計(jì)算機(jī)智能技術(shù)在火力發(fā)電運(yùn)行中的使用分析

1、計(jì)算機(jī)智能技術(shù)在火力發(fā)電運(yùn)行中的使用分析方案;而且隨著通信技術(shù)的發(fā)展強(qiáng)大，進(jìn)一步羅占了計(jì)算機(jī)的信息處理能力。同時(shí)，計(jì)算機(jī)智能技術(shù)應(yīng)用于火力發(fā)電等工業(yè)領(lǐng)域，進(jìn)一步推動(dòng)了計(jì)算機(jī)智能技術(shù)的發(fā)展。關(guān)鍵詞：火力發(fā)電;計(jì)算機(jī);測量;自動(dòng);智能技術(shù)近年來隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，電力供應(yīng)為經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供重要的基礎(chǔ)保障，而火力發(fā)電是國內(nèi)電力供應(yīng)的主力，如何能夠快速準(zhǔn)確的測量溫度、壓力、流量、物位等各種連續(xù)模擬量，建立合理的控制策略，這對于火電廠實(shí)現(xiàn)整體自動(dòng)化來說是十分重要的，也是其實(shí)現(xiàn)電廠自動(dòng)化的重要保障。通過闡述我廠火電廠計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用，能夠?yàn)榛痣姀S今后發(fā)展提供一定的指導(dǎo)建議，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)火電廠高度智能化。計(jì)算

2、機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及其在工業(yè)中的廣泛利用，也使計(jì)算機(jī)測留義表技術(shù)得以發(fā)展，火電發(fā)力廠存在多個(gè)模擬量測點(diǎn)和PID調(diào)節(jié)回路控制對象，因此對于電力生產(chǎn)來說具有較高的連續(xù)性要求，同時(shí)也對火電廠發(fā)電運(yùn)行過程中計(jì)算機(jī)智能技術(shù)提出了更高的要求。一、計(jì)算機(jī)工智能技術(shù)在電廠控制系統(tǒng)中得到了廣泛需求以我廠為例，我廠存在鐵路專用線，具有較為便利的交通運(yùn)輸線路，同時(shí)也是該地區(qū)匕瞅大的電力生產(chǎn)基地,每年預(yù)計(jì)能夠生產(chǎn)50-60億度電,供熱達(dá)130萬平方米。近幾年我廠將過去旋風(fēng)式除塵器轉(zhuǎn)變?yōu)殪o電除坐器同時(shí)通過實(shí)現(xiàn)內(nèi)部聯(lián)產(chǎn)改造，完成熱電聯(lián)產(chǎn)改造工程,能夠從一定程度上控制大氣污染，同時(shí)進(jìn)一步提升發(fā)電廠的供熱質(zhì)量，能夠使該地區(qū)空氣質(zhì)

3、量有顯著提升，也能夠帶動(dòng)該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。我廠無論從現(xiàn)場各物理量參數(shù)的測量、信號(hào)的分析與處理、控制策略的制定和執(zhí)行以及SIS.MIS系統(tǒng)的使用，處處都有看計(jì)算機(jī)智能控制系統(tǒng)在發(fā)揮作用。計(jì)算機(jī)智能技術(shù)是借助計(jì)算機(jī)技術(shù)同時(shí)融合了其他學(xué)科，它是在常規(guī)儀表控制的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，將自動(dòng)控制系統(tǒng)中控制器的功能用計(jì)算機(jī)或數(shù)字控制裝置來實(shí)現(xiàn)，就構(gòu)成了計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，其原理圖如圖lo整個(gè)控制過程分為三步：對被控參數(shù)的瞬時(shí)值進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并輸入計(jì)算機(jī);對采集到的表征被控參數(shù)的狀態(tài)量進(jìn)行分析，并按已確定的控制規(guī)律，進(jìn)行控制;根據(jù)做出的控制決策，適時(shí)地向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制信號(hào)，完成過程控制。在計(jì)算機(jī)控

4、制系統(tǒng)中，控制規(guī)律是用軟件實(shí)現(xiàn)的，計(jì)算機(jī)內(nèi)編寫好控制程序，就能實(shí)現(xiàn)對被控參數(shù)的控制。因此，要改變控制規(guī)律，只要改變控制程序即可，這就使得計(jì)算機(jī)智峰制更加靈活，方便，特別是可以利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算、邏輯判斷、極易、信息傳遞功能，可以實(shí)現(xiàn)更加智能的操作方式，如非線性控制、邏輯控制、模糊控制、自適應(yīng)控制等智能控制方式。二、計(jì)算機(jī)技術(shù)在DAS系統(tǒng)中應(yīng)用日益廣泛近年來隨著傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)的發(fā)展，在電力系統(tǒng)收獲的廣泛應(yīng)用。目前在火電廠設(shè)備中廣泛應(yīng)用智能儀表，由于其處于不間斷工作狀態(tài)，通常所運(yùn)行環(huán)境比較惡劣，多種干擾也會(huì)給儀表測量校舉帶來較大難度，特別是在連續(xù)的生產(chǎn)過程中，現(xiàn)場變送器的線性度會(huì)隨著傳感器的

5、疲勞或者信號(hào)處理單元電子元件所處高溫等環(huán)境因素帶來的溫度漂移而逐漸降低，測量誤差隨之增大。為了更方便、更準(zhǔn)確有效的進(jìn)行測量以及定期或不定期對現(xiàn)場使用儀表進(jìn)行校驗(yàn)，因此如何提高測量精度是控制系統(tǒng)的主要問題。在實(shí)際生產(chǎn)過程中大量的參數(shù)由儀表發(fā)送并經(jīng)A/D通道或DI通道巡回采集后送入計(jì)算機(jī),由計(jì)算機(jī)對這些進(jìn)行分析處理，并按操作要求進(jìn)行屏幕顯示、制表打印和越限報(bào)警。傳統(tǒng)在進(jìn)行儀表測量過程中，使用算術(shù)平均值的數(shù)字濾波方式來克服外界干擾，然而其主要是建立在測量結(jié)果成正態(tài)分布特點(diǎn)，且多次測量的情況下實(shí)現(xiàn)的。對于有限次數(shù)的測量，雖然采用算術(shù)平均值的方法能夠改善測量結(jié)果，然而從統(tǒng)計(jì)角度上來看并不是最好的校準(zhǔn)結(jié)果

6、表示方法。采用數(shù)據(jù)融合方式能夠解決這些問題，通過使用參數(shù)估計(jì)地推估算方法能夠獲取更好的測量結(jié)果，恒定測量值叁加噪聲數(shù)據(jù)仿真分析，可從結(jié)果方差分析進(jìn)一發(fā)現(xiàn)該方法相采集、處比數(shù)字濾波能夠有效克服外界噪聲，提高儀表的測量精度。計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到理的全過程，對模擬量進(jìn)行采樣、增益最佳化、信號(hào)規(guī)格化、合理性檢查、零偏校正、熱電偶冷端初嘗、非線性矯正、越限處理、工程量變換、數(shù)字濾波、開方計(jì)算、上下限報(bào)警等處理，才能使測量信號(hào)較為真實(shí)的反映現(xiàn)場實(shí)際。數(shù)據(jù)采集和處理是比較復(fù)雜的工作，目前精密測量儀器已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)智能傷口自動(dòng)化方向發(fā)展,嵌入式計(jì)算機(jī)也應(yīng)用于測量儀表校準(zhǔn)過程中，在自動(dòng)控制測量數(shù)據(jù)采集，分析，結(jié)果輸出

7、等方面起著十分重要的作用。然而在微弱信號(hào)測量儀表校準(zhǔn)中，嵌入式計(jì)算機(jī)應(yīng)用還需要進(jìn)一步研究。相比其他的儀表校準(zhǔn)儀器來說微弱信號(hào)測量儀表校準(zhǔn)器能夠解決抑制噪聲和解除干擾等問題，但是微弱信號(hào)測量電路相比嵌入式計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)來說相互干擾程度較大，尤其是計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)各部分會(huì)影響微弱信號(hào)測量干擾源。解決微弱信號(hào)測量電路與計(jì)算機(jī)測控電路的電磁兼容問題，實(shí)際上就是在微弱信號(hào)測量儀表校準(zhǔn)器中應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件的過程。近年來，納服電壓標(biāo)準(zhǔn)裝置是基中瞬小電壓標(biāo)準(zhǔn)裝置，可將其用于嵌入式計(jì)算機(jī)微弱信號(hào)測量儀表校正中，解決儀表內(nèi)部的電磁兼容問題，有效控制并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，處理，噪聲抑制，量程校準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)頻率特征改善等。在這一裝

8、置中濾波器完成初步濾除工作頻外的其他干擾信號(hào)和噪聲，相關(guān)處理器能夠有效抑制噪畫口解除干擾，通過計(jì)算機(jī)可實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波，這也是有效降低噪聲的這種方法。計(jì)算機(jī)通過邏輯控制電路和電子開關(guān)鍵能夠?qū)ο嚓P(guān)處理器，程控放大器等實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)量程衰減器衰減幅度選擇，時(shí)間常數(shù)設(shè)置，濾波器帶寬設(shè)置數(shù)據(jù)處理，量程校準(zhǔn)等。三、計(jì)算機(jī)智能技術(shù)在控制系統(tǒng)中占據(jù)主導(dǎo)地位傳統(tǒng)的控制策略隱含著兩個(gè)前提，一是要求對象的模型是精確地、不變化的且是線性的;二是操作條件和運(yùn)行環(huán)境是穩(wěn)定的、不變的。但隨著工業(yè)領(lǐng)域的擴(kuò)大，控制精度和性能要求的提高，必須考慮控制對象參數(shù)乃至結(jié)構(gòu)的變化、非線性的影響、運(yùn)行環(huán)境的改變、環(huán)境干擾因素等各種

9、不確定因素的影響，才能得到滿意的控制效果。因此計(jì)算機(jī)智育踞制已經(jīng)占據(jù)控制系統(tǒng)主導(dǎo)地位?？刂撇糠质怯?jì)算機(jī)智能技術(shù)的核心。按其所具有回路數(shù)的多少，可以分為單回路、雙回路和多回路控制。多回路的控制最多達(dá)到數(shù)百個(gè)回路，控制算法的數(shù)目從幾十種到上百種。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制理論的發(fā)展，控制能變得越來越強(qiáng)大?？刂品绞綇脑缙谥挥羞B續(xù)控制功能的傳統(tǒng)控制，已發(fā)展到普遍具有邏輯控制、順序控制、批量控制和各種智能控制方式。控制算法也從傳統(tǒng)的PID控制、反饋一前饋負(fù)荷控制、自適應(yīng)控制、非線性控制等傳統(tǒng)算法，發(fā)展到smith預(yù)估控制、多變量解耦控制、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、預(yù)測控制及遺傳算法等更加智能的控制方式。各種控制

10、策略各有不同且各有特長，但都存在某方面的不足。因此，必然的發(fā)展趨勢是各種控制策略相互滲透、取長補(bǔ)短，結(jié)合成復(fù)合的控制策略，克服單獨(dú)控制策略的不足更好的滿足不同應(yīng)用的不用要求。四、計(jì)算機(jī)智能技術(shù)在DAS系統(tǒng)應(yīng)用中遇到的困難對于火力發(fā)電廠來說，及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠地獲取現(xiàn)場設(shè)備的信息是計(jì)算機(jī)智能技術(shù)的基本要求，可靠、高效的現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)則是迅速而有效地收集和傳送現(xiàn)場生產(chǎn)與管理數(shù)據(jù)的基本保障。但是在發(fā)電運(yùn)行過程中所使用的計(jì)算機(jī)智能技術(shù)，還有很長的路要走。首先，在安裝和調(diào)試時(shí)，由于熱工自動(dòng)化系統(tǒng)匕限復(fù)雜，需要合理進(jìn)行設(shè)計(jì)并完成儀表校驗(yàn)安裝，才能喇呆其實(shí)現(xiàn)應(yīng)有功能。對于熱工自動(dòng)化系統(tǒng)來說，儀表的調(diào)試和檢驗(yàn)是十

11、分重要的，其指標(biāo)是否可達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要求，需要對儀表數(shù)據(jù)存在異常的部分進(jìn)行檢測檢驗(yàn)。對于自動(dòng)化儀表來說，因測量介質(zhì)壓力溫度的變化，完成安裝工作后，需要對不同設(shè)備測量出來的真實(shí)值進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估，嚴(yán)格按照技術(shù)方案要求，滿足熱工自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行高質(zhì)量。在檢查過程中一旦出現(xiàn)自動(dòng)化儀表數(shù)據(jù)不準(zhǔn)或者設(shè)備安裝不協(xié)調(diào)問題，需要及時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)改良和調(diào)整，盡可能使偏差度降氐到最低范圍。其次，管路系統(tǒng)安裝和維護(hù)也是I:瞰重要的，是整個(gè)火電廠自動(dòng)化儀表性能準(zhǔn)確的前提，也是火電廠自動(dòng)化儀表安裝調(diào)試的重要問題。從整個(gè)機(jī)組性能和運(yùn)行角度上分析，可以使得在整個(gè)線路安裝連接調(diào)配中實(shí)現(xiàn)管路系統(tǒng)的合理鋪設(shè)，并能夠使機(jī)構(gòu)優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)布

12、局嚴(yán)密，在實(shí)際中能夠確保自動(dòng)化儀表在整體系統(tǒng)中穩(wěn)定，進(jìn)而使各個(gè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)，有效控制各個(gè)方面，確保火力發(fā)電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)高效率運(yùn)行?，F(xiàn)場測量儀表失真也是對計(jì)算機(jī)智能控制系統(tǒng)面臨的一大問題?；鹆Πl(fā)電廠部分儀表在運(yùn)行一段時(shí)間之后會(huì)出現(xiàn)故障問題，需要采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)對所存在的故障進(jìn)行匕喉，分析存在的故障類型和維護(hù)方向的認(rèn)定。在設(shè)備投入使用之后需要詳細(xì)記錄部分參數(shù)，并對這些重變化結(jié)果，能夠?qū)收项愋鸵獏?shù)進(jìn)行備份，在儀表運(yùn)行中很多數(shù)值是不斷變化的，當(dāng)數(shù)值發(fā)生較大幅度變化時(shí)基本可以認(rèn)為該儀表存在故障，根據(jù)計(jì)算機(jī)測量校驗(yàn)儀表所分析的是否和存在的未知可能性進(jìn)行準(zhǔn)確判定。對于儀表存在的故障，工作人員還需要對

13、顯示合理，且處于可接受范圍進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)定。采用計(jì)算機(jī)智能技術(shù),如果儀表測量的數(shù)值在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生突變，或者測量同一參數(shù)不同儀表之間存在的差值偏差較大時(shí)，則認(rèn)為測量儀表發(fā)生故障，需要立即采取應(yīng)急方案，自動(dòng)切除故障信號(hào)或者解除自動(dòng)控制，同時(shí)發(fā)出報(bào)警提醒運(yùn)行人員，一邊及時(shí)聯(lián)系維護(hù)人員在短時(shí)間內(nèi)找到跟故障問題完成檢修工作，避免因?yàn)閮x表測量失真危及機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。干擾信號(hào)的存在也在時(shí)時(shí)考驗(yàn)著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全可靠。現(xiàn)場儀表往往分布在生產(chǎn)現(xiàn)場的各個(gè)地方，因而計(jì)算機(jī)的工作環(huán)境惡劣，遭受頻繁干擾。干擾的來源是多方面的，有事甚至是錯(cuò)綜復(fù)雜的。干擾有的來自外部，有的來自內(nèi)部。這些干擾會(huì)影響系統(tǒng)的測控精度，降低系統(tǒng)的可

14、靠性，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)的運(yùn)行混亂，進(jìn)而造成事故。因此需要抑制干撫信號(hào)進(jìn)入計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，制定相應(yīng)的、行之有效的抑制或消除干擾的措施。雖然現(xiàn)在使用著很多的控制措施，例如信號(hào)隔離技術(shù)、CPI抗干擾技術(shù)、接的技術(shù)、供電技術(shù)等硬件抗干擾措施以及數(shù)字濾波技術(shù)等軟件抗干擾措施，還需要對干擾源進(jìn)行深入研究，采取更加完善的抗干擾措施，保證計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。五、計(jì)算機(jī)智能技術(shù)在以后應(yīng)用中的思考雖然計(jì)算機(jī)智能技術(shù)在現(xiàn)在的應(yīng)用中還是存在很多問題，但是它的優(yōu)點(diǎn)還是十分突出的，主要表現(xiàn)在：1 .能對較弱的信號(hào)進(jìn)行有效處理，高精度模擬信號(hào)數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)也日益成熟，各種數(shù)學(xué)模型的建立，能夠最大限度的實(shí)現(xiàn)數(shù)字模擬化;加上現(xiàn)

15、代通訊網(wǎng)絡(luò)的蓬勃發(fā)展和日益廣泛的應(yīng)用,對計(jì)算機(jī)智能控制系統(tǒng)提出了更高的要求：現(xiàn)場設(shè)備的智能化與功能自治性;互操作與互用性很強(qiáng)的容錯(cuò)能力與高可靠性、高安全性。2 .充分利用算機(jī)軟件、硬件設(shè)施,能夠?qū)崿F(xiàn)儀器儀表的自動(dòng)診斷、自動(dòng)校驗(yàn)、自動(dòng)調(diào)整、自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)，實(shí)現(xiàn)儀器儀表的智能化，準(zhǔn)確測量現(xiàn)場物理量的實(shí)時(shí)變化;測控設(shè)備PC化大量運(yùn)行晶以儀器儀表技術(shù)，并使儀器儀表網(wǎng)絡(luò)化，生成網(wǎng)絡(luò)儀器儀表與遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)。3 .先進(jìn)的控制算法優(yōu)化控制軟件、組態(tài)軟件、工業(yè)過程控制軟件，將其運(yùn)用到現(xiàn)場實(shí)際工作中，從而使現(xiàn)場的控制算法更加成熟，控制日益精確。4 .現(xiàn)場總線協(xié)議技術(shù)得到了日益廣泛的應(yīng)用，Ethemet+TCP/IP的傳感器、變送器可以直接成為網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)?，F(xiàn)場總線設(shè)備實(shí)時(shí)技術(shù)管理逐漸全面、完善，移動(dòng)機(jī)器人以及各種自動(dòng)化設(shè)備可以通過無線鏈路直接在網(wǎng)絡(luò)上傳輸、發(fā)布和共享,使得數(shù)字電廠、智能化電廠如雨后春筍般大量出現(xiàn)，對計(jì)算機(jī)智能技術(shù)的需求越發(fā)迫切。總而言之，及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠地獲得現(xiàn)場設(shè)備的信息是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本要求，可靠、高效的現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)則是迅速有效地收集和傳送現(xiàn)場生產(chǎn)與管理數(shù)據(jù)的基本保值。目前，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展引發(fā)了計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域中深刻的技術(shù)變革。計(jì)算機(jī)智能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)沿看網(wǎng)絡(luò)化、開放性的方向發(fā)展時(shí)計(jì)算機(jī)智能控制系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的潮流。網(wǎng)絡(luò)化、開放化、智能化和集成