是非常容易操作的，安全可靠而且实用。并且随着各家通讯协议的权限进一步放开，各个MIS、SIS、DCS以及各种PLC设备都能进行通讯，从而形成完整且相互独立的网络控制系统，如SIS系统是将实际情况与系统软件相结合进行技术创新，使得软件自身的技术更偏向于企业利益，并且通过强大的信息技术支持可以有效的保障电厂热工自动化的完整运行。
4.3 电厂热工自动化的先进监控系统走向
在我国过去的电厂热工监控系统中，通常是在一个集中监控室里安置少数几台监控机组，电子设备的安置也通常是被分割为几个小块之后放置在一个电子室中，对主题监控设备进行环绕放置，这样安置的主要原因是为了对电缆的利用程度提升到自大，但这样在一定程度上就使得电厂里的辅助车间数量在不断递增，并且使得员工的日均工作量不断加大。在我国信息技术和自动化技术的发展过程中，电厂热工自动化对信息技术的使用程度也在逐渐增加，随着高新科技的渗透，电厂热工自动化自动化管理水平也在不断的提高，在监控系统中，先是实现了单元机组设备的集中控制，随着通讯协议权限的放开和光电转换设备的普及，越来越多的设备被纳入集中控制中，曾经的脱硫岛也纳入了单元机组控制，在如今的电厂热工自动化的先进监控系统中，整个电厂的单元机组、脱硫公用系统、水处理系统、燃料系统都会集中到一个集中控制室中，电厂监控系统集中化程度达到了空前的水平。
4.4 电厂热工自动化的先进无线测量技术
随着我国4G通信技术的普及，目前的电厂热工自动化技术中，无线测量技术开始进入电厂控制系统，首先是高空测量和深井测量以及距离较远的区域，不方便布置电缆线路或者成本投入较高，不够稳定可靠，存在诸如此类的一些不利因素，加上如今无线通信的技术进步和普及，无线测量设备开始显露出其优势，这也代表了未来现场仪器测量的一个重要方向，无线测了技术不仅可以对电厂热工自动化进行全过程的监控测量，还能通过信息及时获来判断系统中的突发情况，通过对整个电厂的信息整合分析，最后连接到DCS系统完善。这样的无线测量技术运用可以在很大程度上为电厂的发展节省资金开销，而且还能在一定程度上促进电厂的信息技术发展程度，完善电厂热工自动化程度。
5、智能控制在电厂热工自动化中的作用
随着现代化工业的发展，工业生产规模逐步扩大，生产设备运行的负担越来越大，越来越多，越来越复杂。同时。对系统控制方面也提高了标准。在生产过程中应用自动化，需要智能控制的有效支持，才能在真正意义上的自动化，设备智能化的迅速发展，促使越来越多的人认识和利用智能控制，并建立数学模型，通过实验室平台不断试验优化，最终形成有效成果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆专业领域内相继出现了模糊控制、神经网络控制、预测控制等多个智能控制研究方向，并都有一定成果产生，从而形成了多种方法融合的智能控制，形成了多种智能模式，智能模式之间的相互转换，可以实现智能控制方法的智能应用，逐渐发展成为一系列完整的智能控制系统。这些智能控制系统经过多年广泛的研究，逐步发展和成熟，在电厂的一些区域也进行了不同程度的应用，使复杂、不确定性的自动控制系统得到有效的控制，并能够保持安全和稳定性。同时，在电厂热工自动化智能化的有效使用，自动化程度的提高，促进电厂推向了一个新的发展方向，同时使企业自身的自动化控制不断得到优化，促进智能能源产业向更高效、节能、环保的方向发展。
6、电厂热工智能自动化控制系统的应用
6.1 自动化检测应用
基于地方持续供电需求和电网公司对上网电能的指标要求,电厂热工智能机组运行必须持续处于稳定且可靠的状态, 才能确保地方电网系统能够持续运行, 而为避免发电作业期间存在机组事故风险,通常需要在机组设备中设置灵敏的感应元件, 并与控制平台有关联的数据传输渠道,才能实时对电力系统运行进行监控,以确保出现异常数据的同时, 能够在短时间内锁定故障位置与故障类型,使检修工作实施效率与质量得到提高。
6.2 自动化控制应用
自动化控制系统是借由编程系统对区域设备下达远程指令的操作模式。在自动化控制系统应用期间,既能够借助编程数据拟定详细的调控指令, 而后借助数据线缆将调控信息传导至设备系统内, 经由信息识别软件机组可根据指令进行运转, 以便持续满足地方电力供应需要。此种控制模式,有效提升了机组设备调控的可靠性,避免出现传统人工操作波动性的问题,也有效降低了员工与危险设备接触的概率,使员工的生命财产安全得到了更全面的保障; 而且借助远程控制指令,为员工设备管理工作也提供了帮助,使得自动化控制系统能够根据设备参数、市场形式、生产要求、质量管控等多方面因素拟定更详细的编程内容, 以便系统运行质量能够得到持续保障,并能够伴随设备的不断完善,对控制参数进行调整,避免对机组自动管理水准的稳定性与可靠性造成影响。
6.3 自动化报警应用
自动报警系统是经由计算机数据处理器、数据传输渠道和感应元件组成的功能类型。在报警系统应用过程中,若机组设备使用温度超过系统限定温度,感应元件便能够将数据传输至计算机平台,在信息数据处理过后,再将警报信号递交至检修或监管部门, 以便火灾隐患或火情能够在短时间内得到控制,避免对机组设备造成伤害,使电厂经济成本受到严重损伤。因此,在自动化控制系统构建过程中,管理人员必须根据火灾常见风险区域与信号传导特性深入分析, 确保能够根据其中内容选定更合理的报警阀值, 并能够在周边提供完善的防护设备,避免火灾隐患对区域内其他机组设备造成影响,才能确保电厂热工智能自动化控制系统的运行具备持续性的优势。另外,为确保火场信号能够持续处于通常状态,在自动化系统缆线敷设过程中,应提供完善的防火措施,降低火灾可能对缆线系统造成损害,才能使设备故障等问题能够在短时间解决,使报警响应工作更加及时。
6.4 自动化保护应用
自动化保护是指在热工智能机组运行过程中,将感应元件安装至设备系统内,若运行参数一旦超过系统额定要求,则会启动保护装置,避免对机组设备造成伤害。而在自动化系统中有效应用, 则能够借助计算机平台更细致的调控保护装置参数,在过载保护期间,更能够通过自动化系统将地方供电压力转移至其他设备, 由此避免机组故障对地方电力供应环境造成影响。另外,从热工智能自动化系统可控性角度出发,我国为确保热工智能机组运行持续处于稳定性环境, 并降低其使用操作风险, 在仪表的设置上已经逐渐用数字仪表代替了传统的组装仪表,使得仪表的精准度与灵敏度更高,不宜出现传统仪表常见的故障风险,同时凭借协调控制系统,也便于站在客观的角度观察自动化系统的运行状态, 由此通过计算机平台更全面的审核校对各个子系统内设备运行状况, 以便为后续电厂热工智能机组自动化控制系统的构建奠定更扎实的基础。
7、电厂热工智能自动化控制过程的先进方法
在信息化、 智能化的科技发展引领下，智能自动化控制系统在我国电厂热工自动控制领域有着非常重要的意义和价值，并一定会沿着智能、环保、高效的社会大趋势前进。 所以热工自动化控制过程智能化、信息化升级势在必行，下面对电厂热工智能自动化控制过程的先进方法进行探讨。
7.1 DCS 系统实现全厂智能化控制
在电厂热工过程中，以前的单机组、水处理单元、脱硫岛等分别操作是复杂、繁琐、效率较低的管理和控制方式，随着DCS系统的迅速发展和成熟，脱硫系统已经纳入单元机组控制，这主要是因为环保要求的提高，脱硫系统参与机组的主保护跳闸，如今的全厂DCS系统包含汽机、锅炉、脱硫、化水、燃油、输煤、除灰以及启动系统等，得益于通讯协议的开放，长距离信号传输已经得以实现，从而成功实现电厂全厂DCS控制系统，这节省了大量的人力资源，也使得原来多种系统组成的复杂性变得单一，并且独立和稳定，如今的DCS系统空前成熟，并且引入总线技术，极大节省电缆的使用量，总线技术在数据传输的稳定性和故障查询处理上，存在一定的难度，需要进一步提高设备运行的稳定和可靠性，才能优化现有的DCS系统。
7.2 热工自动控制过程中软件的应用
先进电厂热工自动化控制的优化软件相对而言具有非常高的使用价值， 而且对电力企业经济效益的提升有明显的帮助，大多数电厂热工自动化控制优化软件容易操作，安全可靠而且实用。随着通讯协议的开放，OPC技术得以最大程度的实现，使得DCS、MIS、SIS以及最近出现的控制系统评价软件和优化软件能够完成对接和数据共享，如自动控制评价软件可以采集现场自动控制回路的数据，并通过数据处理得出控制器参数性能并给出优化意见；而优化软件则能够将如PLC的硬件作为外挂设备接入DCS，通过在PLC内写入的先进控制算法来优化现场运行参数； SIS 系统则将实际情况与系统软件相结合进行技术创新，使得软件自身的技术更偏向于企业利益，并且通过强大的信息技术支持可以有效地保障电厂热工自动化的完整运行。
7.3 无线网络技术在热工智能自动化控制过程中的应用
随着4G网络技术的普及和5G时代的来临，热工自动系统的监测将迎来一个充满前景的无线时代，无线设备的迅猛发展，技术的的进步，远程监控、信息无线互联将是电厂热工自动控制的一个新方向，这将大大降低自动化系统成本和系统故障率。 可以预见今后电厂自动化控制完全可以由自动终端实现监控和检测，减少工作人员工作量，提高工作效率。 在一定程度上促进电厂的信息技术发展， 完善电厂热工自动化进程。
结束语
电厂热工智能自动控制系统是如今电厂实现全厂自动化控制的关键，其发展和进步的方向也是电厂自动化水平的根本体现，一定程度上代表工业自动化生产的水平，当今社会人力资源成本高昂，对环境保护的重视程度，是所有企业面临的共同问题，而提高智能自动化水平是有有效解决这两个问题的重要手段，因此，加快预测控制、神经网络系统、自适应控制等先进控制方法的研究，就显得格外重要，而无线网络和设备的研究也是重要的发展方向，相信在不久的将来这两个方面都将取得长足的进步。
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论文作者:侍述成
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/5
标签：电厂论文; 热工论文; 智能论文; 系统论文; 机组论文; 设备论文; 自动化控制论文; 《电力设备》2019年第4期论文;