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【摘要】本文作者围绕着电厂热工自动化相关问题，首先介绍了电厂热工自动化的概念及基本内容，其次分析了我国电厂热工自动化现状，重点就其中DCS的主要发展方向进行了介绍，最后从三个方面分析了电厂热工自动化的发展趋势。
【关键词】电厂热工自动化；发展现状；趋势
中图分类号：TM6 文献标识码：A 文章编号：
引言
热工自动化技术是一种运用控制理论、热能工程技术、智能仪器仪表、计算机技术和其他信息技术，对热力学相关参数进行检测、控制，从而对生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理、决策，达到确保安全、增加产量、提高质量、降低消耗、减员增效等目的的综合性高新技术。
1电厂热工自动化的概念及基本内容
电厂热工过程采用自动化技术已有较长的历史，锅炉给水调节装置和蒸汽机离心摆调速装置，足热能动力设备最早的自动控制装置，也是整个自动化领域的早期成果。随着现代科学技术的发展，火力发电机组已由过去的中低压、中小容量发展到现在的高参数、大容量的单元机组，其生产过程的操作由运行人员于动控制到陆续采用各种自动控制装置，实现生产过程的自动控制，使火力发电厂的自动化水平日益提高和发展。
电厂热工自动化的范围极其广泛，包括主机、辅助设备、公用系统等的自动化，大致可以分为五个基本内容：(1)自动检测(测量与显示)；(2)自动调节(模拟量控制)；(3)顺序控制(开关量控制)；(4)自动保护；(5)综合自动化技术。
2 我国电厂热工自动化现状
电厂热工自动化是在火力发电的道路中慢慢发展而来的，同时，自动化的发展也为我国的电力事业提供了有效的基础。目前，我国在火力发电加强了技术改革，现阶段的电厂热动自动化已经得到了很大的发展。从自动装置看，组装仪表已经像现在的数字仪表发展，系统控制设备也提升到了新的档次，一些机组有专门的小型计算机进行监督和控制，配以CRT显示，监控水平较以前大大提高，在局部应用控制与热工保护方面都取得了良好的效果，协调控制系统的采用是大型火电机组控制系统发展的另一重要特点，我国的大型发电机组和引进的发电机组都使用了注意控制系统。这一系列的进步都使我国的电厂热工自动化实现的高速发展。
3 DCS的主要发展方向
分散控制系统（DCS）在过去的十多年里，DCS在火电厂的广泛应用极大地提高了火电厂自动化水平。目前，国内几乎所有的机组都采用了DCS控制系统。
3.1 采用自律分布式的系统结构。
自律分布控制系统是现代电厂热工发展中的一项重要控制系统。该系统可以同时满足自律可控性和自律可协调性的系统。所谓“自律可控性”是指，如果在该系统中的任何一个部件系统出现问题，那么其余的系统就能在自我保护的基础上对自身的系统进行控制，而“自律可协调性”是指，任何系统出现问题时，企业的系统可以协调控制自身的工作状态，并在工作中互相协调。
自律DCS与现有DCS有以下差别：现有的DCS主要有两种类型，即层次分布型系统与水平分布型系统。当前者的上位子系统出现问题时，下位子系统无法实施调节，但下位子系统可以在一定范围内进行局部控制，具有自律控制性，但缺乏协调性；后者的部分子系统停止工作时，其余的系统可以继续工作。子系统的问题并不影响其余系统的工作状态，但在这种情况下，系统彼此之间无法交换信息，无法实现彼此控制，所以，它具备协调性，缺乏控制性；而在传统的集中式系统中，由于只有一个控制器，因此它既无自律可控性，也无自律可协调性。
3.2 EIC综合技术
在以前的发电控制过程中，电气控制装置(Electric)，仪表控制装置I(Instrument)和计算机控制装置C(Computer)都是彼此独立的装置，采取分别安装的方式。在现代科技的支持下，国家开展了EIC综合技术运用，将这三种装置结合起来，并由DCS进行统一规划和完成，这是DCS的未来发展方向。为了让这个目标成为现实，对该综合系统起到控制力的分布系统应具有相应的控制能力，即需要配套的硬件、软件支持，同时还需要适合综合系统组成的编码。
3.3 过程控制仪表
随着DCS的广泛使用，常规的控制仪器的使用范围大大缩小，特别是中央控制室的BTG盘上所装设的指示仪表和记录仪表的使用更是急速下降。目前在300MW以上大型机组上设置的仪器表已经缩小到29块，并且不再安装记录表。随着大屏幕IGS的应用，现代中央控制室将不再使用仪表盘。国外在这项技术的使用上已经有了一定经验，今后过程控制仪表的主要发展趋势是在FB支持下使用各种智能变送器和智能执行器，这些裝置不但可以实现各种复杂的互补，还可以在设备运行中以及停止运行时检查到出现在系统中的问题，为仪器运行提供了一个安全稳定的运行环境。
现代社会的发展越来越注重环境的保护，各种先进的监控发电厂污染物排放量的仪器日益增加。但这些设备的结构复杂，造价高昂，在实际使用和维护中都非常困难，同时，由于是新型技术，现阶段还缺乏相应的技术人才，我国没有则很重仪器的详细介绍，国外的资料也十分有限，这些都影响了该设备的使用，不但浪费了国家的资金和人力，还会给环境造成威胁。可是国外却很重视这种仪器的使用和维护，它已经成为发电系统内不可缺少的部件。
3.4 现场总线
采用现场总线FB也是DCS未来的发展方向。FB是由DCS所控制一条通信线路，它能排除干扰和免受不良影响。采用FB可将现场的所以智能设备，如智能变送器和智能执行机构全部统一连接到FB上。不仅减少了控制电缆的数量，还能减少因长线传输导致的信号不良和信号差异等问题。使用FB后，整个系统结构实现有有机的系统分散管理和运行，加强现场设备智能化运行，对发电控制设备的运行和维护都起到了积极作用。
4电厂热工自动化的发展趋势
随着科学技术的不断发展。也由于生产实践的需求以及原有技术的不足，进入新的一个世纪以后，热工自动化专业技术将会以更快的速度发展。
4.1 FDCS：电气热上控制一体化
现场总线作为一个完整的现场总线控制系统，目前还难以迅速应用到整个电厂中，而DCS虽然足电厂目前伍线运行机组的主流控制系统。但由于其检测和执行等现场仪表信号仍采用模拟量信号，无法满足工程师站上对现场仪表进行诊断、维护，和管理的要求，限制了控制过程视野。
如基于控制器实现FCS和DCS的融合的FDCS兼容传统DCS和FCS，实现热工电气控制一体化。相比各自独立的DCS和FCS，FDCS就具有无比的优越性。它采用现场总线实现智能装置的就地化，接入智能传感器、执行器，节省电缆、信息丰富，方便安装调试；采用仿真控制一体化技术，对于全厂运行指导、性能分析提供了应用平台。同时电气保护测控单元通过FCS进入FDCS系统，实现电气热工一体化。
4.2 实现综合自动化
发电厂是一种资产密集、技术密集、数据量大、产品即产即销的特殊企业。综合自动化技术是把生产过程作为一个整体来控制和管理。实现管控一体化。管控一体化是从电厂的生产和经营目标出发，为电厂的管理业务和运转流程提供信息化支撑的系统集合，它综合了电厂的过程控制、厂级监控、管理信息的数据，将人、财、物有机的组织成有序互动的整体，以计划、实现、检查和调整的广义闭环思想使整个组织具有自优化的能力，为实现组织目标的最大化服务。
4.3 实现更高性能
自动化软件自20世纪70年代中期发展至今，已有30年的历史。即解决人机对话界面问题。在组态软件的发展历程中，顺应控制需求，新的概念和功能被不断引入，如实时数据库、SCADA、OPC、FOSERVER等，使得组态软件已完全超越其最初的含义及功能。今天的自动化软件已经是基于PC和WinInter结构，包括HMI软件及相关的控制软件、流程监控软件、SoftLogic的统称。
随着全球自动化需求的增长、IT技术及互联网的发展，基于PC的自动化技术得到了迅猛的普及、发展，自动化软件已成为继PLC、DCS等控制系统之后的又一新型控制系统，有了更阔的发展空间。
结语
电厂热工自动化是一项现代科技，它有着广发的发展前景，所有自动化系统都需要一套合理的设计，以保证各控制系统的顺利运行。同时，在现有的发展基础上，还应努力开发与我国实际情况相协调的支援系统。另外还应逐渐在工程设计中采用现场总线的方式，并积极开张人工智能在电厂热工自动化中的使用，为其未来的发展提供良好的基础。
参考文献
1. 侯树文.陈燕.李方方.火电厂热工自动化的现状与进展[J].山西建筑2007,33(3)
2. 付爱彬.浅谈热工自动化的新发展[J].科技情报开发与经济2007,17(13)
3. 李阳春.夏静波.火电厂热工自动化的发展和展望[J].电站系统工程2003,19(6)
【关键词】电厂热工自动化；发展现状；趋势
中图分类号：TM6 文献标识码：A 文章编号：
引言
热工自动化技术是一种运用控制理论、热能工程技术、智能仪器仪表、计算机技术和其他信息技术，对热力学相关参数进行检测、控制，从而对生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理、决策，达到确保安全、增加产量、提高质量、降低消耗、减员增效等目的的综合性高新技术。
1电厂热工自动化的概念及基本内容
电厂热工过程采用自动化技术已有较长的历史，锅炉给水调节装置和蒸汽机离心摆调速装置，足热能动力设备最早的自动控制装置，也是整个自动化领域的早期成果。随着现代科学技术的发展，火力发电机组已由过去的中低压、中小容量发展到现在的高参数、大容量的单元机组，其生产过程的操作由运行人员于动控制到陆续采用各种自动控制装置，实现生产过程的自动控制，使火力发电厂的自动化水平日益提高和发展。
电厂热工自动化的范围极其广泛，包括主机、辅助设备、公用系统等的自动化，大致可以分为五个基本内容：(1)自动检测(测量与显示)；(2)自动调节(模拟量控制)；(3)顺序控制(开关量控制)；(4)自动保护；(5)综合自动化技术。
2 我国电厂热工自动化现状
电厂热工自动化是在火力发电的道路中慢慢发展而来的，同时，自动化的发展也为我国的电力事业提供了有效的基础。目前，我国在火力发电加强了技术改革，现阶段的电厂热动自动化已经得到了很大的发展。从自动装置看，组装仪表已经像现在的数字仪表发展，系统控制设备也提升到了新的档次，一些机组有专门的小型计算机进行监督和控制，配以CRT显示，监控水平较以前大大提高，在局部应用控制与热工保护方面都取得了良好的效果，协调控制系统的采用是大型火电机组控制系统发展的另一重要特点，我国的大型发电机组和引进的发电机组都使用了注意控制系统。这一系列的进步都使我国的电厂热工自动化实现的高速发展。
3 DCS的主要发展方向
分散控制系统（DCS）在过去的十多年里，DCS在火电厂的广泛应用极大地提高了火电厂自动化水平。目前，国内几乎所有的机组都采用了DCS控制系统。
3.1 采用自律分布式的系统结构。
自律分布控制系统是现代电厂热工发展中的一项重要控制系统。该系统可以同时满足自律可控性和自律可协调性的系统。所谓“自律可控性”是指，如果在该系统中的任何一个部件系统出现问题，那么其余的系统就能在自我保护的基础上对自身的系统进行控制，而“自律可协调性”是指，任何系统出现问题时，企业的系统可以协调控制自身的工作状态，并在工作中互相协调。
自律DCS与现有DCS有以下差别：现有的DCS主要有两种类型，即层次分布型系统与水平分布型系统。当前者的上位子系统出现问题时，下位子系统无法实施调节，但下位子系统可以在一定范围内进行局部控制，具有自律控制性，但缺乏协调性；后者的部分子系统停止工作时，其余的系统可以继续工作。子系统的问题并不影响其余系统的工作状态，但在这种情况下，系统彼此之间无法交换信息，无法实现彼此控制，所以，它具备协调性，缺乏控制性；而在传统的集中式系统中，由于只有一个控制器，因此它既无自律可控性，也无自律可协调性。
3.2 EIC综合技术
在以前的发电控制过程中，电气控制装置(Electric)，仪表控制装置I(Instrument)和计算机控制装置C(Computer)都是彼此独立的装置，采取分别安装的方式。在现代科技的支持下，国家开展了EIC综合技术运用，将这三种装置结合起来，并由DCS进行统一规划和完成，这是DCS的未来发展方向。为了让这个目标成为现实，对该综合系统起到控制力的分布系统应具有相应的控制能力，即需要配套的硬件、软件支持，同时还需要适合综合系统组成的编码。
3.3 过程控制仪表
随着DCS的广泛使用，常规的控制仪器的使用范围大大缩小，特别是中央控制室的BTG盘上所装设的指示仪表和记录仪表的使用更是急速下降。目前在300MW以上大型机组上设置的仪器表已经缩小到29块，并且不再安装记录表。随着大屏幕IGS的应用，现代中央控制室将不再使用仪表盘。国外在这项技术的使用上已经有了一定经验，今后过程控制仪表的主要发展趋势是在FB支持下使用各种智能变送器和智能执行器，这些裝置不但可以实现各种复杂的互补，还可以在设备运行中以及停止运行时检查到出现在系统中的问题，为仪器运行提供了一个安全稳定的运行环境。
现代社会的发展越来越注重环境的保护，各种先进的监控发电厂污染物排放量的仪器日益增加。但这些设备的结构复杂，造价高昂，在实际使用和维护中都非常困难，同时，由于是新型技术，现阶段还缺乏相应的技术人才，我国没有则很重仪器的详细介绍，国外的资料也十分有限，这些都影响了该设备的使用，不但浪费了国家的资金和人力，还会给环境造成威胁。可是国外却很重视这种仪器的使用和维护，它已经成为发电系统内不可缺少的部件。
3.4 现场总线
采用现场总线FB也是DCS未来的发展方向。FB是由DCS所控制一条通信线路，它能排除干扰和免受不良影响。采用FB可将现场的所以智能设备，如智能变送器和智能执行机构全部统一连接到FB上。不仅减少了控制电缆的数量，还能减少因长线传输导致的信号不良和信号差异等问题。使用FB后，整个系统结构实现有有机的系统分散管理和运行，加强现场设备智能化运行，对发电控制设备的运行和维护都起到了积极作用。
4电厂热工自动化的发展趋势
随着科学技术的不断发展。也由于生产实践的需求以及原有技术的不足，进入新的一个世纪以后，热工自动化专业技术将会以更快的速度发展。
4.1 FDCS：电气热上控制一体化
现场总线作为一个完整的现场总线控制系统，目前还难以迅速应用到整个电厂中，而DCS虽然足电厂目前伍线运行机组的主流控制系统。但由于其检测和执行等现场仪表信号仍采用模拟量信号，无法满足工程师站上对现场仪表进行诊断、维护，和管理的要求，限制了控制过程视野。
如基于控制器实现FCS和DCS的融合的FDCS兼容传统DCS和FCS，实现热工电气控制一体化。相比各自独立的DCS和FCS，FDCS就具有无比的优越性。它采用现场总线实现智能装置的就地化，接入智能传感器、执行器，节省电缆、信息丰富，方便安装调试；采用仿真控制一体化技术，对于全厂运行指导、性能分析提供了应用平台。同时电气保护测控单元通过FCS进入FDCS系统，实现电气热工一体化。
4.2 实现综合自动化
发电厂是一种资产密集、技术密集、数据量大、产品即产即销的特殊企业。综合自动化技术是把生产过程作为一个整体来控制和管理。实现管控一体化。管控一体化是从电厂的生产和经营目标出发，为电厂的管理业务和运转流程提供信息化支撑的系统集合，它综合了电厂的过程控制、厂级监控、管理信息的数据，将人、财、物有机的组织成有序互动的整体，以计划、实现、检查和调整的广义闭环思想使整个组织具有自优化的能力，为实现组织目标的最大化服务。
4.3 实现更高性能
自动化软件自20世纪70年代中期发展至今，已有30年的历史。即解决人机对话界面问题。在组态软件的发展历程中，顺应控制需求，新的概念和功能被不断引入，如实时数据库、SCADA、OPC、FOSERVER等，使得组态软件已完全超越其最初的含义及功能。今天的自动化软件已经是基于PC和WinInter结构，包括HMI软件及相关的控制软件、流程监控软件、SoftLogic的统称。
随着全球自动化需求的增长、IT技术及互联网的发展，基于PC的自动化技术得到了迅猛的普及、发展，自动化软件已成为继PLC、DCS等控制系统之后的又一新型控制系统，有了更阔的发展空间。
结语
电厂热工自动化是一项现代科技，它有着广发的发展前景，所有自动化系统都需要一套合理的设计，以保证各控制系统的顺利运行。同时，在现有的发展基础上，还应努力开发与我国实际情况相协调的支援系统。另外还应逐渐在工程设计中采用现场总线的方式，并积极开张人工智能在电厂热工自动化中的使用，为其未来的发展提供良好的基础。
参考文献
1. 侯树文.陈燕.李方方.火电厂热工自动化的现状与进展[J].山西建筑2007,33(3)
2. 付爱彬.浅谈热工自动化的新发展[J].科技情报开发与经济2007,17(13)
3. 李阳春.夏静波.火电厂热工自动化的发展和展望[J].电站系统工程2003,19(6)