湖北世海建筑工程有限公司 湖北 441200
【摘 要】在科技飞速发展的今天，热工自动化系统也得到了快速发展，逐渐实现了高速化、智能化和透明化。在火电厂中应用热工自动化控制，可以充分利用故障信息，更好的处理故障，利用存储功能，对参数数据进行分析和学习，还可以对各个控制系统进行控制，提高系统运行的稳定性。本文分析了自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用。
【关键词】自动控制理论；火电厂热工自动化；应用
引言
火电厂的应用建设中，热工自动化控制系统的作用明显在设计时，应该坚持符合国情、经济适用与可靠安全的准则，热工自动化控制系统因应用了现场总线而实现了空间拓展设备的可靠性、利用性在热工仪表的利用下实现了提高与改善。
1、自动化控制理论概述
1.1、自动控制理论简介
当前，自动控制理论经历了现代化控制理论到智能控制理论的发展，已经成为自动控制科学的核心。根据不同的条件，可以将自动控制系统进行不同的分类，如按照其控制装置的不同，分为模拟式的常规控制以及计算机控制两种。其次，从是否有反馈上来说，可以分为开环与闭环两种控制系统。最后，从设定值是否是固定的这一角度来说，又可以分成是随动以及定值控制系统。
1.2、自动控制理论发展过程分析
一般来说，控制理论在早期时表现为以函数来描述表达系统的输入与输出关系，所选取的集中研究对象就是单输入与单输出系统。在初期，计算机作为计算机工具还没有普遍普及开来，普通的科技人员主要通过手工计算或图表来分析和设计控制系统。到了20世纪60-70年代，随着计算机的飞速发展，空间计算也随着迅猛发展，控制系统不再是简单的单输入与单输出的传递函数系统。与此同时出现了状态空间法，并且在此基础上，还提出了能控性和能观性的概念，致使现代控制理论由此产生。
后来，随着计算机的诞生和发展，许多新型的，且结构复杂的控制策略纷涌而出，它们都需要计算机才能实现，随后，部分控制策略成为了自动控制理论的重要分支。例如，自适应控制、预测控制、最优控制等等。若借助此类控制策略实现对系统的控制时，可能会暴露出一些困难，如对这些控制策略的参数及其相关机构在相关性能指数的基础上展开研究与设计。一般在这个阶段，相关的控制系统会被统称为现代控制理论。在此之后控制理论逐步在更大的范围内应用起来，从少数到多数，从个别到整体的进行控制，自此人们开始就大系统展开理论研究，而这一研究理论又被称为超现代控制理。
2、热工自动化领域的现状
2.1、在热工自动化领域，在主厂房基本上都是使用的DCS，只有在辅助车间才会用到PLC。追究其原因是因为在早期的DCS系统特别的贵，同时对于辅助的车间的可靠性要求不是特别高，同时对于模拟量控制的要求也是比较低，所以选择PLC来构建控制系统，能够大大的降低成本。而锅炉、汽机和发电机的控制系统，对于稳定性的、可靠性的要求是非常高的，所以考虑到系统的性能，必须采用昂贵的DCS。
2.2、表示模糊控制中锅炉压力的论域，一般由AP论域来表示。进行燃烧周期的调整，能够在很大的程度上加快负荷的变化，使得煤质或炉况等发生相应的变化。由于隶属度函数的曲线均相互交错重叠，因此，模糊控制算法对于参数变化的适应性的控制性好。
2.3、在锅炉汽包液位测量中，因为于汽包液位系统它的自平衡能力不是很强，因此当供水量突然降低或出口蒸汽流量增大时，这个时候锅炉传给汽包的热量没有发生变化，从而使得液体大量汽化，会使得汽包液位测量结果出现偏大。
当供水量突然增大或出口蒸汽流量减小时，情况正好相反，也就是我们常说的“汽包虚假液位”。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于锅炉在汽包液位检测回路的原设计方案中出现的问题会直接使得汽包液位控制的平稳性受到很大的影响。
3、自动化控制系统的作用
自动化控制系统是一个以控制器和网络为基础的自动化系统，理论上它们极有可能扩展更高的管理信息系统。然而事实上，DCS采用的是分布式控制系统的结构模型，它的控制器既可以采用传统的DCS控制器。也可以使用新型的PLC等其他类型的控制设备。在自动化控制系统数年的发展过程中，积累沉淀了大量先进的算法模块。比如对于NT6000这样一个具有设备级的计算模块的系统，它的计算模块能够集中完成基本的设备控制和故障报警的功能。且该模块的网络通信单元的功能也已经能够实现，这项技术使得软件开发的效率大大提高。其中一个设备级的计算模块和0.5K的梯形图的逻辑量是相等的，如果要还有PLC来完成同样的功能，程序流程就会变得非常烦琐。在下载修改、运行调试、远程诊断方面，PLC 缺乏解决方案。而DCS 从一设计之初就是从系统需要的角度出发的，有着多年积累的完善的解决方案。运行调试，远程诊断等方面的解决方案。
4、自动控制理论在热工自动化的应用
4.1、热工自动化技术综合了很多方面的技术，包括控制理论、热能工程技术、智能仪器仪表、计算机技术和其他信息技术等，其主要是通过检测、控制热力学相关参数，从而对生产过程实现检测、控制、优化、调度，管理、决策，为整个过程的安全、产量、质量提供一定的保障，并且降低消耗、减员增效。它主要是指对锅炉、汽机及其辅助设备运行的自动控制，使机组自动适应工况的变化，同时还能够进行正常的运行。
4.2、伴随着自动化技术的发展，热工自动化技术得到了很大的发展，不断的有新原理、新材料、新工艺产生，从而发明了各种传感器、变送器，并且对于控制系统、控制装置也是发生着很大的改变，在生产实践中也得到了广泛的应用。
4.3、未来热工系统将围绕“节能增效，可持续发展”的主题，向无线化、智能化、网络化、透明化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展，新的测量控制原理和方法不断得以应用，将使机组的运行操作和故障处理‘象操作普通计算机一样方便。
5、自动化控制理论、电气热工控制一体化发展趋势
从技术层面看，数据库的建立和展现以及初级应用功能的建立阶段已经过去。虽然它已经在实践应用中发挥了作用，在一些电厂中SIS成为高层监控和管理实时生产过程必不可少的工具。但是，真正要体现出SIS的强大生命力，关键在于SIS应用功能的优化和完善，这是一个长期的任务，这意味着SIS已经从概念、试点、推广应用的阶段，进入了一个成熟和完善的阶段。在热工自动化产品中拥有多项先进的核心技术，而且是国内少数几家能够根据客户个性化需求，为客户提供热工自动化和电厂信息化系统规划设计的供应商，更为重要的是可以为客户同时提供完整的热工自动化和电厂信息化设计方案。
“市场的需要和市场的诱惑。”当市场的买方—用户对信息化，包括SIS的作用认识愈来愈提高，愈来愈迫切，以及市场的卖方—开发商对投入资金与应用功能的优化和完善具有诱惑力的时候，SIS必将走向成熟和完善!为了更好地完成项目现场调试和安装服务工作，我们不定期进行现场检查和指导，项目投运前必须由主管级以上人员进行全面检验和把关!质量管理部负责跟踪每个项目现场调试、安装和服务质量。
当初火电厂应用的DCS主要是国际著名品牌，我国公司只承担一些技术服务工作，300MW及以上机组DCS全由外国公司垄断，我国自主开发的DCS只能在200MW及以下容量机组上应用，DCS的性能和功能也有相当大的差距。因此，当时我国火电厂自动化装备的自主化水平相当低。20世纪90年代初，根据国家整体经济开放态势，提出了“先进适用”方针，DCS由试点很快进入到“积极稳妥地逐步推广应用DCS”。随着DCS功能扩大到发变组，我国火电厂自动化面目才真正发生了根本的变化。在未来，也将继续强化自动化控制理论，促进电气热工控制一体化的发展。
结束语
作为新型的控制技术，热工自动化控制具有无可比拟的优越性，发展前途光明。在使用前，合理的设计是不可少的。我们要立足国情，研发与我国现实情况相协调的热工自动化控制，提高操作性。
参考文献：
[1]全通.自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用[J].黑龙江科学，2013，10：165.
[2]孙振洋.控制理论在火电厂热工自动化中的应用[J].科技创业家，2013，23：50.
论文作者:杨莹
论文发表刊物:《低碳地产》2016年第8期
论文发表时间:2016/9/1
标签：热工论文; 理论论文; 火电厂论文; 汽包论文; 自动控制论文; 控制系统论文; 系统论文; 《低碳地产》2016年第8期论文;