多年來，APS（APS-Automatic Procedure Start-up／Shut-down）在國(guó)內(nèi)也算是一個(gè)熱門話題。說是“智慧”電廠也好還是“智能”電廠也好，無非兩個(gè)方面，一個(gè)是電廠的經(jīng)營(yíng)管理，另一個(gè)就是機(jī)組的生產(chǎn)過程控制。APS就是生產(chǎn)過程控制中高度自動(dòng)化的標(biāo)志性功能，因其有協(xié)同的廣域性，全程的自動(dòng)化能力，控制策略和邏輯模塊的智能化，所以被看做是智能電廠的重要組成部分。畢竟，電廠終歸還是以發(fā)電為主業(yè)，確保機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是電廠創(chuàng)造價(jià)值的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，生產(chǎn)過程控制是形成這個(gè)基礎(chǔ)的主要因素之一，APS就成了這個(gè)主要因素的熱點(diǎn)。國(guó)內(nèi)從上個(gè)世紀(jì)九十年代初就有專業(yè)人員涉足APS的研究，2004年開始陸續(xù)有電廠提出或?qū)嵤┝艘訟PS為名目的項(xiàng)目。但是，從公開的報(bào)道和實(shí)地了解，某些項(xiàng)目似乎與APS有同名歧意之嫌。真實(shí)地還原APS本來的理念、用途、特點(diǎn)，將有利于今后電廠智能控制的進(jìn)步和發(fā)展。

1 、 火電廠的APS都一樣嗎？

　　火力發(fā)電廠通常有兩種機(jī)組，一種是燃?xì)廨啓C(jī)，另一種是燃煤機(jī)組，兩種機(jī)組都有APS控制，燃?xì)廨啓C(jī)APS的產(chǎn)生和應(yīng)用早于燃煤機(jī)組。燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的APS，英文全稱是Automatic Plant Start-up and Shut down System，控制功能與汽輪發(fā)電機(jī)組的DEH更為相似，但比蒸汽輪機(jī)多了燃燒控制。燃煤機(jī)組的APS英文全稱是Automatic Procedure Start-up／Shut-down，從控制范圍、整體結(jié)構(gòu)到回路控制方式相比于燃?xì)廨啓C(jī)，燃煤機(jī)組的APS要復(fù)雜得多，控制難度也高了許多。

2 、 APS是干什么用的？

　　簡(jiǎn)單地說，就是用于自動(dòng)啟、停機(jī)組的。復(fù)雜點(diǎn)兒描述APS用于燃煤機(jī)組的用途是：在機(jī)組規(guī)定的運(yùn)行區(qū)間內(nèi)分階段自動(dòng)程序控制遞進(jìn)導(dǎo)引熱控系統(tǒng)啟、停機(jī)組。按步序循序遞進(jìn)是APS的基本工作方式，火力發(fā)電廠燃煤機(jī)組被控對(duì)象的特點(diǎn)是開關(guān)量與模擬量交織在工藝流程中，我們把這種系統(tǒng)稱之為“復(fù)合變量系統(tǒng)”（簡(jiǎn)稱“復(fù)變系統(tǒng)”），APS直接指令或調(diào)用如SCS、MCS、BMS、DEH、CCS等的各種熱工控制系統(tǒng)，全工況、全過程、全自動(dòng)地參與機(jī)組啟?？刂疲瓿蓮?fù)變系統(tǒng)的調(diào)控。在先進(jìn)的工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，APS已經(jīng)是一種非常實(shí)用的控制技術(shù)，成為大型燃煤機(jī)組的標(biāo)配。

3 、 為什么說APS是程序控制？

　　程序控制與順序控制一字之差，雖然兩種控制都是按步序循序遞進(jìn)，但控制理念、邏輯策略和復(fù)雜程度大不相同。單純的開關(guān)量步進(jìn)自動(dòng)控制被定義為順序控制（Sequence Control），知道多米諾骨牌吧？可以把單純的開關(guān)量執(zhí)行過程想象成如同推倒一副多米諾骨牌。能夠讓開關(guān)量和模擬量?jī)煞N以上不同變量交叉引用、互為因果，融為一體并按步序遞進(jìn)的控制被稱為程序控制（Procedure Control）。APS是不同控制方式的集合，控制多種不同類型的參數(shù)，所以是程序控制。

　　有人說APS就是一個(gè)大順控，意思是把常規(guī)控制各自獨(dú)立的順序控制連接起來就成了APS。APS邏輯步序雖然與順控“疑似”，但內(nèi)里乾坤與順控差的就不是一星兒半點(diǎn)兒。順控，一棵樹，大順控，一棵大樹，APS，一片大森林，那是相當(dāng)?shù)牟灰粯印?br />
4 、 APS是如何產(chǎn)生的？

　　上個(gè)世紀(jì)七十年代，國(guó)外某些先進(jìn)工業(yè)國(guó)家的電網(wǎng)為了確保電能品質(zhì)，同時(shí)兼顧電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)性，采用了DSS（每日啟停）運(yùn)行方式來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的深度調(diào)峰，430MW燃煤機(jī)組作為調(diào)峰主力參與其中，到了八十年代采用了容量更大的700MW機(jī)組加入DSS調(diào)峰。DSS方式一般是當(dāng)日8:00時(shí)～22:00時(shí)高負(fù)荷運(yùn)行，22:00時(shí)停機(jī)備用，次日啟機(jī)8:00時(shí)帶負(fù)荷迎早高峰。這種大容量的燃煤機(jī)組若依靠人工手動(dòng)啟、停耗時(shí)費(fèi)力，安全風(fēng)險(xiǎn)自不待言。天長(zhǎng)日久，每天一次啟停，燃煤機(jī)組啟、停時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)的問題若不解決，燃煤機(jī)組以DSS方式參與電網(wǎng)調(diào)峰將無以為繼。有什么樣的需求，就有什么樣的控制。為了確保在機(jī)組允許的最短時(shí)間內(nèi)安全地啟停機(jī)組，因此催生了APS，成為大型燃煤機(jī)組熱控的標(biāo)配。這里特別需要說明的是，隨著科技進(jìn)步，DCS的應(yīng)用有力地支持了APS快速地走向成熟。DSS運(yùn)行方式， 機(jī)組啟停APS日日相伴，成為運(yùn)行人員手中的常備利器?？赡苡腥藭?huì)問，我們這種長(zhǎng)期運(yùn)行一年也啟停不了幾回的機(jī)組，用APS有意義嗎？

5 、 為什么要用APS？

　　APS雖然是熱工控制的一種，但卻是現(xiàn)代電廠高度自動(dòng)化、智能化的標(biāo)志。這是因?yàn)?，想要?shí)現(xiàn)APS，所有參與APS的熱工控制必須具有“一鍵啟停”的基本能力，APS的這道門檻令MCS、SCS、CCS等熱工控制系統(tǒng)產(chǎn)生了脫胎換骨的變革，以往常規(guī)的熱工控制工作方式、控制策略和邏輯模塊在智能化方面前進(jìn)了一大步。在機(jī)組靜止?fàn)顟B(tài)下，MCS就能夠投入“自動(dòng)”，設(shè)備系統(tǒng)一旦運(yùn)轉(zhuǎn)，MCS可以 “超馳糾偏”轉(zhuǎn)入調(diào)節(jié)。同樣在設(shè)備靜止?fàn)顟B(tài)下，SCS能夠投入冗余設(shè)備缺省自動(dòng)聯(lián)鎖。CCS也成為名副其實(shí)的“全程”控制，只要汽輪機(jī)旁路開啟，CCS就能投入自動(dòng)調(diào)節(jié)。鍋爐給水、燃燒、制粉和風(fēng)煙等熱工控制系統(tǒng)“一鍵啟停”，不打半點(diǎn)兒折扣。因APS而極大地提高了機(jī)組的熱工自動(dòng)化水平，智能化的熱工自動(dòng)控制成就了APS，相得益彰，促進(jìn)了燃煤機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。APS也就成為評(píng)價(jià)電廠生產(chǎn)技術(shù)管理、熱工控制和機(jī)組運(yùn)行水平高低的一種標(biāo)準(zhǔn)。即便電廠不是DSS運(yùn)行方式，APS同樣值得大力推廣應(yīng)用。近些年來，在世界范圍內(nèi)，許多國(guó)家都在火力發(fā)電廠燃煤機(jī)組招標(biāo)技術(shù)規(guī)范中明確了APS作為熱工自動(dòng)控制的必備功能，列入機(jī)組商業(yè)運(yùn)行的考核項(xiàng)目，足以見得各國(guó)對(duì)燃煤機(jī)組APS的信任程度，形成一種應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)的潮流，同時(shí)也表明APS已經(jīng)是一種非常實(shí)用的控制技術(shù)。

6 、 APS能夠一鍵啟停嗎？

　　APS從來沒有自詡是“一鍵啟停”。APS系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)采用縱、橫制設(shè)計(jì)。橫向分階段，若干個(gè)獨(dú)立的分布式主控器次第連接，構(gòu)成APS控制系統(tǒng)。如若APS啟停都設(shè)計(jì)為6個(gè)階段，每個(gè)階段開始之前皆有按鍵操作，所以APS不能夠“一鍵啟停”?？v向分層級(jí)，設(shè)置若干步序，每一步序分層分級(jí)導(dǎo)引熱工系統(tǒng)完成控制，能實(shí)現(xiàn) “投后不管”這種近乎“傻瓜”機(jī)的操作，控制邏輯已經(jīng)具備判斷進(jìn)程方向、路徑，決定進(jìn)退、轉(zhuǎn)轍的“自主思考”能力。所以，真正能“一鍵啟停”的是熱工控制系統(tǒng)。例如，鍋爐給水、風(fēng)煙、燃燒、制粉、燃燒器管理等系統(tǒng)。還有技術(shù)難度不低于一鍵啟停的自舉隨機(jī)投切自動(dòng)的MCS回路，一臺(tái)600MW等級(jí)的燃煤機(jī)組有上百個(gè)這樣的MCS回路參與了APS的控制。

　　有人設(shè)想，APS不需要斷點(diǎn)才是最先進(jìn)的。APS“一鍵啟停”非不可能，APS在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家已經(jīng)有了幾十年的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，之所以至今仍沿用分階段控制，主要原因是能有效地提高APS應(yīng)對(duì)機(jī)組復(fù)雜工況的彈性和利用率。不是說實(shí)踐出真知嗎。

7 、 應(yīng)用APS有限制嗎？

　　APS應(yīng)用的負(fù)荷區(qū)間是有限制的。若以機(jī)組發(fā)電負(fù)荷劃分，對(duì)燃煤機(jī)組而言，啟動(dòng)時(shí)，從機(jī)組停運(yùn)的靜止?fàn)顟B(tài)開始，投入APS，應(yīng)用APS啟動(dòng)機(jī)組，待機(jī)組達(dá)到鍋爐不投油穩(wěn)燃負(fù)荷后，APS自動(dòng)退出。機(jī)組停止時(shí)，在高于鍋爐不投油穩(wěn)燃負(fù)荷之上15%的負(fù)荷下投入APS，應(yīng)用APS降負(fù)荷及至機(jī)組設(shè)備全部停運(yùn)，APS自動(dòng)退出。

　　APS管控的設(shè)備是有限度的，一臺(tái)600MW等級(jí)機(jī)組納入APS導(dǎo)引的設(shè)備大約有500多臺(tái)。APS本身是軟件的集成，沒有硬件I/O通道，只能利用導(dǎo)引的熱工控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備，APS設(shè)計(jì)時(shí)優(yōu)先考慮那些操作反復(fù)、啟停先后連貫、設(shè)備數(shù)量較多的工藝系統(tǒng)利用APS代替人工操控，體現(xiàn)出計(jì)算機(jī)輔助操作的優(yōu)勢(shì)。而一次啟動(dòng)后，機(jī)組即便短時(shí)間停機(jī)也無須或不允許停運(yùn)的系統(tǒng)，比如輔助蒸汽、空壓機(jī)、冷卻水、發(fā)電機(jī)氫冷等系統(tǒng)都是在APS之外獨(dú)立啟動(dòng)的，這樣的系統(tǒng)大約有20多套。

　　APS適用的時(shí)機(jī)是有條件的。依據(jù)汽輪機(jī)（以亞臨界機(jī)組為例）第一級(jí)金屬溫度，機(jī)組啟動(dòng)劃分有冷態(tài)（＜120℃） 、溫態(tài)（120℃～300℃） 、熱態(tài)（300℃～380℃）和極熱態(tài)（＞380℃）等四種狀態(tài)。APS最適宜的應(yīng)用是在機(jī)組溫、熱和極熱狀態(tài)下啟動(dòng)以及某一預(yù)定負(fù)荷（高于不投油穩(wěn)燃負(fù)荷15%ECR）以上的停機(jī)。機(jī)組檢修后的冷態(tài)啟動(dòng)并不適合APS應(yīng)用，根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，啟動(dòng)前機(jī)、爐、電設(shè)備和系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)檢查以及就地操作主要項(xiàng)目合計(jì)超過5000多項(xiàng)，用APS啟動(dòng)機(jī)組顯示不出太多的優(yōu)勢(shì)，通常還是采用熱工控制系統(tǒng) “一鍵啟停” 的方式更符合電廠運(yùn)行的實(shí)際需要。

8 、 APS相當(dāng)于“電子規(guī)程”嗎？

　　曾經(jīng)見到有電廠設(shè)計(jì)APS，設(shè)計(jì)思路是，只要依據(jù)電廠現(xiàn)行的運(yùn)行規(guī)程和人工操作經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)DCS邏輯組態(tài)成大順控，就成了APS，認(rèn)為APS就是運(yùn)行規(guī)程的電子化。這與真正意義上的APS在設(shè)計(jì)理念、策略、方法、邏輯等方面相差甚遠(yuǎn)。機(jī)組的運(yùn)行規(guī)程基本上都是按人工操作的步驟編寫的，用于規(guī)范人工操作。人工操控設(shè)備只能按次序一臺(tái)一臺(tái)的來，這叫串行操作。APS依托的是DCS，DCS是什么？計(jì)算機(jī)啊，俗稱電腦。電腦發(fā)出一條指令即刻同時(shí)啟動(dòng)設(shè)備幾臺(tái)、十幾臺(tái)乃至幾十臺(tái)不等，所謂的并行操作，或多線程控制。APS實(shí)施控制就要站在充分發(fā)揮電腦特長(zhǎng)的角度去設(shè)計(jì)控制策略才是正確的方法。如果真的按照電廠運(yùn)行規(guī)程照搬人工手動(dòng)啟動(dòng)、停止的操作順序，把APS控制看成或做成“電子規(guī)程”，實(shí)在是浪費(fèi)了DCS的資源和誤解了APS的功能。運(yùn)行規(guī)程只能作為設(shè)計(jì)APS邏輯的基本素材，應(yīng)用現(xiàn)代控制理論發(fā)揮DCS特長(zhǎng)優(yōu)化設(shè)備操控而形成APS的控制策略和邏輯步序才符合計(jì)算機(jī)控制的規(guī)律。成功投運(yùn)的APS中有大量先進(jìn)的超馳控制和智能化邏輯，這些生產(chǎn)過程自動(dòng)控制的專業(yè)內(nèi)容不是簡(jiǎn)單的一句“電子規(guī)程”所能概括的。

9 、 APS有哪些智能化的設(shè)計(jì)？

　　APS含有許多智能化的邏輯設(shè)計(jì)，僅舉兩個(gè)例子作為簡(jiǎn)要介紹。

　　為APS控制而專門設(shè)計(jì)的“缺省自動(dòng)聯(lián)鎖控制邏輯”,能夠讓設(shè)備聯(lián)鎖投、切完全由邏輯算法自動(dòng)完成，通過對(duì)關(guān)聯(lián)設(shè)備包括操作開關(guān)和MCC（電動(dòng)機(jī)控制中心）運(yùn)行狀態(tài)、工作方式、啟停進(jìn)程的綜合邏輯運(yùn)算，自主決定聯(lián)鎖的控制方式和設(shè)備的啟停順序，一旦檢測(cè)到運(yùn)行中的設(shè)備故障跳閘即時(shí)啟動(dòng)電氣聯(lián)鎖或工藝參數(shù)超限馬上連動(dòng)熱工聯(lián)鎖。備用設(shè)備投入聯(lián)鎖不需要在選定的運(yùn)行設(shè)備啟動(dòng)之后，備用設(shè)備切除聯(lián)鎖也不必在已運(yùn)行設(shè)備停運(yùn)之前，因此聯(lián)鎖的投入或切除不再受設(shè)備工作狀態(tài)的制約。缺省自動(dòng)聯(lián)鎖的標(biāo)準(zhǔn)工作方式為“無需人工投、切”，設(shè)備尚在靜止?fàn)顟B(tài)，聯(lián)鎖可先行投入。這一點(diǎn)，常規(guī)的設(shè)備聯(lián)鎖望塵莫及。

　　設(shè)計(jì)有MCS “三態(tài)式切換”（手動(dòng)、自動(dòng)伺服、自動(dòng)調(diào)節(jié)）和“超馳糾偏”（伺服糾偏、AUTO糾偏）邏輯，模擬量調(diào)節(jié)回路從手動(dòng)到自動(dòng)的過程經(jīng)過一次硬手操、兩次軟邏輯，利用控制裝置品質(zhì)條件以及工藝設(shè)備狀態(tài)條件自舉轉(zhuǎn)換自動(dòng)調(diào)節(jié)回路的工作方式，在工藝設(shè)備與系統(tǒng)尚未啟動(dòng)之前MCS就可以投入“自動(dòng)”。在自動(dòng)伺服工作方式下，MCS定值隨動(dòng)給定、偏差超馳糾偏，從開環(huán)控制自動(dòng)地?zé)o擾投入閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)。也能夠在兩個(gè)自動(dòng)調(diào)節(jié)回路之間進(jìn)行并列、解列或切換，超馳糾偏自動(dòng)平衡回路輸出、校正輸入偏差。以上控制過程完全依靠智能邏輯代替人的操控和調(diào)節(jié)。

10 、 怎樣識(shí)別APS的有效性？

　　實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。最直接的辦法就是“是騾子是馬拉出來溜溜”，不過，除非DSS運(yùn)行方式，否則，真的讓APS在機(jī)組運(yùn)行中走兩步，機(jī)會(huì)不那么容易遇到。最簡(jiǎn)單的方法是“看”，觀察運(yùn)行機(jī)組制粉系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止，這個(gè)相對(duì)容易，通常情況下24小時(shí)內(nèi)機(jī)組都有啟停制粉系統(tǒng)的機(jī)會(huì)。一套制粉系統(tǒng)至少有給煤、風(fēng)量和出口溫度等三套MCS調(diào)節(jié)以及一套磨煤機(jī)啟、停順控，操作人員一鍵按下，能否“一鍵啟停”，效果立判。再進(jìn)一步仍然是“看”，找一個(gè)負(fù)荷在65%ECR～90%ECR之間升、降的機(jī)會(huì)，把“磨煤機(jī)出力計(jì)算”邏輯投AUTO，看看磨煤機(jī)是否能自動(dòng)啟、停，這次是一鍵都不許按。以上兩次觀察都通過了，恭喜你，離APS的成功越來越近了。最后的印證，就是50%ECR投入APS停機(jī)，機(jī)組自動(dòng)停機(jī)、悶爐。4個(gè)小時(shí)后，投入APS啟動(dòng)機(jī)組，110分鐘帶滿負(fù)荷。試驗(yàn)通過，APS就真的成功了。