數(shù)字化電廠關(guān)鍵技術(shù)

(1) 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

該技術(shù)的進(jìn)步將最終推動(dòng)數(shù)字化通信網(wǎng)絡(luò)延伸到設(shè)備就地，同時(shí)使控制有可能延伸到就地，實(shí)現(xiàn)更加分散的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備就地的智能化，使得監(jiān)控和管理的能力延伸到就地。該技術(shù)將對(duì)DCS技術(shù)的發(fā)展起到?jīng)Q定性的推動(dòng)作用。該技術(shù)的發(fā)展還有賴于眾多研究機(jī)構(gòu)和自動(dòng)化系統(tǒng)廠家的不斷研究和推動(dòng)，并且有賴于就地儀表設(shè)備廠家的認(rèn)同。

(2) DCS與NCS的一體化。

電廠電氣的自動(dòng)化其實(shí)本來(lái)就應(yīng)該由DCS完成，只是傳統(tǒng)的DCS不能滿足電氣控制的在I/O模件和通信速度等方面的少數(shù)特殊要求，因此才出現(xiàn)專門的NCS系統(tǒng)。現(xiàn)在隨著DCS的計(jì)算能力大大加強(qiáng)，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)化的通信速度也大幅度提高，再結(jié)合電氣控制裝置的迅速發(fā)展，DCS完全可能繼承從廠用電控制到升壓站控制的全部功能。DCS與NCS的一體化已經(jīng)形成了成熟的技術(shù)，將迅速推廣到所有的DCS中。

(3) PLC與DCS的一體化。

PLC作為一種可獨(dú)立布置的、以邏輯控制為主的控制裝置，具有低成本、布置靈活等特點(diǎn)，目前隨著通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化、I/O模件的標(biāo)準(zhǔn)化，PLC已經(jīng)具有了與DCS的控制器類似的作用和地位，因此在先進(jìn)的DCS中，PLC可以作為一種低成本的、可自由布置的，特別適合輔助車間系統(tǒng)控制的控制器融合到DCS中，形成與DCS控制器高低搭配的形式。在這種結(jié)構(gòu)中，甚至可以將控制器與PLC在一套系統(tǒng)中混合搭配使用。PLC與DCS的一體化布局使用的方式已經(jīng)在個(gè)別國(guó)外先進(jìn)DCS中實(shí)現(xiàn)。

(4) 控制系統(tǒng)與仿真系統(tǒng)的一體化。

基于DCS的激勵(lì)式仿真系統(tǒng)將改變傳統(tǒng)的仿真系統(tǒng)模式，仿真系統(tǒng)將和DCS緊密結(jié)合在一起，仿真系統(tǒng)的控制邏輯、組態(tài)方式、通信協(xié)議等將與DCS完全一樣，從而隨時(shí)根據(jù)實(shí)際控制方式調(diào)整仿真系統(tǒng)。仿真系統(tǒng)將不僅可以培訓(xùn)運(yùn)行人員，還可以培養(yǎng)檢修維護(hù)人員。并且，仿真系統(tǒng)可以從DCS中獲得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，讓培訓(xùn)人員感受到真實(shí)的控制過(guò)程，還可以用以對(duì)運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行在線分析和處理?；贒CS的激勵(lì)式仿真系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)提出幾年了，并且正在迅速的形成產(chǎn)品。

(5) DCS與SIS的一體化。

隨著實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展，DCS與SIS最終將使用一個(gè)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)甚至實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，SIS的優(yōu)化控制等功能將融合進(jìn)DCS的專門計(jì)算站，甚至分散在各個(gè)控制站中，最終實(shí)現(xiàn)高級(jí)控制功能的在線化和就地化。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化問(wèn)題已經(jīng)提上了幾年了，目前還處于研究發(fā)展階段，預(yù)計(jì)不久的將來(lái)，必將取得質(zhì)的突破。

(6) SIS功能的實(shí)現(xiàn)與強(qiáng)化。

SIS的功能是實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)視、機(jī)組性能及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析、機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行指導(dǎo)、機(jī)組負(fù)荷分配優(yōu)化、鍋爐吹灰優(yōu)化、設(shè)備故障診斷、金屬壽命管理等應(yīng)用功能。但是當(dāng)前許多SIS都不具備或不完全具備這些功能，特別是在線優(yōu)化功能，目前幾乎都無(wú)法實(shí)現(xiàn)。這些功能需要多學(xué)科多專業(yè)的配合才能實(shí)現(xiàn)，其中每個(gè)功能都涉及到某個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，這些領(lǐng)域包括：現(xiàn)代控制和智能控制、熱能工程、材料工程、復(fù)雜信息處理技術(shù)等。這些功能的實(shí)現(xiàn)不僅需要豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，還需要大量的理論支持。因此，這些功能需要一個(gè)不斷發(fā)展和完善的過(guò)程。

(7) 發(fā)電廠三維模型算法的發(fā)展。

三維模型算法已經(jīng)相當(dāng)成熟，但是現(xiàn)在還缺乏適合發(fā)電廠環(huán)境甚至一般工業(yè)環(huán)境的專門算法和軟件。這里面有成本的因素，還有就是從設(shè)計(jì)到制造還缺乏強(qiáng)烈的需求。如果對(duì)全壽命周期數(shù)字化管理提出明確的需求，主管單位對(duì)各方進(jìn)行協(xié)調(diào)，或者制定了相關(guān)的行業(yè)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)電廠三維模型算法和軟件將得到迅速發(fā)展。

(8) 數(shù)據(jù)融合技術(shù)的發(fā)展。

上述各個(gè)系統(tǒng)的一體化，必然涉及到大量數(shù)據(jù)整合的問(wèn)題，這些數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)種類繁多，數(shù)據(jù)流量差異很大，數(shù)據(jù)的需求復(fù)雜，同時(shí)還要滿足完整性、一致性、可交換性、可互訪性等要求，特別是三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)與其它數(shù)據(jù)庫(kù)之間的連接關(guān)系比較復(fù)雜，這需要建立多樣化的復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體系，這些都對(duì)數(shù)據(jù)融合技術(shù)提出了較高的要求，同時(shí)要依賴一些先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，如數(shù)據(jù)挖掘等。統(tǒng)一的數(shù)據(jù)編碼也是非常重要的，統(tǒng)一編碼是各種數(shù)據(jù)之間建立連接關(guān)系的紐帶。