电厂自动化的控制技术及发展研究

张兴猛

摘要：本文首先简要概述了电厂自动化控制，其次就电厂自动化的控制技术及发展进行一一分析与探讨。

关键词：电厂；自动化；控制技术

前言

随着经济的不断发展以及工业发展的不断进步，使得已经进入我国工业生产的电力产业变得越来越关键，其生产模式逐渐成为人们关心的焦点问题。这主要是因为传统的电力控制体系本身存在着控制力度欠缺、控制问题严重的特点，使得整个电力生产水平无法满足日益高涨的人民物质、精神和文化需求，迫切的改变这种控制方法已成为当今人们关心的焦点。基于此，我们下面主要针对电厂自动化控制系统做了详细的分析。

一、电厂自动化控制概述

1电厂自动化控制技术概念

电厂自动化控制技术主要指的是以计算机技术、信息技术、遥控技术等构成的现代化电力生产管理体系。微机保护技术作为电厂自动化控制技术的关键启的不断发展使得电厂综合保护测量控制装置得到有效的改进，逐渐实现了电力监控目标的采样、测量、控制而且方便了现场总线、工业以及电缆技术网络的应用并且实现了集成化、全面化和一体化控制为电厂信息化建设提供了方便。

2电厂自动化控制技术应用方案

1）按照电气分段来实现电厂自动化控制技术的方案。其在应用的过程中主要是通过在基站控制层设置两个冗余系统。这一系统是由服务器、维护人员、转发工作站、转发工作人员共同组成的。在这种电力控制系统中是以服务器作为中心来实现通信、数据处理、存储工作的；维护人员主要是针对系统中存在的异常状态进行处理而且进行系统维护和组态管理转发站则是实现电厂各系统之间的数据交换转发人员是为运行人员提供基础信息是一种人机交互的工作平台。这种电厂自动化控制技术的应用主要的优点在于工作速度快、方便、实用、简单而且能够在简单的条件下实现电厂的现场总线布置且整个系统维护和管理工作方便。

2）按照工艺流程实现电厂自动化控制系统方案。这种电厂自动化控制系统的方案与上面所说的大致相同在控制层、控制单元以及分配原则上和电气分段大同小异都是严格按照电力生产工艺原则进行分配的是于生产流程密切相关的内容但是在生产设备的保护和监测上存在着显著的差异，比如进线和低压变压器的控制上需要单独进行联网，而且主要的控制单元上还需要接入变电组、切换屏等这无形之间增加了工作难度。这种电厂自动化控制技术的应用有着各生产环节的关联性强、一体化控制作用明显河以实现快捷、便利的通信要求具备着可靠性强的优点。

二、PLC和DCS的现状及存在的问题

PLC和DCS目前现状是绝大部分的生产企业在产品生产中，是拥有独立的系统，包括硬件及软件的相对构成，而且在市場的大环境下，各体系之间是封锁状态，系统之间的通信只能依靠网关或其他接口进行，相互之间非常独立，系统之间的互联非常不易达到。不同系统相互之间若想达到互联的情况则必须要重新对软件的接口进行开放，这样处理不但会使客户的投资增大外，还会降低一部分产品的通讯速度，与现代的电厂信息化的要求相背离。传统 PLC和DCS的系统运作是将接受的所有信号都进行接入，并接入到系统中I/O卡件中，而随着系统的规模增大，所有的信号将全部汇聚到系统的入口处，造成系统入口处信号堆积的情况，信号堵塞导致信息输送的迟缓，严重影响了系统的安全运行。

三、现场总线控制系统（FCS）的应用及存在问题

现场总线的概念是源于PLC和DCS系统中存在的诸多问题基础之上，在1984年提出。现场总线概念宗旨是规避和完善PLC和DCS系统的不足，主要实现了互联、开放、稳定及安全等特点。DCS系统信号的运行的形式是一对一的传送，并且其模拟信号在精度上偏低，信号容易造成干扰，操作室的模拟表度运行参数难以进行调整，而且也很难从模拟仪表中预测运行故障，属于无法控制的状态，因各仪表厂商的自定，仪表的标准各异，功能也较为单一，并且不适用当代的现代化发展。FCS系统信号的运行的形式是一对多的传送，而且数字信号的精度较高，有较高的可靠性，设备的运行是属于可远程监控并可调增的状态，可以进行与不同品牌设备互联，仪器表标准统一，功能完善比较丰富且可以完成运算和通信。现场总线在一定程度上来说会为用户产生局部的效益，但是不能实现整体效益，因此必须与企业用户的其他系统有效结合，做到一体化建设。

四、工业以太网

以太网及及时涉及应用到工业环境中便产生了工业以太网技术，而工业以太网虽然是源自以太网，但还有别以太网。以工业环境为基础，对以太网进行了相关改进包括通信、传输、控制等模块，保证了工业以太网的试试性、安全性，在此基础之上还增添了控制应用，所以，工业环境下的全系列以太网技术便被称作工业以太网。

工业以太网通过对流量的适当控制、进行交换技术、应用通信技术、对容错技术及冗余结构进行改进等一系列措施解决了传统系统的确定性问题；以太网通过将通信速率的提高等措施，解决了系统存在实时性的问题；以太网通过对工艺结构以及元件的升级改进，解决了系统应用供电问题。种种技术及措施的应用，使工业也太网具备了成本低、传输信号稳定、兼容性强、灵活性高、便于安装等特点，以上所有技术及优势在传统DCS系统、FCS系统及PLC系统中无法实现，所以，以太网是最适宜当代的自动化控制平台-H.。

正因为工业以太网的诸多优势，尤其是宽带优势是传统系统无法比拟，因此，全面支持自动化的以太网时代已经来临。

五、工业控制网络的发展

工业控制网络的发展随着计算机和网络技术的盛行而迅速得到发展。（1） PLC技术应用的发展。PLC的发展主要为两个方面，一方面以简易、成本价格偏低的小型产品开发为主，另一方面研制智能化、多功能能的产品，现以融合了神经元网络及模糊控制等多种技术。（2）FCS应用发展。FCS的发展主要体现在完善了低速现场总线和提高了高速现场总线技术，完成了低速现场总线网的连接。（3）嵌入式技术。嵌入式技术可以说是计算机系统的集成化发展，而且在逐渐实现应用的网络化，其整合数据处理功能、系统管理功能和网络功能的系统是核心主体。（4）现场控制技术发展。现场控制技术的发展核心思想是集成，主要表现在通信协议的兼容、各类数据的交互、功能界面的统一及现场控制技术的全面融合等。（5）有线和无线的融合。在工业运作中，自动化控制的重要因素是控制信息的有效传输，但是在有线系统中建立一个稳定可靠的信号传送网络的成本投入非常大，所以，随着无线技术的发展，有线和无线的融合将是发展前沿。

总之，随着计算机网络的发展以及以太网和现场总线的应用，已逐步向工业控制系统发展，以便达到现场信息可直接传送到管理人员手中，使现场与管理紧密融合，这是工业控制网络的发展趋势。

六、电厂自动化体系

工业以太网的各项优势便使其定位于又是现场网络的基础又是一个融合自动化系统的平台，可以实现电厂的自动化控制。但是在近年来电厂自动化体系的运作中PLC技术、DCS技术及FCS技术领域已经相当熟悉，所以，在短时间内多种系统技术兼容的情况仍会存在。为实现电厂的自动化、信息化的发展，自动化控制技术的建立至关重要。

结束语

综上，文章主要就电厂自动化的控制技术进行了分析，总之，在电厂自动化控制的发展计划实施中，还应依据自身的电厂情况和工艺技术等特点，应用最适宜的现场总线标准和控制系统。

参考文献

[1]量军素，窦佳，杨春彪.火电厂自动化控制系统应用与研究分析[J]科技传播，2013.

[2]王志薇.电厂自动化控制技术浅析[J].科技资讯，2012.