热工控制与电气控制的有效配合方案研究

热工控制与电气控制的有效配合方案研究

鲁艳平

中国能源建设集团天津电力建设有限公司  天津市  300000

摘要：随着社会经济的持续发展，用电的需求量也在不断的增加，这就对电厂的供电能力提出了更高的要求。在电厂的运行中，电厂的人工控制以及电气控制对电厂运行的状态具有重要的影响，因此需要对电厂热工控制以及电气控制的方案进行深入的研究，保证二者的有效配合，提升电厂各机组运行的稳定性，进一步提升电厂的自动化水平以及现代化水平。

关键词：热工控制；电气控制；配合方案

0 引言

电能的生产主要是依靠电厂，电厂所拥有的生产能力，直接影响正常电力供给情况，同时还会影响经济发展。在电厂运行过程中，各种工况的控制主要由人工控制系统以及电气控制系统组成，这两个控制系统属于两个独立系统，而且长期以来均是独立运行的，即使个别情况下两个系统之间在一定程度上也会配合运行，不过配合依旧不够密切。要想确保两个控制系统所拥有的作用能够更加全面得以发挥，就要求电气控制系统和热工控制系统能够更为紧密地融合。这样，不仅能够确保电厂自动化水平进一步提升，同时还能增加电厂的生产效率，为电厂赢得更多的经济效益。

1 电厂热工和电气控制配合的意义

在电厂运行中，热工与电气控制是十分重要的构成部分。热工，主要是指工程热力学和传热学简称。电厂热工主要是指从事电厂工程热力学和传热工作人员。电厂中热工主要负责的工作是帮助主管做好技术管理，负责做好管理范围中的技术监管等相关工作。而电厂电气控制系统中有硬件设备与网络结构。其中硬件设备中，主要是燃机——汽机控制系统，这些都是随机配置的，使用了少量通信与硬接线连接燃机控制系统和分散控制系统，从而构成一个相对完整的控制的控制系统。而在网络结构中，实时监控网与厂级监控信息都是电厂电气控制系统中的网络结构构成部分。在生产过程之中，实时数据信息处理和保存是厂级监控信息网实现。同时，通信结构把厂级监控信息网与机组控制系统连接，在做好生产活动的时候，厂级监控信息网经过接口计算机获取实时数据，以此产生双向数据通讯。在社会经济逐渐发展之下，大众对电力资源的需求量逐渐增多，对电力资源的供应也有更多要求。在这种情况下，电厂就担任了我国生产电能的关键任务，电厂生产效率直接关系到电力资源的供给，同时也对经济效益有着很大的关系。热工与电气控制是电厂控制系统中关键构成部分，两者之间分别负责对火电机组、单元机组和厂用电做好控制。很长时间以来，这两中控制系统都是独立运行的，虽然两者之间有配合，但是也不紧密，为了让热工与电气控制在电厂中发挥关键作用，则需要让两个控制系统之间做好紧密的配合。这样不但能够提升电厂自动化控制质量与水平，同时也能够提升生产效率，为电厂企业带去一定的经济效益。

2 实现热工与电子控制的有效配合方案

2.1硬接线方法

所谓硬接线发展，具体是指使用硬接线方式将电气控制系统直接接入热工控制系统之中，接入信息比较多，其中有开关输入量、开关输出和模拟输入等相关的信息，接入方式施工空节点和直流信号。经过这种方式将电气控制系统接入到热工系统中，可以充分使用热工系统中显示装置而完成对电气设备信息显示和调控功能。经过这种功能，能够保障电气控制系统可以具备一定的稳定性，并且也可以保障热工控制系统控制范围的增加，以此实现机炉点系统的一体化。这种接入方式可以让I/O模式柜更加集中设置，同时也便于实施日常的维护和管理工作，以此保障设备运行在更加优良的环境之下。经过硬接线方式，可以让信息在传输中的中间环节减少，可以更快速反应现场信号，其具备着一定的正确性，减少故障出现，让维护工作更加简单方便。

2.2通信方式

电气控制系统本身的内部结构就是按照不同层次进行划分的，在这里面不仅包括占空层的内容，还有通信层等方面的东西。里面设置的站控层结构就可以完成相对应的监控工作，减少人们监控工作的工作量，给电厂监控工人带来很大的方便。通信从这一结构就可以靠自身的接口实现相对应的网络传输。简单来讲就是说电气控制系统用通信方式接入到热工控制系统中。这种方式更有助于我们开展电力安全监察工作，节约了一定的时间，安全监察通常包括对整个电厂日常工作流程的监督以及工作人员操作是否规范进行抽查等等。在整个监察工作中，如果发现某些地方做得不够标准，就要及时进行提醒和更换，有效地排除这些潜在的安全隐患，防止意外事故再次发生，从而达到电力生产安全有效地完成，在某种程度上也能够促进了电力生产的发展。也就是说通信方式的连接方式更能保证电力运行的安全。最值得一提的就是电气系统借鉴了大量的信息化技术，整个系统都靠智能化设备进行工作，包括对安全事故的追踪和排查，以及防误闭锁等，都是采用机械化，自动化的方式完成工作内容。

2.3保留硬接线结合通信方式

保留硬接线结合通信方式属于软信息和硬信息混合接入的一种方式，采用此种接入方式需要电气控制系统中I/O信息通过通信途径直接接入热工控制系统中，一些装置则继续采用硬接线方式。正是由于这些设备硬接线方式接入热工控制系统，才能确保发生故障而出现停机问题情况下，可以对一些重要设备进行启停控制，从而进一步提升机组运行的安全性。此种接入方式是利用高速现场总线在间隔层的保护测控设备中完成组网工作，依照电厂自身的自动化控制特征，确保开关量输入、开关量输出以及模拟量输入等控制过程中关键环节能够和热工控制系统中控制器层实现实时的通信，这样便能够保证电气控制系统中I/O可以更好参与热工控制具体流程，通过分散控制手段进一步提升整个控制系统的可靠性。电气控制系统HIA能够明显降低接线数量，确保热工控制系统只需要设置较少I/O卡件，如此便能够有效节约电缆用量以桥架施工量，同时还能确保系统运行中维护工作更加便捷[5]。采用此种接入方式，能够确保电气控制系统通过两级控制途径完成和热工控制系统之间的通信过程，确保热工控制系统可以得到更加全面的信息，使电气控制系统和热工控制系统拥有更好的协同性。

2.4系统整合方案的比较

从三种系统接入整合的方式上来看，保留硬接线与通信结合的方案，相比硬接线与通信结合方案在经济性上具有很大的优势，同时也能基本保证系统的稳定性以及可靠性。同时相比硬接线接入方式，在系统的扩展性以及系统建设的施工量上也有很大的优势。从实际的工作角度出发，可以保留硬接线与通信结合方式的DCS中I/O点可减少约1/3，这就在很大程度上，减少了系统建设中电缆及桥架数量，同时相关配套设备的需求也在降低。从系统建设的经济性上来看，投资的成本有了很大降低，也具有一定的维护优势。但是在实际的系统整合上来看，还是需要根据实际的需求来选择系统接入的方案，如果在系统整合中对系统的安全性以及稳定性有比较高的要求，可以采取硬接线的方案;如果在系统整合中，需要系统具有较强的可拓展性，则可以选择硬接线与通信结合的系统接入方案;如果想要在系统稳定性与建设的成本之间取得平衡，保留硬接线与通信结合的方式是较为理想的系统接入方案。

3 结语

热工控制与电气控制在电厂生产中发挥重要作用，其直接影响着生产安全。在热工控制DCS系统中接入电气控制ECS系统，实现热工控制与电气控制的有效配合，对于电厂运行的安全性和可靠性，以及对于电厂控制系统自动化水平的提高具有积极意义。在方案设计中，要结合电厂控制系统的具体情况，选择合适的接入方案。

参考文献

[1]王亿，王庆友，邵力军，等.热工控制与电气控制的有效配合方案研究[J].中国设备工程，2019（3）：161-162.

[2]张勇.电厂中热工与电气控制配合方案优化设计探究[J].机电工程技术，2018，47（9）：85-87.

[3]卢昱科.电厂中热工与电气控制配合优化措施研究[J].科学与财富，2019（35）：333.