為應對當前國內發(fā)電項目市場提出的新挑戰(zhàn)和海外發(fā)電項目的預期需求，自動化室于2016年初成立技術開發(fā)組，著力研究電廠自動化檢測和控制前沿技術，并承接發(fā)電及其它自主運營項目的編程調試。經(jīng)過兩年的發(fā)展，逐漸形成了項目現(xiàn)場編程調試、電廠先進調節(jié)控制系統(tǒng)研發(fā)、自動化設計工作標準化三大塊主要業(yè)務。
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越基礎越重要
萬丈高樓平地起，自動化技術開發(fā)組被賦予了多項任務，但核心還是要把基礎打牢。為此小組成立初期，傅曉主任工程師親自帶隊小組前往和利時、東汽和孚潤德等公司學習DCS和DEH編程及現(xiàn)場液壓系統(tǒng)故障分析，隨后到各個項目部接受現(xiàn)場考驗。值得慶賀的是：兩年內小組成員順利完成了揚州恒潤高溫超高壓煤氣發(fā)電65MW機組、新余高溫超高壓煤氣發(fā)電93MW機組等大大小小近十個項目，積累了豐富的經(jīng)驗。并在此基礎上，形成了小組自身的編程體系。
經(jīng)歷過現(xiàn)場的同事都知道，項目的設計和產(chǎn)品的選購需考慮周詳，保護措施一定要到位，否則會隱患無窮。然而重要設備本身的硬保護都是獨立的，要方便實現(xiàn)系統(tǒng)牽一發(fā)而動全身的功效，還要看那關鍵的幾行代碼。而且當現(xiàn)場出現(xiàn)各類故障時，業(yè)主的第一反應都是程序邏輯有沒有問題？所以看似靜坐現(xiàn)場的程序員，其內心也是忐忑的。
這就需要程序員不僅有深厚的編程功底，還要熟悉現(xiàn)場的工藝，在邏輯討論中仔細推敲每一條語句的可行性，在編程過程中反復思索可能遺漏的方面，在調試環(huán)節(jié)中積極參與邏輯的測試。而這也是自主編程特有的。因為如果是廠家編程，他只需完成業(yè)主、總包、聯(lián)調、監(jiān)理四家討論簽訂的邏輯即可，后面發(fā)生邏輯缺失引發(fā)的事故時，他也完全沒有責任。而自主編程，關系到我們環(huán)保人自己能否給機組提供良好完善的保障環(huán)境，關乎到我們都市環(huán)保的聲譽，所以即便討論中有遺漏，后期的糾正和完善也會更主動、及時和便捷。
就以鍋爐大聯(lián)鎖中送引風機間的邏輯為例進行討論。某項目敲定邏輯說明如下：
A.引風機停運,聯(lián)鎖停對應的送風機。
B.兩臺送風機運行，第一臺送風機停運：聯(lián)鎖停對應的引風機，第二臺送風機停運，則不聯(lián)停對應的引風機。
按字面意思，我們可以羅列下表：
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表1?
僅完成字面上程序的編寫，程序很簡單，邏輯也合理。但實際編譯驗證過程中，會遇到如下實際問題：
A.風機正常運行在變頻狀態(tài)，跳閘情況下如何迅速捕捉到跳閘信號。
B.在第一次單送引風機聯(lián)鎖跳閘后，經(jīng)過人工調整頻率或設備維修后，可能不成對啟動跳閘的送引風機而是只啟動其中的一臺，產(chǎn)生兩引風機一送風機啟動或一引風機兩送風機啟動情況。此時如果有二次風機跳閘時該如何聯(lián)鎖。
C.在極端情況下，兩臺送風機同時跳閘，系統(tǒng)如何判斷是否只停了一臺引風機。
D.一些項目業(yè)主要求風機跳閘時，先變頻切工頻，切換失敗后再鍋爐大聯(lián)鎖，這樣是否合理，風險大不大。
E.單送引風機跳閘引發(fā)的降負荷聯(lián)鎖問題。
設備的運作都是按部就班的，聯(lián)鎖的觸發(fā)必然有其誘因。如風機運行中軸溫、軸振等重要參數(shù)的異常觸發(fā)了設備的跳閘。但偶爾也會遇到無法捕捉到的異常事件促使設備的跳閘，如干擾信號等。故對于邏輯聯(lián)鎖的實施必須找一個可靠的載體。理論上在變頻運行下，以異常跳閘風機變頻器的運行信號下降沿為聯(lián)鎖觸發(fā)條件為好。因為故障的終極表現(xiàn)就是對應設備的停止運行。
但實際過程中，如問題A所示，現(xiàn)場選型的變頻器頻率下降到0時，停止信號才會出現(xiàn)，那對于越大的風機，變頻器的安全啟動和停止時間越長，8萬以上的機組要90秒甚至更長，如果一個信號延時90秒后才被觸發(fā)，那肯定要出大事故，故加入高壓柜運行信號（瞬間能觸發(fā)）作為判斷。即變頻和高壓柜任意一個關閉反饋信號到來時觸發(fā)聯(lián)鎖。如果在工頻的情況下，那直接聯(lián)鎖跳高壓柜。故得到圖1邏輯:
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圖1?變頻器跳閘時跳閘信號的捕捉
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正確的邏輯判斷需要判斷環(huán)境的支持。許多程序邏輯的判斷往往建立在常規(guī)環(huán)境，比如在送引風機全部正常運行情況下發(fā)生故障該如何處理。當它忽略了如問題B或D的運行環(huán)境，可能最終的邏輯判斷在某些情況下會發(fā)生失準。另外程序判斷也存在死區(qū)時間，如問題C中兩臺送風機同時被關斷，可能瞬間程序相互判斷為送風機單關（如圖2所示），導致對應兩臺引風機都聯(lián)鎖跳閘。故加入合理的延時判斷可有效避過死區(qū)時間。
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圖2?死區(qū)時間內的邏輯誤判
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電廠的編程雖然經(jīng)歷了多年的發(fā)展，但邏輯的完善仍然還需要更多現(xiàn)場經(jīng)驗的積累。如問題D中風機變切工在系統(tǒng)運行過程中是否可能產(chǎn)生不穩(wěn)定因素，問題E中當單邊送引風機跳閘時，各調節(jié)閥自動調節(jié)負荷到多少合適。這些還需要我們去探索。這也是技術開發(fā)組優(yōu)勢所在，借助于電廠工藝長期的熏陶，對邏輯的思索和拓展會有更好的傳承性。
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編程容易，編好程序不易
現(xiàn)場經(jīng)常會有人跟我們交流，說“這編程很簡單呀，就這么用線連一連就搞定了”。這個話對也不對。
對，因為和利時、科遠等DCS廠家根據(jù)國內電廠、化工等大型工程開發(fā)出了有針對性的數(shù)據(jù)庫，把基礎常用功能進行模塊打包處理，編程人員在二次開發(fā)中能夠節(jié)約不少時間，而且經(jīng)過優(yōu)化的編程系統(tǒng)，增強了易讀性，所以只要有些編程基礎的人都能快速理解程序的含義，也能做些基礎的參數(shù)修改工作，所以給人入門易的假象。
不對，因為看似簡單的編程，初學者卻經(jīng)常無從下手。古代的雕版印刷，工匠刻完一版字，其他人都能借來刷上墨，自己印上一頁書,但如何雕版卻往往被人忽略。DCS廠家將自由的語句封裝入一個小小的黑匣中，并配上簡易的注釋，把它們包裝成人們需要的馬達、閥門、流量計等，如雕版般供人隨意使用，但這卻桎梏了許多人的想象。初學者經(jīng)常會用固化的塊去生搬硬套需要的邏輯，結果就是程序很淺，經(jīng)不起事故的推敲。
編程的核心是強大的邏輯計算能力，我們要去模仿機器的想法。AlphaGo之所以能贏過人類的棋王，不是因為它能模擬人的思維方式，而是它每走一步都把所有可能的結果都計算了一遍，選出勝率最大的那種步法。所以人類思維表達邏輯中寥寥的幾筆字，可能要幾十上百條語句才能讓機器完美實現(xiàn)。熟練的編程者會按機器的邏輯通盤考慮后，如活字印刷術般重組可以利用的程序塊和靈活的語句，并進行程序校驗。
在電廠中，鍋爐和汽機的精密性要求使得其控制極其重要。但在公司現(xiàn)有電廠DCS編程情況下，安全要求較低的化水才是最挑戰(zhàn)編程能力的。不夸張的講，可用“得化水而得精髓”來形容。因為相較于鍋爐汽機的純邏輯判斷，化水還需要融入程控，即一鍵啟停程序。
一鍵啟停程序的難點在哪？主要可歸類為以下幾點：
A.設備硬件要求高，程控中的設備是靠一系列聯(lián)鎖的控制和反饋信號來持續(xù)運行的。對于循環(huán)步驟頻繁的（如超濾）系統(tǒng)，一旦一個信號不正常，就會引起程控的卡殼。故編程中必須做好應急準備，隨時隨地可以急停成套運行設備。
B.自動運行程控與邏輯程序間的沖突。比如兩臺超濾提升泵，邏輯要求一備一用，一臺跳閘，另一臺馬上啟動。那在自動運行下，電腦又如何判斷什么時候是正常停泵，不需要備用啟動，什么時候是非正常跳閘，需要啟備用？這就要額外加入?yún)^(qū)間判斷條件，設定泵的正常運行區(qū)間，只有在這個區(qū)間內聯(lián)鎖才起作用。
C.如何剔除本循環(huán)運行過程中已經(jīng)損壞的設備，讓它在下一循環(huán)中不再參加聯(lián)鎖。
以超濾系統(tǒng)為例，某項目化水為三臺提升泵與兩套超濾系統(tǒng)的配合使用。要求任意兩臺提升泵分別配合兩套超濾系統(tǒng)，另一臺提升泵為備用。簡易（演示）流程圖如圖3所示：
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圖3?超濾簡易（演示）流程圖1
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如果按這個步驟直接編程是很繁瑣的，而且容易把自己繞暈。經(jīng)過歸類總結，可以把泵的選擇單獨提取出來做成調用程序，那流程圖就能簡化為我們人的正常思維方式（如圖4），并根據(jù)主線寫出主程序：
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圖4?超濾簡易（演示）流程圖2
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而對于選擇程序，則需要以機器的邏輯方式去考慮，主要完成兩個任務：設備的選擇和故障下備用的切換。如表2，列出程序塊的輸入和輸出信號以及信號的處理方案。在此基礎上再進行程序的編寫。
表2?泵的選擇邏輯框架
?該程序塊最終可通過輸入輸出端子的連接方式來適配三臺以內主泵的選擇和是否需要備用泵的選擇。另外，如果以后有更多臺泵參與選擇，通過該思路來擴展該程序塊，能在解決問題的同時，不影響主程序的運行。這就提升了程序的通用性和移植能力，嵌套的結構也增加程序的易讀性。
D.額外的邏輯保護程序。
比如反滲透系統(tǒng)供水路上有提升泵、高壓泵、進水閥、出水閥。如果在工作過程中該路上提升泵或閥門異常關閉，而高壓泵繼續(xù)工作時，容易引起憋管，此時系統(tǒng)本身會通過旁路的爆破膜來泄壓。雖然保證了系統(tǒng)的安全，但是要對設備進行更換配件，增加了成本和麻煩，也耽誤了設備工作時間。故通過邏輯來增加保護，在水路上其他設備異常時及時關閉高壓泵，可以更大限度減小損失。
E.人與機的權衡。優(yōu)秀的廠家或程序員希望設備的全自動化，而自動化則增加了人的惰性。一位朋友曾跟我講到他在電廠的工作，那是ABB系統(tǒng)編寫的燃氣輪機。整個項目被封裝，一鍵啟機，廠家不允許業(yè)主私自改動程序或任何維修處理，所以一旦故障停機，他所需做的就是重啟，重啟，再重啟。
但自動化與人之間真的僅是零和游戲嗎？不！好的自動化系統(tǒng)和優(yōu)秀的維護人員才是系統(tǒng)長久運行的保證。程序員需要考慮提供維護人員接受能力以內的合理易懂的方式。一方面是做好培訓和操作手冊，另一方面，必須規(guī)整好程序和注釋，提升維護人員對程序的解讀能力，從而保證維護人員在設備異常時能及時通過程序找出問題，而不是太過依賴于廠家。
一鍵啟停運行的穩(wěn)定性衡量了編程人員的邏輯思維能力和程序的優(yōu)劣。但優(yōu)秀的系統(tǒng)遠不止上文提及的一鍵啟停那么簡單，現(xiàn)在僅僅是基礎，更高級的控制系統(tǒng)還等待著我們去發(fā)展。
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一面科技，一面藝術
中國這幾十年取得了巨大的成就，贊嘆之余卻又有些讓人迷茫。有位叫Firth的國外建筑師感慨中國隨處可見密集林立的高樓：“這些建筑沒有人性，這根本不能稱之為一個社會?！碑斀ㄖ哪康膬H僅是為了讓足夠多的人搬進來，從而獲取更豐厚的利潤，那這種建筑理念只會讓人們離人性越來越遠，讓居住在這里的人感知力變弱，甚至麻木不仁。
我們信服這個理念，同樣放眼到工業(yè)，不能提及工廠就讓人感覺臟兮兮，灰蒙蒙，千篇一律，毫無生機。設計師們應該賦予它們色彩和感情，不要讓勞動者認為這只是賺錢糊口的場所。正如我們的產(chǎn)業(yè)園，對比周邊方正擁擠的樓群，這邊奇特寬松的建筑，碧汪的清池，蔥郁的果園讓人可以感受到濃濃的環(huán)保氣息，享受田園般的生活，體會匠人的精神和情懷。
在實現(xiàn)現(xiàn)場編程邏輯的情況下，我們帶上滿滿的誠意，努力使我們手上的設計也變成一件件工藝品。美好的外觀往往更能提升產(chǎn)品的科技感，也能讓業(yè)主認可設計人員的工作態(tài)度，增強對我們的信任度。
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圖5?界面對比
廠家永遠是我們的老師
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我們有優(yōu)質的高學歷編程團隊，良好的工藝基礎，強大的邏輯思維能力。但還需要重要的一點——謙虛。
“廠家永遠是我們的老師?！睆埥魅卧谝淮涡〗M項目編程啟動會上這樣說過：“自動化室現(xiàn)有的優(yōu)勢不是開發(fā)了哪個系統(tǒng)，不是匯聚了多少牛逼的專家。而是有強大的資源整合能力和積極學習的斗志?！?/span>
相比于DCS廠家，我們有劣勢，我們永遠無法獲得第一手的系統(tǒng)更新資源，無法一次學盡程序中討巧的小功能。每個項目或多或少會遇到一些棘手的問題，回想現(xiàn)場工作，常常有越深入越無知的感慨。什么碩士博士、高級工程師頭銜統(tǒng)統(tǒng)放下，誰能點撥我們都是我們的老師。翻翻手機上十幾個DCS廠家的電話，數(shù)百個通話記錄，想想我們自己逐漸豐富完善的系統(tǒng)，由衷要對他們的不吝賜教道聲“謝謝”！
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多一事，多一份責任
自主編程可能對于公司的開拓僅僅是塊小小的業(yè)務，然而對于自動化室，對于自動化技術開發(fā)組，卻多了份責任和榮耀。
在大力倡導工業(yè)化4.0和互聯(lián)網(wǎng)+的今天，誰優(yōu)先擁抱她們，誰就抓住了先機。我們的腳步不算早，但也不算晚。
我們可以不編程，但不能不會編程。技術掌握在自己手中能以不變應萬變。而且自主編程只是基礎，是通往新方向的大門。通過扎實的編程服務，我們有機會有平臺更深入地研究電廠燃燒優(yōu)化系統(tǒng)，全廠一鍵啟機，停機不停爐等各種技術方案，從而達到自動化室差異化競爭的目標。
當然，心急吃不了熱豆腐。我們要去拓展我們的視野，必先鞏固我們的既有成果。在倡導安全為核心的工程環(huán)境下，任何一個細小的失誤都可能是致命的，這警醒著我們要時刻保持一份細致和責任心。
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我想做一個安安靜靜的程序員
?在現(xiàn)場，程序員與周邊熱火朝天工作的人群形成鮮明反差。我們靜靜地坐在那里，時而瘋狂敲擊代碼，時而入定冥思，不問周邊的嘈雜，忘卻時間的流逝。作為機組運作前的最后一道操作流程，檢驗施工硬件的試金石，我們必須將工作趕在前面，即便持續(xù)到深夜。每當調試人員問及我們這個能不能試，那個能不能調，我們都鎮(zhèn)定自若地回復：“隨便試，早就寫好了?！?/span>
駿馬自知前程遠，無須揚鞭自奮蹄。
這句大馬聯(lián)鋼業(yè)主夸贊大馬項目部的話，強烈刺激著我。這不也正是努力拼搏的技術開發(fā)組，努力拼搏的自動化室，努力拼搏的環(huán)保人的寫照嗎！當然用“駿馬”自夸未免有些驕傲，但懷抱著“自奮蹄”的心，奔走在漫漫大道上，姑且就當自勉了。