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[摘 要]以某热电厂热工自动化的改造和发展进行举例，使用其技术改造方案为基础，对改造热电厂热工自动化系统进行了研究。
[关键词]热电厂 自动化系统 控制
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）20-0120-01
1 热工自动化技术的概念和发展
热工自动化是一种自动化发电技术，也就是说不需要人工进行操作就可以进行发电，运用这项技术可以有效地节约人力资源、提高工作效率。应用热工自动化技术首先要严格仔细地检查设备，确保设备的状态正常，在工作时的各项指标是否能与作业要求相满足。我国热电厂使用计算机生产的时间为20世纪60年代，在后续发展过程中，国家投入了大量的精力一方面努力培养专业人员，另一方面加大了科研投入，我国计算机自动化的水平因此得到了提高。
新世纪以后热电厂热工自动化中进行了DCSC系统技术的运用，全面性的改革了计算机系统，并且对自动化技术进行了系统改造，不仅降低了热电力的生产成本，还让计算机数据变得更加可靠、生产更加安全。
2 某热电厂热工自动化的现状
该热电厂于1996年建成，热电联产机组共有三套，总装机容量为200MW，#1机组为固态排渣煤粉炉两台，配冲动式背压汽轮器一台；#2机组为固态排渣煤粉炉一台配双抽凝汽式汽轮机一台；#3机组为固态排渣煤粉炉两台配双抽凝汽式汽轮机一台。
2.1 机组控制系统现状
该热电厂的#1和#2机组控制方式原设计为立盘手操辅助集散系统，主机的控制系统为ABB AC450，调速系统使用的是MHC调速系统；#3机组DCS使用的控制系统为SIMATIC S7，由西门子公司生产，调速系统是上海新华公司生产的DEH-IIIA。
2.2 辅助系统现状
2.2.1输煤控制系统现状
该热电厂虽然采用了产品对输煤控制系统的部分控制功能进行了改造，但是效果仍然不尽人意，有以下问题的存在：
（1）控制系统不够稳定，会频繁死机；
（2）远程控制子站有故障存在，无法对系统进行控制；
（3）上位机的监控功能还需要进一步完善，控制系统中有大量就地I/O信号没有接入，例如冲洗水泵、断煤信号、皮带机堵等状态信号，控制系统的功能不完善不能进行历史查询；
（4）就地检测的元件以及设备有较大损坏，例如煤流信号、速度信号、跑偏信号等均有故障，无法由控制系统进行采集；
（5）保护控制和程控水平不足，该热电厂目前输煤控制只能监测监控画面的部分参数，包括消息画面、工艺流程图等，但是没有涉及到程控和保护功能方面。
2.2.2化学水系统现状
在化学水处理控制系统中同样有一些问题存在，具体如下：
（1） 信息孤岛
该热电厂在建设了化学水1期和2期除盐水、1期和2期软化水等系统以后，PLC控制系统共有六套，虽然六套PLC系统共同进行制水功能，但是控制系统每一个都是孤立开来的，相互之间缺乏信息通信，所以每一个系统都可以看作是一个信息孤岛。
（2）系统硬件老化造成功能缺失
系统的硬件老化问题是的操作员站频繁有死机故障出现，例如2009年10月的时候系统刚投入运行，化学净水室就发生了故障，四台操作员站同时出现了死机的问题。
（3）就地热控设备与自动控制的要求不相满足
该热电厂中很多在线监视仪表使用的时间已经达到了10年左右，设备出现了老化问题因此精度降低，与自动控制的要求不相满足。
3 该热电厂热工自动化的具体改造方案
3.1 改造#1机组DCS
通过统计#1和#2机组DCS控制系统出现的故障我们得知，自从投产开始至今共发生了故障85次，其中12次为2005年以前发生，73次为2006年以后发生，并且年份越晚发生故障的次数越多。
在对#1机组DCS进行改造以后以下问题将得到解决：
（1）因为控制系统硬件的老化问题导致系统稳定性不足，越来越频繁的出现故障；
（2）维护控制系统的成本以及工作量逐年增加；
（3） 每年对于机组热控的要求在不断提升，原有的控制系统与控制的需求已经不相符合了；
DCS控制系统的具体改造方案如下：改造之后的控制系统可以对该热电厂1期工程的3台炉子2台机器以及远程控制对象如减温减压站、公共系统等进行覆盖。使用的系统为DCS S7系统，具有多组双CPU，#3炉FSSS、#1和#2机I/O使用控制电缆将其分别于系统的AS控制站连接；公共系统以及减温减压站I/O利用I/O接口设备与公用系统AS控制站连接，方式为现场总线。冗余以太网将一台历史站、一台工程师站以及七组OS控制站连接在一起，同时和#3机组DCS S7共同保证总线通信。图1为具体的系统配置图。
为了对控制进行优化以及共享信息，进行3炉2机操作员站的建立，将热网系统操作员站和#1机、#2机的DEH共同引入到集中控制室。
3.2 改造化学水程控系统
改造化學水程控系统的主要思路是进行一套完善并且可靠的PLC控制系统的构建，从而集中对化学除盐水处理进行控制，消除信息孤岛。同时完善化学水控制系统的软件功能，与化学水工艺系统相结合重新编制控制软件，使其与生产的特点相适应。
4 该热电厂热工自动化的发展方向
4.1 使控制系统的安全可靠性得到了大幅度提升
在改造了机组主、辅控制系统并进行升级以后，大幅度提升了其系统的安全性和可靠程度，原来系统中硬件容易出现故障、软件功能不全面、传递系统信息容易阻塞的问题都得到了解决。
4.2 大量应用了新产品和新技术
4.2.1应用了现场总线控制FCS技术以及产品
该热电厂应用了FCS技术对系统进行了升级改造，FCS是以智能现场仪表为基础发展起来的。信息处理现场化是其本质所在，伴随着不断发展的智能仪表管控一体化以及技术的发展，FCS必然会成为未来主流的控制系统。
4.2.2应用了控制系统集成优化控制方案
通过对现代化电厂基本控制模式的借鉴，集中对机、热、炉、电进行监测控制。在升级和改造了机组DCS以后，很大的提升了热工自动化的控制水平以及控制质量，运行人员开启或停止机、热、炉、电都可以在集中控制室内完成；监视运行工况进行并做出调整；处理紧急事故等。
参考文献
[1] 张龙.浅谈自动化改造中热电厂的相关应用范围[J]. 山东工业技术，2014，23：209.
[2] 王德峰.热电厂热工化的自动保护方案[J]. 山东工业技术，2014，24：72.
[3] 曾如意，刘媛杰. 基于DCS优化改造汽轮机控制系统的应用研究[J]. 中国电力教育，2011，27：95-96.
[关键词]热电厂 自动化系统 控制
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）20-0120-01
1 热工自动化技术的概念和发展
热工自动化是一种自动化发电技术，也就是说不需要人工进行操作就可以进行发电，运用这项技术可以有效地节约人力资源、提高工作效率。应用热工自动化技术首先要严格仔细地检查设备，确保设备的状态正常，在工作时的各项指标是否能与作业要求相满足。我国热电厂使用计算机生产的时间为20世纪60年代，在后续发展过程中，国家投入了大量的精力一方面努力培养专业人员，另一方面加大了科研投入，我国计算机自动化的水平因此得到了提高。
新世纪以后热电厂热工自动化中进行了DCSC系统技术的运用，全面性的改革了计算机系统，并且对自动化技术进行了系统改造，不仅降低了热电力的生产成本，还让计算机数据变得更加可靠、生产更加安全。
2 某热电厂热工自动化的现状
该热电厂于1996年建成，热电联产机组共有三套，总装机容量为200MW，#1机组为固态排渣煤粉炉两台，配冲动式背压汽轮器一台；#2机组为固态排渣煤粉炉一台配双抽凝汽式汽轮机一台；#3机组为固态排渣煤粉炉两台配双抽凝汽式汽轮机一台。
2.1 机组控制系统现状
该热电厂的#1和#2机组控制方式原设计为立盘手操辅助集散系统，主机的控制系统为ABB AC450，调速系统使用的是MHC调速系统；#3机组DCS使用的控制系统为SIMATIC S7，由西门子公司生产，调速系统是上海新华公司生产的DEH-IIIA。
2.2 辅助系统现状
2.2.1输煤控制系统现状
该热电厂虽然采用了产品对输煤控制系统的部分控制功能进行了改造，但是效果仍然不尽人意，有以下问题的存在：
（1）控制系统不够稳定，会频繁死机；
（2）远程控制子站有故障存在，无法对系统进行控制；
（3）上位机的监控功能还需要进一步完善，控制系统中有大量就地I/O信号没有接入，例如冲洗水泵、断煤信号、皮带机堵等状态信号，控制系统的功能不完善不能进行历史查询；
（4）就地检测的元件以及设备有较大损坏，例如煤流信号、速度信号、跑偏信号等均有故障，无法由控制系统进行采集；
（5）保护控制和程控水平不足，该热电厂目前输煤控制只能监测监控画面的部分参数，包括消息画面、工艺流程图等，但是没有涉及到程控和保护功能方面。
2.2.2化学水系统现状
在化学水处理控制系统中同样有一些问题存在，具体如下：
（1） 信息孤岛
该热电厂在建设了化学水1期和2期除盐水、1期和2期软化水等系统以后，PLC控制系统共有六套，虽然六套PLC系统共同进行制水功能，但是控制系统每一个都是孤立开来的，相互之间缺乏信息通信，所以每一个系统都可以看作是一个信息孤岛。
（2）系统硬件老化造成功能缺失
系统的硬件老化问题是的操作员站频繁有死机故障出现，例如2009年10月的时候系统刚投入运行，化学净水室就发生了故障，四台操作员站同时出现了死机的问题。
（3）就地热控设备与自动控制的要求不相满足
该热电厂中很多在线监视仪表使用的时间已经达到了10年左右，设备出现了老化问题因此精度降低，与自动控制的要求不相满足。
3 该热电厂热工自动化的具体改造方案
3.1 改造#1机组DCS
通过统计#1和#2机组DCS控制系统出现的故障我们得知，自从投产开始至今共发生了故障85次，其中12次为2005年以前发生，73次为2006年以后发生，并且年份越晚发生故障的次数越多。
在对#1机组DCS进行改造以后以下问题将得到解决：
（1）因为控制系统硬件的老化问题导致系统稳定性不足，越来越频繁的出现故障；
（2）维护控制系统的成本以及工作量逐年增加；
（3） 每年对于机组热控的要求在不断提升，原有的控制系统与控制的需求已经不相符合了；
DCS控制系统的具体改造方案如下：改造之后的控制系统可以对该热电厂1期工程的3台炉子2台机器以及远程控制对象如减温减压站、公共系统等进行覆盖。使用的系统为DCS S7系统，具有多组双CPU，#3炉FSSS、#1和#2机I/O使用控制电缆将其分别于系统的AS控制站连接；公共系统以及减温减压站I/O利用I/O接口设备与公用系统AS控制站连接，方式为现场总线。冗余以太网将一台历史站、一台工程师站以及七组OS控制站连接在一起，同时和#3机组DCS S7共同保证总线通信。图1为具体的系统配置图。
为了对控制进行优化以及共享信息，进行3炉2机操作员站的建立，将热网系统操作员站和#1机、#2机的DEH共同引入到集中控制室。
3.2 改造化学水程控系统
改造化學水程控系统的主要思路是进行一套完善并且可靠的PLC控制系统的构建，从而集中对化学除盐水处理进行控制，消除信息孤岛。同时完善化学水控制系统的软件功能，与化学水工艺系统相结合重新编制控制软件，使其与生产的特点相适应。
4 该热电厂热工自动化的发展方向
4.1 使控制系统的安全可靠性得到了大幅度提升
在改造了机组主、辅控制系统并进行升级以后，大幅度提升了其系统的安全性和可靠程度，原来系统中硬件容易出现故障、软件功能不全面、传递系统信息容易阻塞的问题都得到了解决。
4.2 大量应用了新产品和新技术
4.2.1应用了现场总线控制FCS技术以及产品
该热电厂应用了FCS技术对系统进行了升级改造，FCS是以智能现场仪表为基础发展起来的。信息处理现场化是其本质所在，伴随着不断发展的智能仪表管控一体化以及技术的发展，FCS必然会成为未来主流的控制系统。
4.2.2应用了控制系统集成优化控制方案
通过对现代化电厂基本控制模式的借鉴，集中对机、热、炉、电进行监测控制。在升级和改造了机组DCS以后，很大的提升了热工自动化的控制水平以及控制质量，运行人员开启或停止机、热、炉、电都可以在集中控制室内完成；监视运行工况进行并做出调整；处理紧急事故等。
参考文献
[1] 张龙.浅谈自动化改造中热电厂的相关应用范围[J]. 山东工业技术，2014，23：209.
[2] 王德峰.热电厂热工化的自动保护方案[J]. 山东工业技术，2014，24：72.
[3] 曾如意，刘媛杰. 基于DCS优化改造汽轮机控制系统的应用研究[J]. 中国电力教育，2011，27：95-96.