多年來，APS（APS-Automatic Procedure Start-up／Shut-down）在國內也算是一個熱門話題。說是“智慧”電廠也好還是“智能”電廠也好，無非兩個方面，一個是電廠的經(jīng)營管理，另一個就是機組的生產(chǎn)過程控制。APS就是生產(chǎn)過程控制中高度自動化的標志性功能，因其有協(xié)同的廣域性，全程的自動化能力，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)，確保機組安全、經(jīng)濟運行是電廠創(chuàng)造價值的堅實基礎，生產(chǎn)過程控制是形成這個基礎的主要因素之一，APS就成了這個主要因素的熱點。國內從上個世紀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)有電廠提出或實施了以APS為名目的項目。但是，從公開的報道和實地了解，某些項目似乎與APS有同名歧意之嫌。真實地還原APS本來的理念、用途、特點，將有利于今后電廠智能控制的進步和發(fā)展。

1 、 火電廠的APS都一樣嗎？

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

2 、 APS是干什么用的？

　　簡單地說，就是用于自動啟、停機組的。復雜點兒描述APS用于燃煤機組的用途是：在機組規(guī)定的運行區(qū)間內分階段自動程序控制遞進導引熱控系統(tǒng)啟、停機組。按步序循序遞進是APS的基本工作方式，火力發(fā)電廠燃煤機組被控對象的特點是開關量與模擬量交織在工藝流程中，我們把這種系統(tǒng)稱之為“復合變量系統(tǒng)”（簡稱“復變系統(tǒng)”），APS直接指令或調用如SCS、MCS、BMS、DEH、CCS等的各種熱工控制系統(tǒng)，全工況、全過程、全自動地參與機組啟?？刂?，完成復變系統(tǒng)的調控。在先進的工業(yè)發(fā)達國家，APS已經(jīng)是一種非常實用的控制技術，成為大型燃煤機組的標配。

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，但控制理念、邏輯策略和復雜程度大不相同。單純的開關量步進自動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。能夠讓開關量和模擬量兩種以上不同變量交叉引用、互為因果，融為一體并按步序遞進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就是一個大順控，意思是把常規(guī)控制各自獨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”，但內里乾坤與順控差的就不是一星兒半點兒。順控，一棵樹，大順控，一棵大樹，APS，一片大森林，那是相當?shù)牟灰粯印?br />
4 、 APS是如何產(chǎn)生的？

　　上個世紀七十年代，國外某些先進工業(yè)國家的電網(wǎng)為了確保電能品質，同時兼顧電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟性，采用了DSS（每日啟停）運行方式來實現(xiàn)電網(wǎng)的深度調峰，430MW燃煤機組作為調峰主力參與其中，到了八十年代采用了容量更大的700MW機組加入DSS調峰。DSS方式一般是當日8:00時～22:00時高負荷運行，22:00時停機備用，次日啟機8:00時帶負荷迎早高峰。這種大容量的燃煤機組若依靠人工手動啟、停耗時費力，安全風險自不待言。天長日久，每天一次啟停，燃煤機組啟、停時間相對較長的問題若不解決，燃煤機組以DSS方式參與電網(wǎng)調峰將無以為繼。有什么樣的需求，就有什么樣的控制。為了確保在機組允許的最短時間內安全地啟停機組，因此催生了APS，成為大型燃煤機組熱控的標配。這里特別需要說明的是，隨著科技進步，DCS的應用有力地支持了APS快速地走向成熟。DSS運行方式， 機組啟停APS日日相伴，成為運行人員手中的常備利器?？赡苡腥藭?，我們這種長期運行一年也啟停不了幾回的機組，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)代電廠高度自動化、智能化的標志。這是因為，想要實現(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了一大步。在機組靜止狀態(tài)下，MCS就能夠投入“自動”，設備系統(tǒng)一旦運轉，MCS可以 “超馳糾偏”轉入調節(jié)。同樣在設備靜止狀態(tài)下，SCS能夠投入冗余設備缺省自動聯(lián)鎖。CCS也成為名副其實的“全程”控制，只要汽輪機旁路開啟，CCS就能投入自動調節(jié)。鍋爐給水、燃燒、制粉和風煙等熱工控制系統(tǒng)“一鍵啟停”，不打半點兒折扣。因APS而極大地提高了機組的熱工自動化水平，智能化的熱工自動控制成就了APS，相得益彰，促進了燃煤機組的安全、經(jīng)濟運行。APS也就成為評價電廠生產(chǎn)技術管理、熱工控制和機組運行水平高低的一種標準。即便電廠不是DSS運行方式，APS同樣值得大力推廣應用。近些年來，在世界范圍內，許多國家都在火力發(fā)電廠燃煤機組招標技術規(guī)范中明確了APS作為熱工自動控制的必備功能，列入機組商業(yè)運行的考核項目，足以見得各國對燃煤機組APS的信任程度，形成一種應用先進技術的潮流，同時也表明APS已經(jīng)是一種非常實用的控制技術。

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)邏輯結構采用縱、橫制設計。橫向分階段，若干個獨立的分布式主控器次第連接，構成APS控制系統(tǒng)。如若APS啟停都設計為6個階段，每個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，設置若干步序，每一步序分層分級導引熱工系統(tǒng)完成控制，能實現(xiàn) “投后不管”這種近乎“傻瓜”機的操作，控制邏輯已經(jīng)具備判斷進程方向、路徑，決定進退、轉轍的“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、風煙、燃燒、制粉、燃燒器管理等系統(tǒng)。還有技術難度不低于一鍵啟停的自舉隨機投切自動的MCS回路，一臺600MW等級的燃煤機組有上百個這樣的MCS回路參與了APS的控制。

　　有人設想，APS不需要斷點才是最先進的。APS“一鍵啟停”非不可能，APS在先進工業(yè)國家已經(jīng)有了幾十年的應用經(jīng)驗，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應對機組復雜工況的彈性和利用率。不是說實踐出真知嗎。

7 、 應用APS有限制嗎？

　　APS應用的負荷區(qū)間是有限制的。若以機組發(fā)電負荷劃分，對燃煤機組而言，啟動時，從機組停運的靜止狀態(tài)開始，投入APS，應用APS啟動機組，待機組達到鍋爐不投油穩(wěn)燃負荷后，APS自動退出。機組停止時，在高于鍋爐不投油穩(wěn)燃負荷之上15%的負荷下投入APS，應用APS降負荷及至機組設備全部停運，APS自動退出。

　　APS管控的設備是有限度的，一臺600MW等級機組納入APS導引的設備大約有500多臺。APS本身是軟件的集成，沒有硬件I/O通道，只能利用導引的熱工控制系統(tǒng)驅動設備，APS設計時優(yōu)先考慮那些操作反復、啟停先后連貫、設備數(shù)量較多的工藝系統(tǒng)利用APS代替人工操控，體現(xiàn)出計算機輔助操作的優(yōu)勢。而一次啟動后，機組即便短時間停機也無須或不允許停運的系統(tǒng)，比如輔助蒸汽、空壓機、冷卻水、發(fā)電機氫冷等系統(tǒng)都是在APS之外獨立啟動的，這樣的系統(tǒng)大約有20多套。

　　APS適用的時機是有條件的。依據(jù)汽輪機（以亞臨界機組為例）第一級金屬溫度，機組啟動劃分有冷態(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最適宜的應用是在機組溫、熱和極熱狀態(tài)下啟動以及某一預定負荷（高于不投油穩(wěn)燃負荷15%ECR）以上的停機。機組檢修后的冷態(tài)啟動并不適合APS應用，根據(jù)不完全統(tǒng)計，啟動前機、爐、電設備和系統(tǒng)的現(xiàn)場檢查以及就地操作主要項目合計超過5000多項，用APS啟動機組顯示不出太多的優(yōu)勢，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行的實際需要。

8 、 APS相當于“電子規(guī)程”嗎？

　　曾經(jīng)見到有電廠設計APS，設計思路是，只要依據(jù)電廠現(xiàn)行的運行規(guī)程和人工操作經(jīng)驗，經(jīng)DCS邏輯組態(tài)成大順控，就成了APS，認為APS就是運行規(guī)程的電子化。這與真正意義上的APS在設計理念、策略、方法、邏輯等方面相差甚遠。機組的運行規(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。人工操控設備只能按次序一臺一臺的來，這叫串行操作。APS依托的是DCS，DCS是什么？計算機啊，俗稱電腦。電腦發(fā)出一條指令即刻同時啟動設備幾臺、十幾臺乃至幾十臺不等，所謂的并行操作，或多線程控制。APS實施控制就要站在充分發(fā)揮電腦特長的角度去設計控制策略才是正確的方法。如果真的按照電廠運行規(guī)程照搬人工手動啟動、停止的操作順序，把APS控制看成或做成“電子規(guī)程”，實在是浪費了DCS的資源和誤解了APS的功能。運行規(guī)程只能作為設計APS邏輯的基本素材，應用現(xiàn)代控制理論發(fā)揮DCS特長優(yōu)化設備操控而形成APS的控制策略和邏輯步序才符合計算機控制的規(guī)律。成功投運的APS中有大量先進的超馳控制和智能化邏輯，這些生產(chǎn)過程自動控制的專業(yè)內容不是簡單的一句“電子規(guī)程”所能概括的。

9 、 APS有哪些智能化的設計？

　　APS含有許多智能化的邏輯設計，僅舉兩個例子作為簡要介紹。

　　為APS控制而專門設計的“缺省自動聯(lián)鎖控制邏輯”,能夠讓設備聯(lián)鎖投、切完全由邏輯算法自動完成，通過對關聯(lián)設備包括操作開關和MCC（電動機控制中心）運行狀態(tài)、工作方式、啟停進程的綜合邏輯運算，自主決定聯(lián)鎖的控制方式和設備的啟停順序，一旦檢測到運行中的設備故障跳閘即時啟動電氣聯(lián)鎖或工藝參數(shù)超限馬上連動熱工聯(lián)鎖。備用設備投入聯(lián)鎖不需要在選定的運行設備啟動之后，備用設備切除聯(lián)鎖也不必在已運行設備停運之前，因此聯(lián)鎖的投入或切除不再受設備工作狀態(tài)的制約。缺省自動聯(lián)鎖的標準工作方式為“無需人工投、切”，設備尚在靜止狀態(tài)，聯(lián)鎖可先行投入。這一點，常規(guī)的設備聯(lián)鎖望塵莫及。

　　設計有MCS “三態(tài)式切換”（手動、自動伺服、自動調節(jié)）和“超馳糾偏”（伺服糾偏、AUTO糾偏）邏輯，模擬量調節(jié)回路從手動到自動的過程經(jīng)過一次硬手操、兩次軟邏輯，利用控制裝置品質條件以及工藝設備狀態(tài)條件自舉轉換自動調節(jié)回路的工作方式，在工藝設備與系統(tǒng)尚未啟動之前MCS就可以投入“自動”。在自動伺服工作方式下，MCS定值隨動給定、偏差超馳糾偏，從開環(huán)控制自動地無擾投入閉環(huán)自動調節(jié)。也能夠在兩個自動調節(jié)回路之間進行并列、解列或切換，超馳糾偏自動平衡回路輸出、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節(jié)。

10 、 怎樣識別APS的有效性？

　　實踐是檢驗真理的唯一標準。最直接的辦法就是“是騾子是馬拉出來溜溜”，不過，除非DSS運行方式，否則，真的讓APS在機組運行中走兩步，機會不那么容易遇到。最簡單的方法是“看”，觀察運行機組制粉系統(tǒng)的啟動和停止，這個相對容易，通常情況下24小時內機組都有啟停制粉系統(tǒng)的機會。一套制粉系統(tǒng)至少有給煤、風量和出口溫度等三套MCS調節(jié)以及一套磨煤機啟、停順控，操作人員一鍵按下，能否“一鍵啟停”，效果立判。再進一步仍然是“看”，找一個負荷在65%ECR～90%ECR之間升、降的機會，把“磨煤機出力計算”邏輯投AUTO，看看磨煤機是否能自動啟、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，機組自動停機、悶爐。4個小時后，投入APS啟動機組，110分鐘帶滿負荷。試驗通過，APS就真的成功了。