摘要：火力发电厂在生产、发电过程中，伴随自动控制理论在火电厂热工自动化中的广泛应用，智能检测、控制生产过程逐步得到实现，使得电力企业的生产效率大大提高的同时，还大力缩减了物力、人力、财力，有利于电力企业向现代化方向进行转型，为我国电力事业的发展提供了有力的技术支撑和理论指导。
关键词：自动控制理论；火电厂热工自动化；应用
1自动化控制理论的内涵
所谓自动化控制理论是指关于在生产过程中，没有人的活动痕迹，通过对外加的设备以及装置的使用，让机器、设备或是生产过程中的某一个参数或是工作时的状态，按照之前设定的数据信息开始自动生产及运行技术有关的理论，是对自动控制规律进行研讨的技术型科学。在自动控制理论初期发展的阶段中，主要形式是对基础的现场实际自动反馈调节过程原理在理论上进行总结和反馈，并反向继续指导并应用于实际的工业控制领域。比如：在二战期间的飞机与轮船使用的自动驾驶仪、火炮定位系统、雷达探测系统等等，这些系统就是通过对自动化的反馈原理的运用，从而达到自动定位与导航的功能，并且随着时代的改变与发展，反馈原理被不断重复的使用与更新，已达到现代社会对技术使用的标准[1]。自二战后到今为止，经过科学界的不断研究与发展，自动控制理论体系不断得到完善，并不断与现代工厂生产设备、管理系统等电子设备结合使用。
自20世纪60年代以来，随着国家经济社会的发展，自动化控制理论发展到一个新的阶段“现代控制理论”，主要的研究方向是对高性能、高精度的多变性变量参数的控制优化，主要解决的方式是将状态空间规则运用在其中[2]。当自动化控制理论在机器设备使用中通过对系统的建立，实现自动化控制，其中对主要系统的使用是：自动控制系统、反馈控制系统。自动控制系统是将控制对象与控制设备按照设定的形式进行连接，并结合其他系统构成一个完整的个体。反馈控制系统是将控制对象以及控制设备运行的信息进行反馈，并且不断修改被控制量与控制量之间的差数。通过对自动控制系统与反馈控制系统的运用，提高自动化控制理论在社会生活中的运用效率，同时增加自动控制理论在火电厂自动化中的应用。
2火电厂热工自动化中自动控制系统的重要作用
2.1高级算法模块逐渐丰富
伴随我国科技水平的不断发展，我国的自动化技术在不断进步和完善，火电厂热工自动化技术中的高级算法模块逐渐得到丰富。例如：ZT600系统，逐步达到对故障进行自我报警和维修的目标[3]。实现了生产信息快速对接计算机，进而使得生产效率和生产的安全性、稳定性得到大幅度的提高。
2.2热工自动调节理论多元化发展
伴随我国经济水平和科学技术的快速发展，我国的自动化技术也在不断进步，火电厂热工自动化技术也得到长足进步。现阶段我国火电厂中的控制设备的选用一般以PID调节其为基础。伴随我国计算机水平的提高，逐步将智能控制理论和现代控制理论相结合，DCS系统的性能大大提升。例如：韩忠旭提出的控制系统紧密结合了状态反馈和PID控制，可以达到精确控制锅炉气温的目的；杨平利提出的控制系统以预测控制（GPC）为基础，实现测控锅炉气压的目的；邱忠宇提出一项新技术，以模糊神经网络算法为基础，诊断火电汽轮机出现的故障等。伴随我国经济实力和科技水平的不断提高，我国不断加大对火电厂热工自动化中自动控制理论研究的人力、物力、财力的投入，越来越多的控制理论、控制方法被研究出来，并不断从理论面向实际生产，使得火电厂热工自动化中自动控制理论的多元化发展。
2.3信息管理系统得到扩展
火电厂热工自动化技术的提高和发展离不开计算机技术，而自动化技术作为一种信息管理的综合控制系统，其重要技术支撑是计算机技术，理论依据是自动控制理论。目前阶段，我国火电厂热工自动控制体系中比较成熟的产品是DCS系统，其构架模式非常成功，广受市场欢迎，极大方便了人们日常的生产生活。
3热工仪表的非线性特性及校正
3.1热工仪表的非线性特征
现场各类系统中的任何设备，都会具有一定的非线性特性，对于火电厂中使用的热工仪表来说，非线性特性是普遍具有的，并且在使用当中热工仪表的非线性特性对仪表的参数的测量准确程度以及显示时的精确度都有一定的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对此，在使用过程中为了减少热工仪表带来的测量、显示误差，通常情况下都会使用以下三种方式来进行调节：首先，在热工仪表测量数值确定时，可以适当的减少仪表测量的范围，将其测量范围限定于较好的线性区间内；其次，在对仪表参数测量数值进行显示时，尽量使用线性的显示刻度；最后，最主要的方式还是在仪表参数测量时，加入非线性的校正环节。
3.2热工仪表的非线性校正方式
第三种方式即减小仪表参数测量带来的误差最基础的方式，也是最重要的形式。其中对热工仪表非线性特性进行校正的方式有以下两种形式：模拟线性化，模拟线性化是指在传统形式中模拟仪表的基础上，通过机器原件或是模拟中的电路，对仪表输出的信息进行线性化的基本处理，对模拟中的线性刻度进行现实建设，并且在自动化系统中将其设置为自动化控制设备的基础信号。数字显示化，在智能仪表的基础形式上，对仪表输入的信号信息进行转换，得出的数字信息再由计算或是查表，以实现信号的精确输出的线性化，这就是数字显示。
近几年的科技发展过程中，自动控制理论随着智能控制理论的发展而不断发展，其中对解决热工仪表中的非线性特性问题具有一定的特征以及作用性，将其结合到非线性特性校正方式当中，实现热工仪表参数测量的准确度与信号显示的精确性，并研究出更具特性、高端性的校正形式。
4主蒸汽压力的调节
4.1主蒸汽压力的串级模糊调节形式
串级调节系统主要的工作形式是将炉膛辐射出来的信号作为一个中间调整变量，并且将其中串级调节输出送至到锅炉燃烧侧面，其主要目的是对其中的辐射信号进行拟合，并利用Matlab信号接收器对信号进行仿真比较后，得出能反映锅炉能量的中间量信号。串级调节系统与单回路的PID调节系统相比较而言，在热量信号的影响下，串级调节系统对信号调节的改善比较明显。由此可见，对串级调节系统中结合单回路的PID调节将会明显的改善系统的整体特性，对于遏制在主蒸汽压力下燃料对锅炉的内扰具有极大的积极作用。
但是在调节过程中调节的主量是经过随机分配的，其中主要的构成就是随机分量与主分量。并且在将其直接纳入串级调节系统中时，必定会引发该调节过程动态特征的降低，从而导致在主蒸汽压力下调节量的不稳定，以及让调节系统产生极大的动态参数差距。所以，在对主蒸汽压力进行调节时，可以采用串级模糊调节策略，对主蒸汽压力进行具体的调节与维护。并且在将模糊滤器增加到串级调节系统当中时，可以促使新的串级模糊调节形式的产生，进而能更好的对主蒸汽压力进行调节。
4.2主蒸汽压力LQ次优化调节
火电厂在进行运作过程中的锅炉具有极强的热惯性与容量大的特征。由此可以推理出，在锅炉进行工作的过程中相应的燃烧调节对象在锅炉特征的影响下是具有一定的时延性，主蒸汽压力当然具有这种时延特性。这种时延性导致在对主蒸汽压力进行调节时，其中调节过度的时间被延长可能导致调节变量得增强，进而经过时延后使得主汽压力上升，对设备运行的安全经济性造成威胁。
通过现代控制技术的发展，以及从事相关专业的研究人员的努力，研究出按LQ次优调节原理的PID调节器。PID调节器就是在实际工程中运用范围最广，其调节控制规律为比例、积分、微分控制。PID调节器具有结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便等技术特点。在现代工业生产过程中，PID调节器能最大限度的对调节系统中的延迟性进行有效的改善。依据PID所具有的优缺点以及控制理论相关的技术理论，线性二次型的性能指标对主蒸汽压力调节器进行优化设计，并通过主蒸汽压力LQ次优化调节策略来实现。
结束语
由于我国经济近几年的快速发展，对于火力发电技术的创新和改革变成越来越重视，也投入了许多重要的资源，尤其是自动化理论的应用。随着高科技技术的不断进步，使得火电厂热工自动化技术得以完善和发展，也为我国的电力工程奠定了基础。这篇文章主要研究了火电厂热工自动化的现状以及自动化控制理论在火电厂热工自动化中的应用。
参考文献：
[1]白小勇.常见电厂热工自动控制技术浅析[J].科技风，2017（20）：138+143.
[2]刘延文.自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用[J].中国设备工程，2017（16）：177-178.
[3]康瑞庭，孙婧.热工自动控制在火电厂中的可靠性分析[J].中国设备工程，2017（15）：190-191.
[4]韦盛.解析热工自动化控制在火电厂的应用及发展[J].通讯世界，2017（10）：137-138.
[5]赵国栋.火力发电厂中热工自动化技术的研究[J].绿色环保建材，2017（01）：195.
论文作者:李敏
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/17
标签：火电厂论文; 热工论文; 理论论文; 自动控制论文; 仪表论文; 系统论文; 蒸汽论文; 《电力设备》2018年第15期论文;