自动控制理论在发电厂热控专业中的合理运用

白静平

[摘    要]科技的发展与进步提高了我国的社会生产力，加速了企业转型升级的建设进程。企业的发展建设离不开安全稳定的电能支持，电力系统的安稳性与高效性既影响着企业的生产制造效率，也影響着社会经济的稳定发展。自动化热控系统是确保电力系统安稳运行的有力保障，其在电力系统故障预警、故障检修、参数调整、抗干扰等方面起着关键的作用。文章首先介绍了自动控制理论与发电厂热控专业的概念，接着介绍了自动控制理论在发电厂热控专业中的实际应用，最后提出了有助于发电厂热自动化热控系统有序运行、高效运作的策略建议。

[关键词]自动控制理论;发电厂;热控系统;运用

[中图分类号]TM621 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）09–0–02

[Abstract]The development and progress of science and technology has increased the social productivity of our country and accelerated the construction process of enterprise transformation and upgrading. The development and construction of an enterprise cannot be separated from the support of safe and stable electric energy. The stability and high efficiency of the power system not only affects the production efficiency of the enterprise， but also affects the stability of the social economy. The automatic thermal control system is a powerful guarantee to ensure the stable operation of the power system， and it plays a key role in the power system fault warning， fault maintenance， parameter adjustment， and anti-interference. The article first introduces the concept of automatic control theory and power plant thermal control specialty， then introduces the practical application of automatic control theory in power plant thermal control specialty， and finally proposes to help the orderly operation of thermal automation and thermal control systems in power plants. Strategic recommendations for efficient operation.

[Keywords]automatic control theory; power plant; thermal control system; application

1 相关概念界定

1.1 自动控制理论

顾名思义，自动控制就是不需要人为干预，由机器、人工智能、网络组成的系统来实现对设备运转的管理、操控的一种方式。自动控制能够立足于设备运转的特征、现状来下达一些科学合理的指令，来对设备的各项参数进行调整，从而实现对设备启停、动作、速度、幅度等内容的控制，确保设备始终处于健康有序的运作状态，以此来提升整个设备系统的安全性、稳定性，提升整个设备系统的使用寿命及抗干扰能力。目前，学术界有关自动控制理论的界定暂时没有统一定论，但学者们一致认为自动控制理论具有极大的应用价值，其能够解放企业的生产力，帮助企业节省人力资源。如何促进自动控制理论与发电厂热控专业的有机融合是值得且需要深入研究的。

1.2 发电厂热控专业

发电厂热控专业是一门综合性较强、实践性较强的学科，该学科对从业人员的专业技术能力有着较高的要求。具体分析，发电厂热控专业涉及的知识很多，覆盖的学科范围很广，其包括热工参数调整、仪表的测量安装、计算机技术、控制技术、模拟电子、单片机、电力工程等诸多学科领域的知识。了解自动控制理论能够帮助发电厂热控专业的相关人员更高效地发挥出该学科专业的价值和功能，确保相关人员能够对发电厂热控环节的常见故障、运转原理、故障定位、故障检修、参数调整方法等内容有全面深刻的了解，确保发电厂能够健康有序地正常运转，为企业的生产提供高质量的电能。

1.3 发电厂热控专业中涉及的自动控制理论

目前，国内主要还是以火力发电的发电形式来为社会发展提供电能。在进行火力发电的过程中，很多机器设备的运行参数会出现波动，设备也会变得不稳定，会影响最终的电能质量。将自动控制理论应用于发电厂热控环节内，能够借由网络系统来实现对设备参数的跟踪、微积分计算及参数管理调整，这就是我们常说的PID控制，进而最大程度地消除设备参数不稳定产生的负面影响，确保整个发电系统能够正常有序地处于稳定的工作状态。

2 自动控制理论在发电厂热控专业中的应用体现

2.1 在准备工作中的相关体现

为了确保自动控制理论的功能、价值能够在发电热控专业得到最大程度的体现，彰显系统的实效性与智能性，就必须重视前期的准备工作。相关工作人员需要对自动控制理论以及发电热控专业的概念、内涵、价值、应用要点、注意事项、实施路径等内容有系统全面的认知，要了解热控专业与自动控制理论的邏辑关系，精准定位自动控制理论在热控专业中的应用部位、应用环节及应用流程，了解其控制设备运转参数的原理和方法，确保整个自动控制系统设计的科学性与严谨性。相关人员要通过对仪器设备的实践调研来了解发电厂发电过程中，这些仪器仪表设备参数变化的趋势、规律以及产生的负面影响，然后以此为客观依据，来科学地设计、调控自动控制系统，应用自动控制理论，如此才能确保自动控制的适用性及实效性。具体的，要对燃料量控制水平进行自动化控制优化，深入分析煤炭燃烧与蒸汽蒸发量参数的变化，思考燃烧量的有效设置内容，并对后续良好的监督与管理过程进行有效分析。举例来说，要分析其中的蒸汽蒸发量，分析排查其中所存在的诸多不安定因素，有效减少安全事故发生的可能性。要在热控系统装备中创建热控保护信息化系统，同时建立自动化系统设备，建立与计算机系统的联动机制，争取形成一体化系统运行数据信息体系，确保构建有效的热控保护系统。换言之，就是基于自身发展需求层面实现对系统安全运行稳定性的有效调控，如此对促进火电厂自动控制系统优化是非常有帮助的。

2.2 在接地问题中的相关体现

在发电厂热控环节践行应用自动控制理论时，必须确保整个热控环节及自动控制系统的安全性、稳定性。其中，需要将整个自动控制系统接地，防止系统由于受到设备运行不稳定的影响而出现电流过载、电火灾、短路、发电量过大等问题，以此来确保发电设备不会出现故障，保障设备的使用寿命。将各分散的子系统接地，以大地为基准可以有效降低各分散系统的安全事故发生概率，即使某个子系统出现了故障问题，也不会干扰其他系统的正常运营，如此就实现了借由自动控制理论来对发电厂热控环节各设备、各子系统进行分散控制与统一控制，控制方法更加多元，选择也更加灵活。

这里就分析发电厂热控专业中的DCS系统接地技术。根据火电厂现场生产实践结果证明，可采用“浮地”方式建立DCS系统，调整系统故障的相关技术内容。这里主要参考了西门子自动化系统接地指南，主要对特殊工况进行分析，建立DCS控制系统“浮地”接地技术方式。利用西门子系统建立热控PE接地保护系统，将PE作为热控系统自动控制的主要基准电位，配合PE承担系统基准点各项功能内容，也就是要分析PE接地优劣对系统稳定性所产生的直接影响。例如分析PE系统柜中的接地汇流内容，建立镀锡铜排接地线技术体系，确保电缆接头有效性。在接地问题方面，还要分析DCS控制系统中的接地电阻内容，对仪表设备的接地端子到总接地线之间的导体连接点电阻进行综合分析，建立连接电阻，确保仪表系统接地连接电阻被控制在1 Ω以内。再者，就要对接地极的电位进行分析，了解接地极流入大地电流的对地电阻内容，确保接地总干线两端建立电阻联合机制，确保仪表系统接地电阻在4 Ω标准范围内。最后，要对接地系统导线中的接地连线、接地分干线、接地干线等内容进行分析，深入分析研究发电厂热控专业中的接地环节各项技术问题。

2.3 在参数调整问题中的相关体现

使用自动控制理论来调控发电厂热控环境中的运行参数时，是采用比例微分积分合理控制的方式来进行的，这需要相关人员有扎实的微分积分理论基础，对各设备的运行参数、工作特征有深入的了解，完成对应的参数调研及反馈工作，如此才能合理确定微分积分的融合比例，确保自动控制系统的精确性、稳定性与合理性，进而保障设备的运行效率，保证发电厂的发电质量。

在分析参数调整对自动控制技术应用过程中，应该对DCS控制系统进行分析，建立相对应的上位数据参数分析系统与下位数据参数分析系统。其中上位系统负责总系统控制计算机数据内容调整，其中也包括了对上位数据内容的采集、存储与处理。当控制计算机对DCS上位机进行全面控制过程中，就需要分析系统中的某些异常问题，发出预警予以处理，同时分析相关参数内容。另外下位系统则主要针对PLC控制系统，保证PLC控制系统与DCS控制系统设备关联技术体系，进而实现了DCS控制系统与现场设备的相互通信，保证上下位系统中的所有参数都能加入到动态监控技术体系中，发挥各自价值作用。在引入DCS提高自动化生产操作智能化程度过程中，需要建立设备控制机制，确保传统火电厂生产系统能够实现对锅炉控制技术内容的全面自动化，满足系统负荷变化调节的有效到位。在这一过程中，需要对火电厂生产最优运行状态进行分析，追求经济效益最大化。且这一自动化控制系统配置也希望通过电气联锁保护装置实现设备保护，建立连锁保护机制。即锅炉在自动化运行过程中，主要基于DCS锅炉自动化控制系统建立现场控制器，满足发电厂锅炉温度与传感器、压力传感器以及液位传感器之间的相互关联机制，连接建立数据通道，收集大量数据资料内容。

3 确保发电厂热自动化热控系统有序运行的策略

3.1 对热控系统的逻辑进行优化

热控设备对于火电厂开展连锁保护工作时，会出现测量的信号不稳定的表现，电磁场中，其单点式测量信号极易因多种因素受到干扰与影响，而瞬间误发信号的现象将会使得热控保护出现误动或是拒动的现象。主要就是在温度与振动测量工作当中，热控的保护误动以及拒动的现象时常会出现。而变送器故障以及开关接触不良等现象都是导致该问题发生的因素。受外部因素的影响，使得瞬间信号发生误发问题，主要与热控保护系统的控制逻辑有密切联系。因其中有不足和缺陷问题，一般会因系统中的薄弱部分发生故障，将会对系统整体的安全性带来影响。所以应对热控系统的控制逻辑进行改善，运用容错式的逻辑形式来进行优化，更要对那些故障高发的设备进行控制，从而设计出具有针对性的热控控制逻辑，由此减少误动以及拒动的现象出现。设计热控保护控制体系中，相应的硬件、定制和逻辑条件等都应以满足热控保护要求为基础，更好地增强热控保护系统整体的安全性以及可靠性。

3.2 注重互锁和闭锁体系的优化

互锁和闭锁属于热控系统中关键的功能，可以更为有效地确保逻辑的有效性。其最为重要的就是对汽轮机开展热控保护工作。需要注重防止出现逻辑混乱现象，应分开高加投入逻辑以及解列逻辑，在运用高加已投入，在由高加走解列的程序开展工作。防止在高加投入逻辑以及解列逻辑中出现相互迭加的现象。在实际的高加进口电动门的硬接线控制的回路中，要把开、关的力接点换成常闭的接点，由此来对开关控制的回路进行完善。直观接入到故障的继电器中，如果出现热控故障的情况下，运用故障继电器的动作来诱发故障的信号，让高加进口的电动门实施开或关的指令。互锁和闭锁是火力发电厂中比较常用到的热控保护技术。

4 结束语

研究自动控制理论与发电厂热控专业的有机融合，可以确保自动控制理论在发电厂热控环节得到合理的应用，促进该理论功能价值的有效发挥，从而确保整个发电厂热控系统的安全性、稳定性，确保发电厂的发电规模、发电质量得到有效的控制。因此，火力发电厂等相关企业要通过培训来不断提升相关工作人员的专业素养，提高其自动控制理论水平，丰富热控专业知识，确保对自动控制系统及热控环节中各设备的运行参数、运作情况、安全问题、微分积分比例设计等内容有透彻的了解，进而保障整个发电系统能够持久地、健康地稳定运作，延长所有电力设备的使用寿命。

参考文献

[1] 彭木生.火力发电厂调试过程中热控的几个安全隐患[J].江西电力职业技术学院学报，2004，17（3）：37-38.

[2] 顾志国.火力发电厂热控班组安全生产管理[J].中外企业家，2018（5）：106-107.