火电厂电气自动化中分散控制系统的运用
发电厂电气自动化中对分散控制系统应用[论文]
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发电厂电气自动化中对分散控制系统的应用摘要：分散控制系统最早是在1985年的美国出现的，已经经历了20多年的发展，其应用越来越广泛，技术越来越成熟。
在发电厂电气自动化中的应用，运行效果良好，实现了控制的一体化，和完善的功能，利于机组的稳定运行，可以为火电厂创造更好的经济效益和社会效益。
对分散控制系统在发电厂电气自动化中的应用进行分析。
关键词：发电厂电气自动化分散控制系统中图分类号：tm621 文献标识码：a 文章编号：1007-3973（2013）005-073-0220世纪80年代末至90年代初期，分散控制系统（dcs）在单元机上获得了广泛的应用，目前分散控制系统技术已经日益成熟，并广泛应用在了火电厂的电气自动化控制中。
本文对分散控制系统进行阐述，并分析了dcs系统的特点，并对其在火电厂电气自动化中的应用进行研究。
1 分散控制系统的设计2 分散控制系统的特点（1）可靠性高。
分散控制系统采用的理念为分散结构，有助于确保系统可靠性。
分散结构主要表现在系统功能分散和地理位置分散两方面。
采用这种分散结构能够将系统危险性进行分散，局部设备发生故障的情况下不会对其他部分正常运行产生影响。
另外，关键设备进行冗余配置是确保系统可靠性的一项有力措施。
对控制器、电源、通信设备等实施冗余配置，当主设备出现故障，后备设备可接替其工作，能够将系统可利用率进一步提升。
dcs系统中还采用了一些模块化、标准化的软件，也有助于保证系统的可靠性。
（2）监视性能好。
分散控制系统利用高智能操作员站实现过程现场的监视及操作，且具备较友好的人际交互界面，能进行直观观测。
（3）扩展性能好。
通常情况下系统采用的是递阶数据通信网络，可实现通信分层化。
系统构成相对较灵活，硬件高度集成化，设备接口模块化、标准化，均提供了较好的扩展性能。
（4）编程容易。
编程采用的是控制图形界面及功能码控制组态，可自动生成执行文件。
对用户的编程能力要求较低，只需掌握填表、作图进行组态的方法即可，且应用程序质量可靠。
火力发电中电气自动化技术的应用探讨
１电气 自 动化技术 在火力发 电中的基本作用 远程智能 方式是在数据采集较集中月一离控制室较远的现场 电气 自动化 技术是 一种先进 的技术 ， 在发 电厂 中， 主要是 发挥监 控 设立远程 ｍ 采集柜（ 即现场 Ａ ／ Ｄ转换机柜） ， 现场设备 加 信号通过硬 的作用 ， 对于电气的运行状况进行监测分析， 也会有数据信号的反馈功 接线 电缆与加采集 柜相连 ，加采集柜 与控 制室 Ｄ Ｃ Ｓ 控制器主机柜 通过 能。电气 自动化技术大多是发挥了监测功能， 在电气设备运行期间， 对 光 纤或双绞线 。 远程 Ｙ Ｏ具有 节省大量 电缆 、 节省安装 费用 、 节省控制楼 设备 的运 行状态进 行监测 ， 通过 对数据 的分析与反 馈 ， 能够及 时的发 现 面积、 可靠性高等优点智能化远程 加 还可完成数据处理、 自 检、 自校正 运行中出现的问题 ， 然后发出预警。在必要白 句 Ｊ 隋况下 ， 还会 自动采取紧 等 功能 。但 Ｉ ／ Ｏ卡件 、 模拟量卡件 及电量变送器还是不 能减少 。 急措施 ， 及时 的切断 电源 ， 保护设备不 受更大 的损坏 。除此 之外 ， 在火 电 ４ ＿ ３现场总线控制 系统方式 厂中， 利用 自动化技术还可以进行远程的数据分析与传输 ， 实现对设备 现场总线是当今 ３ ｃ技术， 即通信 、 计算机、 控制技术发展的结合 ， 的在线管理 ， 提高了火电厂的运行效率和质量。 在故障诊断方面也具有 是信息技术、 网络技术发展到控制领域和现场的体现。现场总线废弃了 非常先进的技术， 可以实现快速的诊断 ， 缩短设备的维修时间， 减少因 Ｄ Ｃ Ｓ的控制站及其输人腧 出单元 ， 从根本上改变了 Ｄ Ｃ Ｓ 集中与分散相 为维修而造成的经济损失。 结合的集散控制系统体系，通过将控制功能高度分散到现场设备这一 ２电气 自动化 技术 在火力发 电中的必 要性 途径， 实现 了彻底 的分 散控制 。 在 以往 的火电厂运行 中 ，对于 电厂的集散控 制系统 主要是集 中在 ５创新 电气 自动化技术在 火力发 电中的应用 机、 炉的简单系统中， 在电气系统的运行方面也是相对独立的， 在各个 ５ ． １统一单元炉 机组 装置之间的信息互访缺乏有效的沟通。这种工作形式对于电厂的工作 创新 电气 自动化技 术在火力发 电 中的应用 ， 实现 由机 、 电控制一体 人员增加 了很大 的负担 ， 对 于系统 之间的沟通需 要通过 人为 的传 送来 化 向火力发 电厂机 、 炉、 电一体化的 单 滞 Ｉ 运 行监控方式转化 。这样 ， 火 实现 ， 对 于复杂 的电气装置 来讲 ， 无法 有效 的预 防故障 的发 生 。所 以说 力发 电厂 中集 散控制 系统 （ Ｄ Ｃ Ｓ ） 可 以通 过机 、 炉、 电单元 制的运行 方式 在这种形 势下 ， 电气 自 动化 技术的应用具有很 大的必要 胜。电气 自动化 对整个火电机组的所有运行参数和状态信息进行汇总和分析 ，最大限 技术的应用可以实现信息上的共享， 对于集散控制系统来讲， 在运行 的 度地挖掘火电机组潜力， 并发挥其自身特有的控制功能， 最大限度地缩 参数 上 ， 以及 运行状 态都有 明确 的评 价与监 测 ， 可以实 现在 线监测 ， 对 小控制室，实现对监控系统的简化，也就能够最大可能地降低成本造 于 系统 的运行状态可 以集中反映 ， 提高 了系统 的运行效率 。同过 互联 网 价； 同时 ， 统一单 元炉机 组也 便于 火力发 电 中电厂信 息管 理系统 （ Ｍ Ｉ ｓ ） 技术的运用， 还可以实现信息共享 ， 对于设备 的运行状况 ， 可以在总的 的信息采集 ， 从而加强火电电网的统一运行和管理， 完成中调 Ａ Ｇ Ｃ的 控制 端进行观 察 ， 在设备发 生故 障之前 可 以提 前预警 ， 有效 的预 防事故 相关指令和要求 ， 提高电网的工作效率 ， 使其保持在最经济和最佳的运 的发 生。在科学技术快 速发展 的形势下 ， 电气 自动化技术 的应 用也是顺 ￣ ５ － ６ ｔ 态 。因此 ， 统—单元炉机组有 利于提高火 电机组 的监控水平和 自动 应 时代 的发展趋势 ， 为火 电厂未来 的发展 提供了有利 的环境。 化水平 。 ３电气 自 动化 技术在火力 发电中的发展现状 ５ ． ２创新控制保 护手段 在我 国的经济发 展不断进 步的情况下 ，对于 电力 的需求 也在与 日 般 来说 ，在传统 的火 力发 电中所 采用 的系统控制 和保护手段 为 俱增 ， 这就需要火电厂在生产效率和质量方面都要有所提升 ， 为经济发 报警和连锁，仅仅只能实现超限报警以及联锁跳机的波动 陛控制和保 展 提供稳定 的电力 供应 。 科学技术 的发展 ， 为电气 自 动 化技术的发展 提 护 。而通过创新 电气 自动化技术 ，可 以通过采用 计算机 的控 制保护 技 供 了 巨大 的支持 ， 在火 电厂 的运行 中 ， 也越来越 多 的应用 到 电气 自动化 术 ， 实现 对电气 自动化系统 的运营检测 和故障 诊断等 ， 从而提 前发现 火 技术。电气自动化技术不仅能够实现数据的采集 ， 还可以在信息方面进 电设备的系统隐患， 并改变控制和保护策略， 采取诸如系统冗余等一些 行 共享 ，对 于设备 的运行状况 进行监测 和保护 。在 现代技术 发展形 势 主动性控制和保护措施 ，对系统故障的范围进行自动控制 ，防患于未 下， 各 种先进 的生产工艺 以及新 型的设备 已经广泛 的应用 与火 电厂 中 ， 然， 保证电气 自 动化系统能够继续保持运行状态。另外， 也可以使实现 这 就对 电气 的运行状 态提 出了更大 的挑 战 ，稳定 的电气运行 是发 电厂 电气 自动化 系统 设备从 预防维护 的被动和事故 后维修转 化为预 防维护 正 常运行 的基础 条件 。 对于各种 先进的 电气设备进 行管理 ， 就需要 与之 的预知和设备维修 的同时进行 。 配 套 的电气 技术 ， 所 以电气 自动化 技术是 时代发展 的必然趋势 ， 是有效 ６结束语 提高电气运行的重要手段。随着科技的不断发展和技术人员的不断学 在我 国的工 业发展 中 ， 火 电厂发挥 着重要 的作 用 ， 对我 国的经 济建 习， 对 于火 电厂 中的电气运行技 术将会不 断 的提升 与完善 ， 在技 术水 平 设 以及人们 的 日常生活都有重要 的影 响。随着社会 的不 断发展 ， 对于 电 上和功能上会更 加进步 ， 为火 电厂的运 行创造更 加有利的环境 。 力 的供应需求 越来越 大 ， 而在科技发 展 的背景 下 ， 各种先进 的设备 和工 ４创新 电气 自 动化 技术在火力发 电中的系统配置 艺 也广泛 的应用 于电力生产 中。电气 自动化技术在火 电厂中的应用 ， 有 ４ ． １ Ｉ ／ Ｏ集 中监控方式 效 的提高 了电厂 的运行 质量和经 济效益 ， 对 于 电厂 的正常运转提 供 了 集中方式 。 是 将电气 的各馈 线在现场 设置现场设备 Ｙ ０接 口， 通 有利的条件。 在科技不断发展的形势下， 随着火电厂电气系统的运行实 过硬接 线 电缆 与集控 室 Ｄ Ｃ Ｓ Ｙ Ｏ通 道相连 ，经 Ａ ／ Ｄ处理 后进人 Ｄ Ｃ Ｓ 组 践 ， 电气 自 动 化技术还将 会更加 的完善 ， 为火 电厂的运行 奠定坚 实的基 态， 实现 Ｄ Ｃ Ｓ 对全 厂电气 没备 的监 控。 础， 为我国的经济 发展创 造更加有 利的环境 。 参考 文献 这种监控方式优点是速度对应快、 运行维护好 、 监控站的防护等级 低， 从而使 Ｄ Ｃ Ｓ的造价下降， 但由于电气设备全部进入 Ｄ Ｃ Ｓ 监控， 随着 『 １ １ 张拥 军． 优 化 火电厂 自 动 控制 系统的 重要 ｝ 生 及 对策『 Ｊ １ ． 中国集体经 济 ， ０ ０９ ． 监控对象的大量增加使 Ｄ Ｃ Ｓ 主机冗余的下降， 电缆数量巨大， 控制楼面 ２ 积大， 长距离电缆引进的干扰可能影响 Ｄ Ｃ Ｓ的可靠 陛。 ［ ２ ］ 赵杨 ， 丁宝峰 ， 杜 翠女 ， 等． 浅谈 电气 自动化��
解析火电厂电气自动化与电气工程融合运用
解析火电厂电气自动化与电气工程融合运用摘要：随着经济的发展与社会的进步，我国的科技水平也逐渐提升，自动化的技术也已经应用到电气工程的相关领域内了。
电气自动化的技术应用已然成为电气工程的研究发展过程中需要攻克的一个难题。
本文针对火电厂电气自动化与电气工程的融合应用进行问题分析，作出综合性的阐述。
最后提出切实可行的意见和建议，有望对火电厂电气自动化与电气工程融合运用的方向提供帮助。
关键词：火电厂；电气自动化；电气工程；融合运用众所周知，电气自动化是电气工程中的重要技术手段，当今社会的发展进步主要依靠自动化技术的发展，在工业领域内电气自动化的应用是十分广泛的，尤其是火电厂的电气工程之中，运用自动化技术能够有效提高工作效率，为火电厂创造更大的收益。
尽管我国的信息科技水平一直在发展进步，但是我国的电气自动化发展水平仍不能与外国相媲美。
在此基础之上本文对于火电厂电气自动化在电气工程中的融合与运用进行深入探讨，分析发现其中的应用途径，为后期电气自动化的广泛应用作出良好的铺垫。
一、电气自动化和电气工程概述（一）电气自动化技术进入21世纪以来，随着我国的科技水平逐年提高，新型的技术也不断出现，这对国家科技发展水平提升有很大的帮助。
与此同时传统的技术已经不能满足当代社会发展的需求了，所以自动化的技术就应运而生了。
随着我国网络信息技术的应用与普及，各个领域都向自动化方向发展，这样一来就可以节省大量的劳动资源，实现各领域的稳定发展。
在火电厂的电气工程领域电气自动化的融合运用是其发展的重要节点之一，只有利用机器人和自动化的手段代替传统的劳动力，才能实现利益最大化，为企业的长足发展奠定坚实的基础。
与此同时大量的工作由机器人代劳可以有效保证工作效率，实现整个电气工程的稳步推进，为日后的发展提供重要的动力。
（二）电气工程电气工程是电能的重点工程，其发展不仅能够影响我国的工程化的发展水平，而且对于日常的生产生活也有十分重大的影响。
火电厂电气自动化控制系统设计
第17期2023年9月无线互联科技Wireless Internet TechnologyNo.17September,2023作者简介:杨耿涛(1994 ),男,河北隆尧人,助理工程师,本科;研究方向:火电运行㊂火电厂电气自动化控制系统设计杨耿涛(河北兴泰发电有限责任公司,河北邢台045000)摘要:文章依据火电厂运行需求,提出了一种火电厂电气自动化控制系统设计方案㊂系统以DCS 系统为基础,构建了检测保护层㊁通信管理层与上位机系统3个硬件层面的保护层级,并在单神经网络基础上进行了PID 智能控制模块设计㊂在系统功能实现上,文章提出了数据库系统㊁监控系统和应用PID 控制器的控制策略设计内容,并最终确定了火电厂控制策略的最佳应用流程,从而实现了对火电厂电气设备的智慧化控制管理,满足了系统自动化控制管理要求㊂关键词:火电厂;电气自动化;单神经网络;设计流程中图分类号:TM621;TP39㊀㊀文献标志码:A 0㊀引言㊀㊀目前,我国虽然大力发展绿色电力,但是仍然高度依赖火力发电的发电方式㊂2022年我国火力发电装机量仍然超过了50%,火力发电量占比虽有降低,但是仍然维持在70%以上㊂面对 双碳 目标的提出,火电行业如何推进火电产业转型升级,已经成为整个行业的重点关注话题[1]㊂鉴于此,火电厂采用自动化控制技术提高设备运行效率㊁降低能源消耗,普及与应用电气自动化控制系统已经成为促进火电产业整体良性发展的关键举措㊂1㊀需求分析㊀㊀目前,火电厂的分散控制系统(DSC 系统)主要侧重于汽机锅炉,而忽略了对电气系统的运行监控,且对电气系统运行控制的要求在已有DSC 系统中难以完全得到满足,通过硬接线将电气系统直接与DSC 相连,无法充分发挥出电气系统智能终端装置的测量㊁监控与通信作用,使得基于DSC 系统的电气控制系统自动化水平较低[2]㊂鉴于此,火电厂需要采用分层分布式控制结构进行电气自动化控制系统设计,并采用PID 智能控制器模块实现对电气系统的智能化控制,充分发挥火电厂电气自动化控制系统的优势㊂2㊀火电厂电气自动化控制方案设计2.1㊀总体架构设计㊀㊀本文选用DCS 系统作为系统主站,形成以DCS系统为控制核心的电气自动化控制系统,总体架构如图1所示㊂PLC 与远程输入/输出设备利用远端控制模块实现通信,通过现场总线进行数据交换,PLC 根据远程站对地址设置的要求对远程分站进行地址设置,用于区分从站㊂DCS 系统可直接参与从站数据通信,且不会加剧编程工作量㊂系统中,DCS 系统为总站,远程分站有3个,分别为中间站㊁远程中心站与燃料仓站[3]㊂图1㊀总体架构现场总线为开放全数字化的㊁双向多站的计算机网络,利用该网络将智能终端设备㊁PLC 与现场设备相连,主要采用数字信号的传输模式,不同节点可以共用同一条物理传输介质㊂智能终端设备集成了CPU㊁存储器㊁A /D 转换器与I /O 回路,具体包括中压系统保护测控装置㊁低压系统自动保护装置等,通过智能终端设备进行电气设备运行数据的采集㊁处理与集中控制,将相关信息以数据信号的形式上传至DCS 等控制层,并接受来自控制层的控制指令[4]㊂2.2㊀系统功能层㊀㊀整个系统包括3个功能层,具体如下: (1)监测保护层㊂监测保护层由电气系统保护与自动装置构成,具体包括智能终端设备㊁发变组保护㊁自动励磁装置(AVR)㊁自动同步系统(ASS)等㊂所有保护装置的保护功能具有独立性,通过现场总线将各类设备直接与通信管理层相连,从而实现对这些设备的分散监测与控制㊂(2)通信管理层㊂通信管理层为现场总线,负责接收DCS对监测保护层下达的各项控制指令,以及后台工作站下达的修改定值指令等,并将接收到的指令分发至目标装置㊂同时,通信管理层还需要负责接收不同监测保护装置上传的电气设备运行信息,并反馈至DCS系统与后台工作站㊂通信管理层与DCS系统㊁后台工作站之间的连接采用以太网,通常需要配置通信管理单元,需要提供12个通信接口㊂(3)上位机系统㊂上位机系统包括DCS系统与后台工作站,DCS 系统为核心控制系统,后台工作站主要负责电气设备定值修改㊁管理维护等指令的下达工作㊂2.3㊀基于单神经网络的PID智能控制器模块㊀㊀为了提高系统的智能控制水平,系统在智能终端设备中加入了PID智能控制器模块㊂该模块采用单神经网络的PID智能控制器,有利于提高对电气设备控制的自我学习能力,提升电气设备控制的自适应性,具体结构如图2所示㊂转换器在输入过程中,通过对电气设备运行参数的分析,进一步优化电气设备的被控制过程,改善PID控制水平,以s(r)的设置为例,经过转换器的转换后,直接输出为状态数,其中,Y1(r)与ϕ(r)相同,在此基础上可求解出Y2(r),即ϕ(r)-ϕ(r-1),同理也可以求解出Y3(r)=ϕ(r)-ϕ(r-1)-ϕ(r-2)㊂S 为性能指标,R为神经元比例系数,神经元通过关联检索生成衍生信号H p㊁H i㊁H d,并通过路径优化混合控制策略进行调节,实现对电气设备的自动化控制目标㊂3㊀系统功能实现3.1㊀数据库系统的实现㊀㊀火电厂电气自动化控制系统中的数据库系统通图2㊀PID智能控制器过JdbcOdbc桥接方式实现系统功能,预先将数据库系统与本地Oracle数据库相连,其实现方式为数据源,实现在本地直接对数据库的调用功能㊂完成数据库连接后,系统界面设计中应明确数据库系统功能在火电厂电气自动化控制中的应用方向与管理需求,数据库系统运行管理涉及工作空间㊁台账管理㊁定期工作数据查询和状态管理等多项内容㊂因此,系统界面设计应包含功能定制㊁模型定制㊁角色管理与系统功能设定等内容㊂系统应用时,管理人员可通过导航栏电机相应的功能按钮实现相应的操作指令,如添加工作任务时,可通过数据库系统界面的台账管理㊁电气MIS报表㊁添加记录等模块完成㊂完成系统数据添加后,根据火电厂电气管理工作需要,管理人员可通过选择数据进行修改,但修改功能仅限于部分高等级权限人员,以保证系统数据信息安全㊂数据库系统实现中,管理人员首先需要在数据库建立类模型,类添加属性与字段进行一一对应,通过字段类型确定相应的精度与长度,从而编辑Web中类的属性,包括精度㊁长度㊁种类㊁名称㊁位置㊁项目与人员时间等,从而实现对属性的查看与修改,完成模型构建㊂3.2㊀监控系统的实现㊀㊀(1)电源切换㊂该功能模块可确保火电厂机组的安全运行,可以为机组运行提供备用电源,以保证在异常情况下能够迅速实现电源切换㊂火电厂电气自动化控制中所使用的电母线有工作分支与备用分支两种,工作分支在日常运行状态下接入系统,另外一条线路始终处于备用状态,当出现运行线路异常情况时,监控系统则会立即接入备用电源,从而实现备用线路的稳定供电,保障系统母线供电的稳定性㊂火电厂监控系统运行时有两条供电途径,其中备用电源处于断开状态,运行中两条线路相互备用,通过系统监测开关操作异常情况㊁断路器情况与接线方式进行电源切换操作㊂(2)低压电源切换㊂低压电源系统会根据系统逻辑指令进行自动切换,在低压电源切换中对汽机断路器和合跳闸逻辑指令如表1所示㊂表1㊀汽机断路器合跳闸逻辑指令内容逻辑指令信号名称状态允许合闸条件逻辑断路器分闸位置真断路器远方控制真无断路器控制电源消失非无断路器故障非PC1A段母线PT控制回路断线非PC1A段母线PT直流电源消失非PC1A段母线PT低电压动作非PC1A段母线PT熔断器熔断非侧断路器合闸状态非允许跳闸条件逻辑断路器远方控制真断路器合闸位置真㊀㊀(3)高低压用电控制原理㊂火电厂高低压用电控制均采用远程分合闸控制与就地手动分合闸控制相结合的方式,但高压控制的电气回路转换采用CK转换开关,而低压电气回路转换则采用LK转换开关㊂3.3㊀控制策略设计㊀㊀火电厂电气自动化控制中,设定PID控制器包含3个整定变量H p㊁H i㊁H d,且3个变量均存在5个有效数位㊂之后,将3个参数值抽象化于平面坐标中,并绘制出等间距和等长度的15条垂直x轴的线段,分别为A1,A2,...,A15㊂将所有线段进行九等分,从每条垂直线段上获取相应的10个节点,以此描述线段的数位值㊂此时,平面坐标系中存在15ˑ10个节点,将平面中的节点设定为a(x j,y j,i),其中x j为线段A j 的衡坐标,y j,i为A j上节点i的纵坐标,其数值和节点的纵坐标值相对应㊂在蚁群算法中从坐标原点O出发,其爬行路线可描述为:B={O,a(x1,y1,i),a(x2,y2,i),...,a(x j,y j,i)}在火电厂电气自动化控制中,按照如下流程实现有效控制㊂步骤1:依据参数整定方法(Z-N法),运算PID 参数为H p,s-M㊁H i,s-M㊁H d,s-M㊂步骤2:蚁群种群数目为n,存在15个用于保存途经节点的纵坐标和路径属性信息㊂步骤3:运用混合算法进行参数初始化㊂步骤4:设定变量j的初始值为1,当参数p<p0则计算蚂蚁在线段A j中各个节点转移的概率Q h ji(t),反之,使用赌轮选取方法确定后续节点,并记录数值㊂其计算方法如下:Q h ji(t)=[Ψji(t)]1㊃[ϑji(t)]2ðhɪallowed h[Ψji(t)]1㊃[ϑji(t)]2,iɪallowed h0,elseìîíïïïï式中,allowed h为h下一步可选取的节点; [Ψji(t)]1为描述信息素轨迹强度重要性;[ϑji(t)]2为描述能见度因素的重要性㊂步骤5:当所有蚂蚁走完一个节点后进行局部刷新㊂步骤6:设定j=j+1,若jɤ15,则返回步骤3,反之继续㊂步骤7:根据蚂蚁爬过路径,运算分析此路径所对应的PID参数H h p㊁H h i㊁H h d,通过仿真计算,获取火电厂电气自动控制系统性能指标S h z㊁稳态误差d h和超调量e h,计算其所对应的目标函数㊂步骤8:刷新全部信息素,并自适应调整全体信息发挥系数,刷新方式如下所示:Ψjiѳ(1-∂)㊃Ψji+∂㊃ΔΨji步骤9:运用单点交叉策略实施杂交,衍生出新的个体㊂步骤10:通过基本位变异方法再次计算每个参数值㊂步骤11:若控制策略中全部蚁群没有收敛至相同路径,则需再次将所有蚂蚁放置于起点位置并跳至步骤4㊂反之停止运算,输出最佳路径与相应参数㊂4 结语㊀㊀火电厂电气自动化控制系统的构建仍然以采用DCS系统作为首选,该系统在工业自动化控制方面具有其他控制系统难以比拟的应用优势,在现场总线技术出现以后,DSC系统在火电厂电气自动化控制方面的应用也可以得到进一步发展,以现场总线实现DSC 系统同智能终端设备的连接,可以有效解决基于DSC 系统的电气控制系统自动化水平较低的问题,并通过智能终端设备的优化,可以实现对电气设备的智慧化控制,真正发挥出火电厂电气自动化控制系统的控制作用㊂参考文献[1]刘放.探究大型火电厂电气自动化控制技术[J].电气技术与经济,2023(3):84-87.[2]吴燕峰.智能化技术在电气自动化控制系统开发中的运用研究[J].设备监理,2023(2):1-3,8. [3]田野.大型火电厂电气自动化控制技术研究[J].现代工业经济和信息化,2021(10):135-136,139. [4]乔建平,杨志荣,郭芬.解析火电厂电气自动化与电气工程融合运用[J].中国新技术新产品,2020 (9):43-44.(编辑㊀李春燕)Design of electrical automation control system for thermal power plantsYang GengtaoHebei Xingtai Power Generation Co. Ltd. Xingtai045000 ChinaAbstract This article proposes a design scheme for the electrical automation control system of thermal power plants based on their operational requirements.The system construction is still based on the DCS system with three hardware level protection layers detection protection layer communication management layer and upper computer system.PID intelligent control module design is also carried out on the basis of a single neural network.In terms of system function implementation the design content of control strategies for database systems monitoring systems and application PID controllers was proposed and the optimal application process of control strategies for thermal power plants was ultimately determined thus achieving intelligent control and management of electrical equipment in thermal power plants and meeting the requirements of system automation control management.Key words thermal power plant electrical automation single neural network design process。
火电厂输煤系统PLC控制改造为DCS控制
火电厂输煤系统PLC控制改造为DCS控制摘要：火电厂主要依托燃煤燃烧实现发电需求，其燃料成本占总发电成本的70%以上，因此合理优化控制燃料成本是电厂应对电力市场开放、灵活性电源要求的关键。
因电厂初期建设对厂内的自动化要求低，电厂多选用PLC（可编程逻辑控制器）作为控制应用装置，该PLC装置仅可实现本单元的控制功能，且因单网传输形式和信号反馈电缆问题常出现输煤系统的信号误发现象，导致系统内设备运行动作联锁滞后以及突然制动的问题。
因此，为改善输煤系统控制信号反馈问题，适应输煤系统全流程、全自动管控现状，将厂内原有PLC系统在线改造为更为安全可靠的DCS（分布式控制）系统，以保证厂内生产安全稳定，进而实现降本增效的发电目标。
关键词：火电厂；输煤系统；PLC控制；DCS控制；改造输煤系统是承担火电厂内燃煤由入厂开始到锅炉原料斗为止的输送和监测任务的重要辅助系统，其中包括来煤计量、卸煤、储运、堆取、破碎、配仓等环节，具有设备种类多、流程组合繁杂、运行和控制方式独特的特点，该系统是电厂燃料供应的基础站，其一旦发生故障，就会影响厂内机组安全稳定经济运行。
现阶段，随着输煤系统自动化程度的提高，输煤程控系统需满足整个运煤设备工艺流程及运煤设备程控的要求，且需要对运煤系统设备和皮带保护装置的信号进行采集，对设备的自动化运行进行监测和控制，对数据信息进行处理和存储，进而需要对程控系统进行升级改造。
1.项目改造的必要性及可行性DCS是分散控制系统;PLC是可编程逻辑控制器，两者是“系统”与“装置”的区别，系统可以实现任何装置的功能与协调，PLC装置只实现本单元所具备的功能。
DCS网络是整个系统的中枢神经，DCS系统通常采用的国际标准协议TCP/IP。
它是安全可靠双冗余的高速通讯网络，系统的拓展性与开放性更好。
而PLC因为基本上都为单个小系统工作，在与别的PLC或上位机进行通讯时，所采用的网络形式基本都是单网结构，网络协议也经常与国际标准不符;DCS系统所有I/O模块都带有CPU，可以实现对采集及输出信号品质判断与标量变换，故障带电拔，随机更换。
火电厂分散控制系统的应用发展
Ｄ Ｓ已可实现对炉机电整套单元机组的 Ｃ
检测、 控制、 报警和保护等全面的控制。
三 空冷控制系统与 Ｄ Ｓ的关系 Ｃ
近几年随着国家对自然资源保护意 识的加强 ，北方缺水地 区如山西、内蒙
通过 Ｄ Ｓ Ｃ ．已可实现单元机组的炉、机、
近几年随着电气控制纳入 Ｄ Ｓ Ｃ 的成功应
用 ，在新版“ 火力发电厂分散控制系统 （Ｃ ） Ｄ Ｓ 技术规范 书 的 Ｓ Ｓ中 已将电 Ｃ 气发变组和厂用电系统的控制作为Ｓ Ｓ Ｃ 的一部分 ，这说 明电气发变组和厂用电 系统的控制纳入 Ｄ Ｓ已相当成熟可靠 。 Ｃ
功业绩。电气发变组与厂用电、Ｄ Ｈ与 Ｅ
展。
的电气控制却仍采用一对一的强电操作。
电气控制系统与Ｄ Ｓ的关系 Ｃ
ＤＳ Ｃ 最初在国内燃煤 电厂应用时 其功能覆盖范围仅包括数据采集与处理 系统 （Ａ ） Ｄ Ｓ 和模拟量控制 系统 （ Ｃ ） Ｍ Ｓ， 然后扩展至顺序控制系统 （Ｃ ） Ｓ Ｓ 与锅炉 炉膛安全监控系统（Ｓ Ｓ 。作为Ｄ Ｓ的 ＦＳ ） Ｃ
１ ８
Ａ ＶｏＩ １０ ０． ． Ｎ ３
传统上都是由汽轮机厂成套提供一套独
立的控制系统。为了消除信息孤岛，于
上世 纪 ９ 年 代初提 出Ｄ Ｈ与Ｄ Ｓ Ｏ Ｅ Ｃ 进行 串
等项目的建设 ，实践证明空冷系统的运
行直接与机组密切相关 ，将空冷控制系 统纳入机组 Ｄ Ｓ Ｃ 是可行的。大同二电厂
维普资讯
件一体化。直到近两年 ．采取 Ｄ Ｈ Ｅ
作 组 控 统 散 系一 已规 火 为主 制 的 控 统方在燃电 机要系分制 ．面 常煤
机组的控制结构和控制范围上发生巨大 变化 ，另一方面随着空冷系统、脱硫系 统 、脱硝系统、大型 Ｃ Ｂ锅炉等新工艺 Ｆ
大中型火电厂DCS电气控制系统改造及应用
大中型火电厂DCS电气控制系统改造及应用随着火电厂发电技术的不断进步，DCS（分布式控制系统）在电气控制系统中起着越来越重要的作用。
火电厂对电气控制系统的要求也越来越高，为了提高火电厂的发电效率、运行稳定性和安全性，对DCS电气控制系统进行改造和应用已成为火电厂发电技术的重要环节。
一、电气控制系统的重要性作为火电厂的关键设备之一，电气控制系统的稳定性和可靠性对整个发电过程至关重要。
电气控制系统不仅负责调控发电设备的运行，还需要实时监测发电设备的运行状态，及时发现和处理故障，确保火电厂的正常运行。
现代火电厂要求电气控制系统具备更高的智能化和自动化水平，能够实时监控并优化发电设备的运行参数，以提高发电效率和降低运行成本。
在这样的大背景下，对于电气控制系统的改造和应用尤为重要。
DCS电气控制系统是目前电力行业中应用最为广泛的一种自动化控制系统。
它利用先进的传感器、执行器和控制算法，实现对发电设备的全面监控和控制。
DCS电气控制系统的主要作用包括以下几个方面：1. 实时监测和控制：DCS系统可以实时监测和控制发电设备的运行参数，包括电流、电压、功率、温度等，确保发电设备的安全可靠运行。
2. 故障诊断和处理：DCS系统可以通过传感器实时监测发电设备的运行状态，一旦发现异常情况，可以及时发出警报并进行故障诊断和处理，防止故障升级和影响发电正常运行。
3. 数据采集和分析：DCS系统可以对发电设备的运行数据进行采集和分析，为发电设备的运行提供数据支持，帮助调整运行参数，提高发电效率。
4. 远程监控和操作：DCS系统可以实现对发电设备的远程监控和操作，实现远程故障处理和设备调试，降低人工干预。
5. 能效管理：DCS系统可以对发电设备的能效进行管理，帮助优化发电过程，降低运行成本，提高发电效率。
随着火电厂发电技术的不断发展，原有的电气控制系统往往无法满足现代火电厂对电气控制系统的要求。
这就需要对原有的电气控制系统进行改造和应用，以满足现代火电厂的需求。
火电厂热工自动化DCS控制系统的应用及发展分析
火电厂热工自动化DCS控制系统的应用及发展分析摘要：热工自动化控制是火电厂基本的发展趋势。
随着现代信息技术不断进步，热工自动化控制与我国电力发展之间的联系日益紧密，并已成为我国火电厂生产能力的主要推动力量。
并且火电厂热工仪表的自动化控制是火力发电厂系统中的重要组成部分，它在应用中极大的提高和促进了设备的利用性和可靠性。
本文概述了火电厂热工自动化，简述了火电厂热工自动化的应用现状，对DCS应用发展进行了探讨分析。
关键词：火电厂；热工自动化；DCS系统；应用发展引言随着我国电厂机组容量的提升以及发电技术的进步，火电厂发电逐渐在我国供电系统中占据重要位置。
目前，电厂热工自动化技术已经利用新型自动化技术取得了巨大发展。
主要表现在两个部分，一部分，在机组中占据主要地位的DCS 系统使得原有控制结构出现巨大改变，另一部分，随着火电厂运营系统及总线技术的发展，热工自动化控制系统的完善也充满生命力。
1电厂热工自动化的概述电厂热工自动化指的是在不需要人工控制或者无人直接参与的情况下通过自动化仪表和自动化控制装置完成电厂热力参数的控制与测量，对各种信息的处理都能够实现自动化控制、自动化报警和自动保护要求。
热工自动化控制在电厂的应用使得热工设备安全得到了充分保障，大大降低了电厂工作人员的劳动强度，还提高了机组的工作效率和经济性，从而改善了工作条件和工作环境。
它的有效使用可以大大提高现代化企业发展水平。
2火电厂热工自动化的意义火电厂热工自动化技术顾名思义，它就是一种在火电厂热量发电过程中，人们采用相应的科学技术，使得发电设备的控制系统，在没有技术人员参与的情况下，可以自行控制的技术，从而对火电厂发电设备起到测量、控制、检测等作用。
目前在我国火电厂发展的国中，热工自动化技术应用得比较广泛，其意义主要体现在以下几个方面2.1保证设备和人身安全发电机组在运行的过程中，如果出现异常的情况，人们就可以通过自动化技术来对发电机组进行及时、全面的控制，这样就大幅度的降低了机组异常造成的损失，保障人们操作人民院的人数安全。
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火电厂电气自动化中分散控制系统的运用
随着我国工业实力与社会总体生产力的不断提升，科学技术总体体系的优化完善，电气设备的推广程度呈现稳步提升态势，与此同时电能需求量与消耗总量也有所提升。
在这一背景下，我国各火力发电厂以应用分散控制系统为途径，推动火电厂的电气自动化发展，从而提高电厂发电效率和经济效益。
其中，分散控制系统扮演着极为重要的角色，发挥出显著应用效用。
本文对分散控制系统在火电厂电气自动化发展中的运用情况进行分析与探讨。
标签：火电厂;电气自动化;分散控制系统
一、分散控制系统概述
1.系统运用原理
分散控制系统在火电厂电气自动化领域中的运用主要是以通信网络体系作为系统的中央枢纽，以微处理器作为系统核心，将系统的不同功能模块进行分散规划，并将系统的操作及显示模块进行集中，既保障了才对火电厂电气系统的集中控制，也充分保障了系统的运行稳定性与安全性。
例如在系统某一组件出现运行故障问题时，故障组件并不会对系统整体运行情况、其他组件造成严重影响干扰。
2.系统运用特征
2.1分部控制特征。
相较于火电厂其他电气控制系统结构而言，分散控制系统的核心理念在于，将系统结构进行合理拆解，将不同管理人员、系统组件设备与功能模块进行分部控制。
从而使得在系统某一分部出现运行故障时，将故障问题的影响范围加以隔离控制，以保障整体系统的运行稳定性。
2.2分级控制特征。
分散控制系统的结构级别相对较为合理，采用分级结构框架，将不同的控制职责、功能模块进行分级划分，不但从根源上规避了系统组件之间出现摩擦等问题，还实现对了火电厂电气系统与分散控制系统各项资源的合理利用、系统各项性能的优化提升。
2.3对外开放特征。
分散控制系统具有较高程度的对外开放性，相较于其他火电厂电气控制系统而言，可在分散控制系统运行过程中，结合或电厂实际发电与系统运行情况，对系统进行升级改造，增设新的功能模块。
2.4高自动性特征。
在系统运行过程中，系统核心的微处理器会结合系统实时运行情况，对系统运行过程中所出现的各类问题进行实时监测、提前发现与优化解决，这也大幅缩减了系统管理人员的实际工作量。
2.5自我诊断特征。
分散控制系统的核心在于所配置的微处理器。
而当前常
见型号的微处理器设备普遍具备自我诊断功能。
因此在系统运行中，微处理器会周期性对系统组件、火电厂所配置电气设备的运行参数、情况进行扫描监测，并根据检测结果判断是否存在运行故障问题。
3.系统运用必要性
3.1提高资源利用率与火电厂经济效益。
由于分散控制系统具有高度自动性特征，不但会根据系统的实时运行情况、火电厂发电情况进行自动化控制，还借助于微处理器的高超数字运算能力，实现了对系统控制精度、资源利用率的提升，并因此为途径降低火电厂运行成本。
3.2提高火电厂电气自动化系统稳定性。
在系统运行中，所出现各类运行故障问题的影响范围都得到了有效控制，并不会对整体系统的运行效率造成严重影响。
3.3有效落实各项控制指令。
由于分散控制系统的结构层次分明、信息传输速度快，因此不但可以将火电厂中所配置各类电气设备的实时参数、运行情况加以集中监测显示，还可保障所下达各项系统控制指令的快速、有效落实。
3.4全面性提高火电厂电气自动化程度。
相较于其他控制系统而言，分散控制系统的功能模块、组件较为全面，从实时监测、故障诊断等多个方面共同着手，全方位提高火电厂电气自动化程度。
二、火电厂电气自动化中分散控制系统的应用
1.分散控制系统在火电厂网络通信方向中的运用
在火电厂电气自动化发展过程中，首先需要保障对火电厂所配置各类电气设备运行参数的实时监测，才能在其基础上综合分析火电厂电气系统的运行情况，并制定、下达各项设备运行指令。
换而言之，各类系统运行信息、设备检测信息的实时稳定传输，是火电厂电气自动化程度的重要衡量标准，也是系统运行效率的前提保障。
而分散控制系统在火电厂电气自动化领域中的主要运用方向之一，是对火电厂配套网络通信系统的组建，将同轴电缆作为网络通信系统中各项信号的主要传输媒介，将现场控制单元的监测信息进行接入，随后将分散控制系统中枢纽带所下达的控制指令进行传输。
在当前火电厂电气自动化领域中，分散控制系统则同时构建起实时网络通信系统以及滞后网络通信系统。
其中实时网络通信系统主要负责对设备监测数据、系统控制指令等重要信息加以传输，而滞后网络通信系统则负责将其他重要性相对较低的信息进行滞后传输。
这一网络通信结构的构建，在充分保障系统运行合理性、规避各类故障问题出现的基础上，最大程度提高了系统运行效率。
2.分散控制系统在火电厂电气监测方向中的运用
在火电厂发电、运行过程中，由于作业环境较为恶劣、发电流程复杂，因此时常受到温度、人为等因素影响，出现各类设备运行故障，并在问题严重时有一定可能造成严重的经济损失、人员伤亡。
因此在火电厂电气自动化领域中，分散控制系统也被广泛应用于电气系统安全监测监控方向中，在火电厂内所配置各台电气设备出现运行故障问题时，通过对分散控制系统集中显示的检测数据、可视化图表的综合分析，分析故障具体类别、快速锁定故障范围，并采取相应防护措施，如切断故障设备与其他运行良好设备的连接。
分散控制系统在火电厂系统监测方向中的应用流程为：作业人员提前在分散控制系统中设定不同设备、参数的合理范围，随后系统周期性对各类设备开展故障扫描、实时开展参数监测与传输工作。
在监测到设备实时运行参数超出所预定合理范围后，及时向管理人员进行预警，随后结合运行故障具体表现形式，预判故障类别、控制故障范围。
3.分散控制系统在火电厂安全防护方向中的运用
在火电厂发电过程中，尽管采用了多项安全预防措施，也仍旧会有一定的安全隱患无法根除。
而分散控制系统也被应用于火电厂电气自动化安全防护方向中。
管理人员在系统中输入相应的条件与执行指令，随后开启火电厂电气控制系统的安全防护子系统，并将安全防护系统、电气监控系统加以协同运转，以实现对各项火电厂电气设备运行故障问题的有效发现、提前预防。
例如，在发现电气设备存在运行异常、故障问题时，监测系统及时将预警信号，具体所监测故障设备的运行参数进行传输、预警，随后安全防护系统则结合实际情况、自动化执行相应的安全预防指令，将设备故障问题进行控制。
相较于火电厂传统电气控制系统而言，这一安全防护模式具有经济成本低、设备故障问题的影响范围与损失程度可控性强等应用优势。
而在分散控制系统部分组件以及火电厂电气主设备出现运行异常故障后，系统则会自动控制冗余配置的设备组件接替故障组件、设备开展工作，这也在一定程度上进一步提高了火电厂电气系统的运行稳定性与安全性，避免在单一设备故障问题出现后快速引起连锁反应。
结语：在火电厂电气自动化发展中，分散控制系统凭借其运算模块的高度灵活组态性、多样化的系统控制模式、高度运行稳定性以及简略的组合仪表结构等应用优势，在火电厂电气自动化领域中得到广泛应用，并逐渐成为火电厂电气控制系统的未来发展趋势。
与此同时，也需要注重推动分散控制系统的数字化、开放化、综合自动化发展，最大程度提高系统应用价值。
参考文献：
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[2]杨风军.发电厂电气自动化中对分散控制系统的应用[J].科技论坛（下半月）：2013（05）.
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