关于电厂自动化控制技术的应用和改进

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摘 要：随着社会经济的不断发展、科学技术的不断进步，自动化控制技术在电厂生产过程中应用的越来越普遍。文章主要对电厂生产过程中应用的各种自动化控制技术进行相关的概述，分析它们应用过程中存在的问题与优势，同时对工业以太网的应用优势进行分析，并且提出相关的改进措施。

关键词：电厂；自动化控制技术；应用

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）12-0101-02

电厂生产过程主要包括主机控制系统、脱硫系统、除渣系统、水处理系统、以及发配电系统等工艺过程。在电厂控制系统中，锅炉、汽机等主要设备的热力生产过程由集散控制系统进行控制，相关的辅助系统由可编程逻辑控制器组成，如输煤控制系统、输灰控制系统、煤泥控制系统等。随着科学技术的不断发展，现场总线技术逐渐得到了广泛的应用，成为了控制系统主要的发展方向。在信息技术、数字技术飞速发展的今天，一定要加大自动化控制技术的研究、应用，这样才能够为电厂自动化、信息化与数字化的发展提供可靠依据和支持，并解决生产过程控制过程中出现的各种问题。

1 可编程逻辑控制器与集散控制系统的概述

可编程逻辑控制器是在电厂工艺过程控制的基础上设计的自动操作的数字化装置，主体选取是可编程控制器，以此来执行顺序运算、逻辑运算等操作指令，并且通过模拟或者数字输入与输出的形式，对各类生产过程进行科学的控制。我公司水处理系统、输煤系统、输灰系统以及煤泥控制系统均采用了这种plc控制方式。集散控制系统结合了通信技术、CRT技术、控制技术与计算机技术，系统的核心是工业控制计算机，通过对各类数据信息的收集、整理、分析、输出，达到控制现场工业设备的目的。我公司一期主机控制系统采用的是北京和利时系统工程有限公司smart pro DCS控制系统、二期采用上海华文MACS 3000 DCS控制系统，其控制操作的特点就是规律性比较强、可靠性比较高、控制能力比较好、系统的开发比较方便、人机交互操作简单，大大减少了人工控制的劳动强度和出错的几率，因此，在电厂自动化控制中起到了非常重要的作用。

可编程逻辑控制器与集散控制系统是由硬件与软件构成的独立产品，为了加强彼此市场的资源保护，进行了相应的技术封锁，进而导致不同系统资源共享障碍，在一定程度上阻碍了电厂信息化建设，加上现场检测方面还存在着一定的瓶颈，导致经常出现信号堵塞的情况，降低了系统运行的安全性与可靠性。

2 现场总线控制技术的概述

随着科学技术的不断发展，在可编程逻辑控制器与集散控制系统应用的过程中发现了许多的问题，进而逐渐提出了一种现场总线控制的概念。现场总线控制的特点就是开放、可靠、互联、分布，同时这些特点也是集散控制系统的缺点。一般情况下，集散控制系统都是一对一的独立信号传输过程，其模拟信号的精度比较低，非常容易受到外界的影响。现场总线控制采用的是一对多的信号传输方式，其模拟信号的精度比较高，同时也具有很强的可靠性，用户可以根据自身实际需求选择适合的设备互联。现阶段，现场总线控制系统的应用过程中也存在着一些不足，比如通信协议不统一，主要有EFA、modbus、Profibus-DP/PA等。除此之外，现场总线控制系统的通信速度比较慢，相应的设备也比较少，并且价格还比较昂贵。尽管现场总线控制系统的应用会给用户带来相应的效益，但是其效益太过局部，无法实现企业的整体效益。所以，在应用现场总线控制系统的时候，一定要与其它管理系统进行有效的结合，即实现一体化的管理与控制。

3 工业以太网的概述

工业以太网技术是以太网技术应用到工业环境中的产物。工业以太网起源于以太网，但是又与以太网有所区别。通过对工业环境的适应，对以太网的通信实时性以及传输的确定性进行相应的改进，并且添加一些控制功能，进而形成了工业以太网技术。工业以太网技术主要包括流量控制、信息优先级、交换技术、改进容错技术等，对一些确定性问题予以处理；通过采用相关软件协议与提高通信速率等对策，对实时性问题予以处理；通过改进结构工艺与升级元器件等措施，对网络供电问题进行相应的处理。由此可以看出，工业以太网具有结构简单，容易安装，成本相对较低，相应的传输速率也比较快，冗余能力比较强等优势，这些优势是可编程逻辑控制器、集散控制系统与现场总线控制系统不具备的，所以，在电厂自动化控制中工业以太网的应用最为理想。

4 工业控制网络的改进与发展

4.1 可编程逻辑控制技术的改进与发展

随着自动化控制技术、微电子技术与计算机技术的飞速发展，可编程逻辑控制技术及应用也得到了高速的发展，主要体现在两个方面：其一，对超小型产品的研发加大力度，同时降低价格；其二，对大型、标准化、多功能以及智能化的产品进行研发。目前，可编程逻辑控制技术已经逐渐融合了神经元网络、模糊控制等技术，极大的增强了系统的通信与控制能力。

4.2 现场总线控制技术的改进与发展

现场总线控制技术的改进与发展主要体现在两个方面：一是不断完善低速现场总线控制技术；二是加强对高速现场总线控制技术的研发，高速现场总线控制主要就是应用在互联与完成低速现场总线控制的互相连接，其充分体现了系统分散控制结构的发展趋势。

4.3 多现场总线控制技术逐渐向工业以太网技术方向发

展

在电厂生产过程中，存在着多现场总线控制并存的情况，如我公司现场控制有MODBUS、PROFIBUS、CANBUS等多种控制方式，其存在的原因有很多，主要可以概括为两个方面：从技术方面而言，应用的设备类型不同，其对通信能力的要求也就存在一定的差异。自动化技术的领域有很多，不同领域对总线要求存在着一定的差异。如在电气控制方面，根据需要采用的是CANBUS总线，而主机控制系统则采用通讯速率更高、更可靠的profibus、工业以太网等控制总线。目前，工业以太网技术已经从信息层面渗透到了设备层面与控制层面，并且逐渐成为控制网络中的一员。正在应用的主要现场总线控制也在不断修改各自的应用层协议，支持TCP/IP规范，进而达到各协议兼容的目标。

总而言之，多现场总线并存的现象在短时间内是不会消失的，随着工业以太网的逐渐发展与完善，主流现场总线正在逐渐减少，工业以太网技术逐渐占据了主要地位。除此之外，随着现场总线技术与以太网技术的不断发展与进步，逐渐构建了一种现场总线技术与以太网技术结合的“一网到底”的控制系统，进而使高层管理人员也可以对生产现场进行直接的控制，达到了生产现场与工厂管理的无缝集成，这已经成为了控制技术的新型发展方向，对电厂自动化控制的发展有着推动作用。

5 结 语

在电厂生产信息化与自动化的过程中，一定要充分结合电厂生产工艺与特点的实际情况，应用最为适合的现场总线控制技术以及相应的检测与规范标准。不强求一种现场总线控制技术可以适合全厂的应用，所以，在电厂生产过程中，无论是应用什么技术都应当适合控制系统的运行，实现电厂的信息化与数字化发展。

参考文献：

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