摘要：仪器仪表是给人们提供显示数据的一种设备, 先进技术的应用为提高数据的准确性提供了保障, 智能化、网络化仪器仪表的开发以及控制网络的应用, 又增强了系统的开放性可操作性。热工检测控制系统的应用已经普遍化，其优点就是能够保证机组的正常、安全运行，提高经济效益，同时改善劳动环境。目前世界范围内热工控制系统已经达到一定水平。本文分析了当前热工检测与控制相关问题的思考。
关键词：热工检测； 控制； 发展前景；
热工系统的安全性和准确性直接影响着全机组的正常运行和电力系统的稳定。系统的安装不仅要注重整体设计的合理性、电源的持久性、电线的安全性和设备外部环境匹配性，还有设计人员、安装人员、设备维护人员和监督管理人员的能力和技术水平。如果任何一点出现问题，将会影响到整个机组系统的正常运行。
一、当前热工检测与控制问题
1.传感器。热工控制系统是一个巨大的多传感器系统，它有几百个点进行数据测控，并通过各种传感器采集传送到监控终端。如果过程中某一个传感器存在故障，包括传感器的损坏和传感器性能变差，都可能致使监控系统不能正常运转，设备安全得不到保障。热工控制系统的传感器覆盖了，其输入输出电压、机器压力、输出电流、机组温度等各个环节。传感器故障主要为：断线故障，即传感器不进行工作状态为断开；超限故障，系统的输出值超高传感器的限额，造成故障；恒偏差，即采集数据与实际数据存在恒定偏差; 卡死故障, 即传感器采集值保持恒定，不能随设备情况变化而变化；差异故障, 输出值同实际值存在差异但无法恒定。
2.执行器。热工控制系统中的执行器，由于其环境为长期的高压高温，很容易发生部件的腐蚀，电子线路的老化，配套金属材料的变形以及各种记忆装置的失效等问题。这就导致执行器调节作用下降，控制效果失灵，引起设备故障。因此执行器的常见故障形式为: 卡死故障, 为执行器输出阀处于停滞状态，命令指令失效; 死区故障, 指令超过允许范围，输出阀无反应; 偏差故障, 输出阀位同指令存在差异; 增益故障, 为执行器输入输出增益变化; 粘滞- 滑动故障, 为执行器动作的卡涩现象; 回差故障, 为上下行程差值超出正常情况。从故障的性质上看, 所有的故障都可以归结为渐变性故障、跳变性故障、完全失效故障的一种。对于发电机组, 渐变性的故障可能是导致灾难性故障的先兆, 因此对其进行早期的故障检测是十分必要的。
3.控制系统干扰。一是接地系统干扰。热工控制系统中由于设备众多，因此相互之间存在干扰因素，但从实际调研和问题发生频率来看，接地系统的干扰最为明显。接地所产生的干扰能够引起：系统信号的误发、阀门指令失灵、信号异常变化，保护装置异动等，这些问题的出现需要根据实际情况进行论证和分析。但是归结起来主要是施工过程中缺少监督，致使未按着设计规范和标准连接地线，最终发生了故障和事故。因此工程自检时一定要避免此类事情的出现，在施工过程中，对设备安装人员进行技术规范的传达，同时要求施工人员熟悉图纸，并且必须按着设计和图纸要求进行施工。二是电缆敷设干扰。热工系统中电缆敷设是最容易被人们忽视的问题，但是其也最容易导致对控制系统的干扰，且其故障原因较为隐蔽不易查找。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆电缆的干扰主要发生在缆线周边，在各种发电及动力机组启动时，设备的瞬间电流是额定电流的7—15 倍，致使瞬间产生较大的电流冲击，从而干扰了周边传感器和执行器组件的正常运行，因此电缆敷设过程中，要按照电气装置安装工程、电缆线路施工及验收规范进行铺设。要区别设备电缆和一般电缆，敷设桥架必须保持相应的距离，杜绝产生干扰。热工系统电缆敷设的基本要求是，信号、控制、制动、报警、电力电缆分设在不同的电缆架桥上，同时要特别重视敷设的单根动力电缆与其周边的控制和信号电缆的隔离、走向布置、接头制作及接线端子的连接等是否满足要求。
二、处理方法
热工控制系统的技术在不断的进步，相应的机组运行和DCS 技术同样逐步成熟。但是在系统中各种问题的出现都会导致系统故障。因此下面简述常见故障防范的一些措施：①针对隐患问题的技术攻克，既要保证运行的安全性又要保证效率。对已有的各项规章制度同实际运行情况进行比照，力求完善并严格执行。②针对易发生问题的组件进行定期维修制度如：各种仪器控制设备的通讯电缆进行定期紧固；对风烟测量管路进行定期吹扫，在条件允许情况下，安装固定式吹扫管路，减少人为工作量，根据实际情况进行开关控制；③尽可能提高和改善热工控制系统设备的工作环境：如就地设备接线盒应密封、防腐蚀、防雨、防潮；④日常工作中技术人员关注各项参数指标，及时发现各类设备缺陷和隐患，提出整改措施；⑤制定DCS 系统检修标准和周期，根据DCS 系统设备的特性，机组大修的同时要进行相应项目的检修如: 对应用软件进行备份，对于控制模件的标示和位置进行核定；⑥相关模件防尘滤网的清扫，对于接地系统和接柜地线进行检查和紧固，对电源和风扇进行检修、测试等。最后要建立从部件诊断、回路诊断、系统诊断三个层次进行故障修复的思路。
三、发展前景
目前, 我国工业自动化与仪器仪表产业的发展虽然取得了一定的进步, 但与国际先进水平相比, 在经济实力、技术研发、制造工艺等方面还存在较大的差距,在经营规模、经营效益上仍体现为统计分布。对此, 从显示仪表向传感器、变送器和控制系统扩展, 在智能模块的基础上开发带现场总线型执行器、带现场总线接口的智能仪表及数据采集控制卡, 将成为仪器仪表的发展方向。在追求控制系统良好控制性能的同时, 对提高系统的可靠性和可维修性也提出了越来越高的要求。对于存在相关性的较为复杂的故障, 需要使用相对复杂的诊断方法。由于热工控制系统不易建立精确的数学模型, 所以采用基于数学模型的方法难以在应用中取得好的诊断效果;而基于统计的方法不依赖数学模型, 它能在大量的历史实时数据中找出故障特征和故障信息, 因此是一种适合在热工控制系统中应用的故障诊断方法。通过对仪表的调整，使实际的信号在实测物理量的合理范围内。检验成功后，热工系统仪表的工作得以正常工作，整个火电站的生产才能正常进行。
在保证控制系统原有的稳定性、实时性等要求的同时, 又增加了系统的开放性和互操作性, 提高了系统对不同环境的适应性。在经济全球化的今天, 这一工业控制系统网络化及其构成模式使得企业能够适应空前激烈的市场竞争, 有助于加快新产品的开发、降低生产成本、完善信息服务, 具有广阔的发展前景。
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论文作者:齐为华
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/4
标签：故障论文; 控制系统论文; 热工论文; 系统论文; 传感器论文; 电缆论文; 设备论文; 《电力设备》2017年第22期论文;