火电厂脱硫脱硝改造控制系统论文

火电厂脱硫脱硝改造控制系统论文摘要：在火电厂脱硫脱硝系统改造过程中，需要根据实际的情况，综合分析火电厂经济能力、发展方向等，选择性价比最高的控制系统。从目前的情况来看，PLC技术成熟，成本较低，应该成为中小型火电厂的首选，但随着科技发展，未来FCS控制系统必将成为火电厂脱硫脱硝改造系统的主流，同时两种或两种以上的控制系统配合使用也是未来控制领域重要的研究与发展方向。关键词：火电厂；脱硫脱硝改造；控制系统；选型前言在我国科学技术不断发展的带动下，加上人们环保意识的增强，火电厂脱硫脱硝改造势在必行。在脱硫脱硝改造过程中，需要通过科学的控制系统，保证脱硫脱硝工作的环保性、经济性，为火电厂脱硫脱硝系统安全运行提供必要的支持。现阶段，我国正处于快速发展的新时期，节能环保也是我国基本国策之一，因此加强对火电厂脱硫脱硝改造中控制系统选型问题的研究具有十分现实的意义。1几种常见的控制系统1.1PLC控制系统PLC控制技术经过近三十年的发展，现在已经相当成熟，同时也开发除了模拟量闭环控制功能。利用PLC控制技术，能够提高自动化控制系统的安全与稳定，是现阶段工业企业自动化发展的主要应用技术之一。在科学技术的带动下，现有的PLC控制系统除了传统的逻辑运算功能外，逐渐向着综合控制的方向发展。同时PLC新控制技术对PID闭环控制功能不断的完善，同时其他的功能也得到了显著的改进与提升，该项技术已经广泛应用于连续控制过程中，与我国自动化控制系统发展方向具有很强的同步性。在PLC控制系统中，通讯技术是其中的关键，通过通讯系统将PLC控制系统各个处理单元有效的结合在一起，方便了系统管理，同时也简化了控制系统组成，使得系统编程更加简单。经过长期的发展，PLC控制系统成本不断降低，一些小型的PLC系统能够为工业公户提供模拟量输出、接入接口以及控制通讯回路等，甚至一些超小型的PLC控制系统还实现了与现场总线网络相连。在PLC控制系统应用过程中，不仅需要对硬件产品性能进行充分考虑，还需要为用户提供便于操作的软件工具，辅助提供网络通讯技术、故障诊断技术等。现阶段，很多厂家正努力开发与PLC控制系统相适应的编程软件，同时也不断的推出了新型的与编程软件配套的组态软件，同时组态软件具有很广的应用范围，为用户编程提供便利。PLC具有系统灵活的特点，当监视点以及控制点较少时，能够利用小型的PLC控制系统，对对象进行监控。小型系统主要采用PC机作为系统主站，多台相同型号的PLC作为从站，实现对系统的监控。在PLC网络技术不断发展的趋势下，有多台PLC组成的控制系统被不断的应用。1.2DCS控制系统DCS控制系统指的是分散控制系统，就是将4C技术有机的集合，具有从上到下树形拓扑系统的特点，通讯技术也是其关键的技术。通过DCS控制系统，主要的对自动化控制回路控制算法的处理，将模拟量反馈控制作为产品的主要功能，同时也具备模拟量开关量混合型批量控制、开关顺序控制功能。该项控制技术主要优势集中在对模拟量的控制方面，其技术核心表现在模拟量控制及相关的算法。DCS控制系统主要由四个部分组成，包括通讯网络、操作站、控制器、I/O板。目前国际上各大DCS厂商在生产控制器以及I/O板的技术方面相差不大，而I/O板也逐渐实现了智能型。控制器中主要设置了控制算法及其组合，对I.O数据进行循环读取。才作战主要是通过PC机、小型机实现，操作系统利用NT或UNIX系统，监视软件可以用专用或通用的软件，通过通讯网络将这两部分连成一个完整的系统。由此可以看出，操作站是DCS控制系统中关键的部分，工程师站给操作站、控制站组态，生产过程中的历史数据有历史站负责。中小型的DCS控制站，主要是以控制16～32回路为限，其分散性容易接受。现阶段，小型的DCS系统也具有很大的市场，逐渐实现了与FCS、PLC控制系统的共享。目前的DCS中，一个控制器完成几十个回路的运算和几百点的采集、适量的逻辑运算，经现场使用，效果比较好。有时控制器和检测元件的距离比较远，这就促进现场总线的发展。1.3FCS控制系统FCS控制系统以总线标准作为核心，所以也被成为总线控制技术。也就是说，对于同种类型的总线，只要确定其总线协议，相关的设备、关键技术等也能够随之被确定。现场总线技术具有现场设备智能化要求特点，也就是说，采用现场总线控制系统，需要保证驱动器、传感器、执行机构等现场设备具有串联通信的接口，同时保证接口设备的智能化。所以，现阶段的现场总线技术主要技术基础为大规模的集成电路，同时这种控制技术将故障诊断、参数化、远程控制有效的结合在一起。现场总线通过数字化通信技术，将现场智能化设备有效的连接起来，实现了通过控制器对现场设备运行情况信息的获取，包括设备状态、设备参数、设备故障等信息，实现了远程控制以及故障自动化诊断。随着火力发电厂污染与耗能问题的加剧，环保要求的提高要求基建项目脱硫与机组同步，同时取消烟气脱硫系统气-气交换器及旁路挡板，由此取消增压风机，此时锅炉控制与脱硫系统烟气通道控制间的联系必然更加紧密，因此把脱硫控制归集到机组DCS控制是火力发电厂节能减排的必然选择。2上述常见控制系统的比较对上述三种常见的控制系统进行比较，三者之间的优劣及其发展前景体现在以下几个方面：（1）DCS控制系统属于大系统，闭环控制能力较强；PLC控制系统主要使用与中小型系统中，具有很强的逻辑控制能力。FCS在各种类型的控制系统中都比较使用，但必须保证现场装置具有智能化，这样才能发挥FCS控制系统的优势。（2）在投资成本方面，DCS系统具有一次性投资较大的特点；PLC系统投资较少；而FCS系统对现场设备智能化要求较高，因此其成本也相对较大。（3）在兼容性方面。DCS系统属于封闭式，每一个DCS厂商生产的产品之间不能兼容，同时后期兼容性扩充具有一定的难度；PLC系统能够通过网络技术，扩展同种型号的PLC单元，同时能够将PLC作为FCS以及DCS系统的前端控制系统，用户能够根据不同品牌、厂商提供的设备产品进入总线中，实现最佳系统的集成。（4）PLC、DCS系统中的信息，全部采用模拟信号以及二进制的形式，需要具有A/D、D/A转换；而FCS系统采用全数字化，通过数字信号实现通信，提高了系统的集成性能，同时提高了控制系统的精度。（5）FCS系统实现了将PID闭环控制功能归入执行器或变送器中，有效的减少了控制周期，对提高系统的调节能力具有十分重要的意义。（6）FCS由于信息处理现场化，与DCS、PLC相比可以省去相当数量的隔离器、端子柜、I/O卡件、I/O终端、I/O文件及I/O柜，同时也节省了I/O装置及装置室的空间。FCS可以减少大量电缆与敷设电缆用的桥架等，同时也节省了设计、安装和维护费用。但它是以数字智能现场装置为前提的。3结语通过上述分析可知，在火电厂脱硫脱硝系统改造过程中，需要根据实际的情况，综合分析火电厂经济能力、发展方向等，选择性价比最高的控制系统。从目前的情况来看，PLC技术成熟，成本较低，应该成为中小型火电厂的首选，但随着科技发展，未来FCS控制系统必将成为火电厂脱硫脱硝改造系统的主流，同时两种或两种以上的控制系统配合使用也是未来控制领域重要的研究与发展方向。参考文献：[1]刘刚，张春玲.火电厂脱硫脱硝改造控制系统[J].仪表技术与传感器，2006（01）[2]严强.火电厂脱硫脱硝改造中控制系统的选型[J].城市建设理论，2013（49）[3]谢志勇，王铁锐.在脱硫控制系统中通过Profibus建立XDPS与西门子S7-300的OPCServer通讯[J].科技传播，2011（23）