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摘 要:本文基于电厂生产进程控制特征探讨了自动化控制技术应用现状、特征及存在的问题,展开了构建自动化电厂控制平台设想并制定了相应对策,对提升电厂自动化控制生产效率、水平,优化自动化控制模式有积极有效的促进作用。
01
电厂生产涵盖燃料系统、汽轮机发电、锅炉、热力系统、出灰除渣、水处理、脱硫系统、配电发电系统等主体工艺过程,具有一定的复杂性,包含了过程与工厂自动化相关内容。在以往传统电厂系统控制模式中,厂房主区热力生产通常将DCS作为控制主体系统,并将PLC作为其他辅助系统的核心控制模式。随着自动化科学技术的迅猛发展现场总线控制技术FCS得到了广泛应用,并逐步成为自动化控制技术的主要发展趋势。伴随电厂建设逐步走向信息化、数字化,倘若欠缺实时、可靠、准确、科学自动化平台的有效支撑,现代化电厂生产建设便无从谈起。因此本文基于对DCS、PLC、FCS等控制系统分析探讨了如何基于工业以太网创建自动化电厂模型,真正实现电厂的自动化发展。
1DCS与PLC控制系统技术及存在的问题
PLC控制系统是基于工业环境专门设计的数字化电子操作运算装置,主体采用可编程存储器进行顺序运算、逻辑运算、算术、技术运算等指令操作的执行,并通过模拟或数字模式输出及输入,对各类生产、机械过程进行科学控制。DCS则是CRT、通信、计算机与控制技术的有效结合,其核心为微处理器,通过集中各类数据通道分散点信息实现操作监视目标,是一类数字与模拟混合系统,其控制操作具有较为复杂的规律特性,且可靠性较高,具有良好的控制功能、人机交互操作接口,易于完成系统开发、操作便利、编程简单,体现了优质性价比特征,因而在自动化电厂控制实践中发挥着重要作用。当前PLC或DCS控制系统多由自身软件及硬件构成产品体系,为保护市场彼此封锁,较难实现各类不同系统的共享互联,无法全面满足电厂信息化发展要求,且众多的现场检测信号还会呈现一定的瓶颈现象,引发堵塞信号问题,令系统可靠安全性不良下降。
2FCS控制系统技术优势及存在的问题
基于PLC及DCS控制系统存在的问题,现场总线控制FCS系统逐步诞生,体现了开放、分布、安全可靠等应用优势,合理弥补了传统控制系统模式缺陷,主要采用双向一对多传输且高精度、高可靠性数字信号,令设备持续处于可控且远程监测状态,各类用户则可按需进行自由选择。当前FCS控制系统同样包含一定缺陷,例如通讯协议有待进一步统一、通讯速度有待进一步提升,设备连接较少且价格偏高,对现有非智能性仪表支持力度有限等。因此该现场总线FCS控制需要同企业各类管理系统全面结合,实现一体化管控,才能充分发挥优势性能,创设自动化电厂生产模式。
3工业以太网技术
工业以太网技术主体是为适应工业环境而进行的全面改造,包括对实时性通信、传输确定性的科学改进,并增添了较多应用控制功能,通过适应性流量控制、通信技术、交换技术、容错技术、信息优先级、冗余结构改进合理解决确定性问题;基于提升通信效率、软件协议解决实时性问题;基于改进结构工艺、升级元器件解决网络供电及工业生产使用环境等问题。由此可见工业以太网构建成本低廉、结构简单、便于安装、功耗较低、传输速度快、冗余能力较强、兼容性良好、资源丰富、易于集成、灵活性高,对各类丰富种类的流行网络协议均普遍支持,体现了上述DCS、PLC、FCS控制系统无可匹敌的综合优势,因此我们应将其作为理想的自动化电厂控制平台,创建一网到底的自动化生产模式。
4工业控制网络发展及电厂自动化体系构建
网络、计算机技术的飞速发展令电厂控制工业网络实现了高层次、多样化发展,进一步推进了PLC技术的简易化、多功能、标准化、系列化、智能化发展;现场总线技术的高速化、完善化、互联性发展;嵌入式控制技术的网络化、系统化发展,并令多现场总线的并存模式向着以工业以太网主体技术发展,现场控制技术则以集成为主题,体现了无线与有线控制技术的全面融合。工业以太网多重应用优势决定其不仅是底层总线网络,同时也是全面支撑自动化控制技术的网络平台,可承担多重自动化电厂控制平台任务。然而由于DCS、PLC、FCS控制系统的不断完善发展,其在多重领域的生产应用相对较为成熟,因而电厂多重现场总线控制技术的并存应用状况无法在短期内消失。为全面适应信息化、数字化电厂建设要求,创设一网到底管控技术,构建基于工业以太网平台的自动化电厂控制体系则是最佳化选择。在规划电厂信息化、自动化建设进程中我们应全面结合电厂生产过程及各工艺特征应用适应性检测、现场总线控制标准与技术,不一味强求统一全厂现场总线应用标准,只要建立最佳控制系统模型,便可全面满足电厂信息化、数字化建设需求。
5结语
总之,面对电厂DCS、PLC、FCS控制系统应用特征、现状及存在的问题我们应基于工业以太网技术内涵、适应电厂自动化、信息化生产优势特征,提出创设一网到底电厂自动化控制模式设想与策略,才能科学满足电厂个性化生产需求,提升生产效率,实现自动化、信息化与数字化的全面发展。
参考文献
[1] 高杰.电厂自动化系统应用以太网技术的探讨[J]．机械工程,2008(5).
[2] 杨荣光.电厂自动化控制技术的应用和发展[J]．科技信息,2011(18).
01
电厂生产涵盖燃料系统、汽轮机发电、锅炉、热力系统、出灰除渣、水处理、脱硫系统、配电发电系统等主体工艺过程,具有一定的复杂性,包含了过程与工厂自动化相关内容。在以往传统电厂系统控制模式中,厂房主区热力生产通常将DCS作为控制主体系统,并将PLC作为其他辅助系统的核心控制模式。随着自动化科学技术的迅猛发展现场总线控制技术FCS得到了广泛应用,并逐步成为自动化控制技术的主要发展趋势。伴随电厂建设逐步走向信息化、数字化,倘若欠缺实时、可靠、准确、科学自动化平台的有效支撑,现代化电厂生产建设便无从谈起。因此本文基于对DCS、PLC、FCS等控制系统分析探讨了如何基于工业以太网创建自动化电厂模型,真正实现电厂的自动化发展。
1DCS与PLC控制系统技术及存在的问题
PLC控制系统是基于工业环境专门设计的数字化电子操作运算装置,主体采用可编程存储器进行顺序运算、逻辑运算、算术、技术运算等指令操作的执行,并通过模拟或数字模式输出及输入,对各类生产、机械过程进行科学控制。DCS则是CRT、通信、计算机与控制技术的有效结合,其核心为微处理器,通过集中各类数据通道分散点信息实现操作监视目标,是一类数字与模拟混合系统,其控制操作具有较为复杂的规律特性,且可靠性较高,具有良好的控制功能、人机交互操作接口,易于完成系统开发、操作便利、编程简单,体现了优质性价比特征,因而在自动化电厂控制实践中发挥着重要作用。当前PLC或DCS控制系统多由自身软件及硬件构成产品体系,为保护市场彼此封锁,较难实现各类不同系统的共享互联,无法全面满足电厂信息化发展要求,且众多的现场检测信号还会呈现一定的瓶颈现象,引发堵塞信号问题,令系统可靠安全性不良下降。
2FCS控制系统技术优势及存在的问题
基于PLC及DCS控制系统存在的问题,现场总线控制FCS系统逐步诞生,体现了开放、分布、安全可靠等应用优势,合理弥补了传统控制系统模式缺陷,主要采用双向一对多传输且高精度、高可靠性数字信号,令设备持续处于可控且远程监测状态,各类用户则可按需进行自由选择。当前FCS控制系统同样包含一定缺陷,例如通讯协议有待进一步统一、通讯速度有待进一步提升,设备连接较少且价格偏高,对现有非智能性仪表支持力度有限等。因此该现场总线FCS控制需要同企业各类管理系统全面结合,实现一体化管控,才能充分发挥优势性能,创设自动化电厂生产模式。
3工业以太网技术
工业以太网技术主体是为适应工业环境而进行的全面改造,包括对实时性通信、传输确定性的科学改进,并增添了较多应用控制功能,通过适应性流量控制、通信技术、交换技术、容错技术、信息优先级、冗余结构改进合理解决确定性问题;基于提升通信效率、软件协议解决实时性问题;基于改进结构工艺、升级元器件解决网络供电及工业生产使用环境等问题。由此可见工业以太网构建成本低廉、结构简单、便于安装、功耗较低、传输速度快、冗余能力较强、兼容性良好、资源丰富、易于集成、灵活性高,对各类丰富种类的流行网络协议均普遍支持,体现了上述DCS、PLC、FCS控制系统无可匹敌的综合优势,因此我们应将其作为理想的自动化电厂控制平台,创建一网到底的自动化生产模式。
4工业控制网络发展及电厂自动化体系构建
网络、计算机技术的飞速发展令电厂控制工业网络实现了高层次、多样化发展,进一步推进了PLC技术的简易化、多功能、标准化、系列化、智能化发展;现场总线技术的高速化、完善化、互联性发展;嵌入式控制技术的网络化、系统化发展,并令多现场总线的并存模式向着以工业以太网主体技术发展,现场控制技术则以集成为主题,体现了无线与有线控制技术的全面融合。工业以太网多重应用优势决定其不仅是底层总线网络,同时也是全面支撑自动化控制技术的网络平台,可承担多重自动化电厂控制平台任务。然而由于DCS、PLC、FCS控制系统的不断完善发展,其在多重领域的生产应用相对较为成熟,因而电厂多重现场总线控制技术的并存应用状况无法在短期内消失。为全面适应信息化、数字化电厂建设要求,创设一网到底管控技术,构建基于工业以太网平台的自动化电厂控制体系则是最佳化选择。在规划电厂信息化、自动化建设进程中我们应全面结合电厂生产过程及各工艺特征应用适应性检测、现场总线控制标准与技术,不一味强求统一全厂现场总线应用标准,只要建立最佳控制系统模型,便可全面满足电厂信息化、数字化建设需求。
5结语
总之,面对电厂DCS、PLC、FCS控制系统应用特征、现状及存在的问题我们应基于工业以太网技术内涵、适应电厂自动化、信息化生产优势特征,提出创设一网到底电厂自动化控制模式设想与策略,才能科学满足电厂个性化生产需求,提升生产效率,实现自动化、信息化与数字化的全面发展。
参考文献
[1] 高杰.电厂自动化系统应用以太网技术的探讨[J]．机械工程,2008(5).
[2] 杨荣光.电厂自动化控制技术的应用和发展[J]．科技信息,2011(18).