電廠工程師都要有一種控制系統(tǒng)思維!

前段時(shí)間跟朋友聊天說,很多大機(jī)組集控室見不到幾個(gè)人,而很多小機(jī)組機(jī)爐電卻要分的清清楚楚。沒錯(cuò),現(xiàn)在發(fā)展的趨勢(shì)是,大機(jī)組自動(dòng)化程度越來越高,小機(jī)組發(fā)展比較緩慢。
如果只是從電廠機(jī)組大小規(guī)模上劃分,小機(jī)組在自動(dòng)化程度上更像是大機(jī)組二十年前的樣子。前段時(shí)間我去過一家電廠,機(jī)組規(guī)模很小,集控室仍然保留著電氣屏,機(jī)爐控制用的是DCS系統(tǒng),兩個(gè)時(shí)代的產(chǎn)物出現(xiàn)在同一時(shí)空,現(xiàn)在多少有些罕見了。但這恰恰也說明了小機(jī)組在自動(dòng)化進(jìn)程中的不徹底,造成這種不徹底的原因有很多,有歷史的原因,實(shí)際需求可能也沒那么必要。
因?yàn)闆]有需求,所以就失去了發(fā)展的動(dòng)力。李開復(fù)在《人工智能》一書中提到過一個(gè)故事,他曾經(jīng)向著名的未來學(xué)家杰瑞.卡普蘭提問,人工智能會(huì)造成人類大規(guī)模的失業(yè)嗎?
杰瑞.卡普蘭回答說,不是所有工作都會(huì)被人工智能取代,相反,很多工作都會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌墓ぷ鳈C(jī)會(huì)。
比如在DCS系統(tǒng)未出現(xiàn)之前,電廠運(yùn)行專業(yè)可以進(jìn)行的遠(yuǎn)程操作有限,所以需要的人工會(huì)比較多。DCS系統(tǒng)出現(xiàn)后,相應(yīng)的人員分工也發(fā)生了變化,而且對(duì)操作的精度要求更高,也給機(jī)組增容帶來了可能。
盡管在DCS系統(tǒng)出現(xiàn)之前就已經(jīng)有了超臨界以上機(jī)組,超臨界以上機(jī)組的徹底普及和大規(guī)模發(fā)展離不開DCS系統(tǒng)的貢獻(xiàn)。如果沒有DCS系統(tǒng),即便我們能夠造出更大的鍋爐,但需要的人工數(shù)量是龐大的,對(duì)于穩(wěn)定生產(chǎn)的要求是不現(xiàn)實(shí)的。
前段時(shí)間的文章里我提到過德內(nèi)拉.梅多斯的《系統(tǒng)之美》一書,她在書中有一段話,可以跟大家分享。"所有系統(tǒng)圖,不管其繁簡(jiǎn)程度如何,都是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的簡(jiǎn)化;我們每個(gè)人都在以不同的復(fù)雜或簡(jiǎn)化程度來看待這個(gè)世界。"
我對(duì)這句話的理解是,我們看待這個(gè)世界,要有一種系統(tǒng)思維,真實(shí)的世界都是有前因后果的,不能拋開前后邏輯關(guān)系去單獨(dú)思考某一個(gè)問題。
對(duì)于我們電廠從業(yè)者來說,這種系統(tǒng)思維就是你的某一項(xiàng)操作,從點(diǎn)擊鼠標(biāo)的那一刻,指令經(jīng)過控制單元傳送到執(zhí)行器,執(zhí)行器將作用結(jié)果再反饋給你。這就是一種閉環(huán)關(guān)系,你不能發(fā)出指令后不去關(guān)心作用結(jié)果,你發(fā)出的每一道指令都應(yīng)該是大腦對(duì)眼前復(fù)雜參數(shù)的一種響應(yīng)。
我把這種指令和反饋的閉環(huán)關(guān)系,通過大腦思考后進(jìn)行的判斷,叫做控制系統(tǒng)思維。
當(dāng)然在我們控制理論中,不僅存在閉環(huán)調(diào)節(jié),還存在大量的開環(huán)調(diào)節(jié)。比如DEH側(cè)一次調(diào)頻就是閉環(huán)調(diào)節(jié),而CCS側(cè)一次調(diào)頻就是開環(huán)調(diào)節(jié)。
對(duì)于電廠工程師,在日常工作中,必須反復(fù)訓(xùn)練自己的控制系統(tǒng)思維。前面我們舉例了指令和反饋的關(guān)系,這在一名運(yùn)行人員每天的工作中,都是要重復(fù)幾百遍的操作。由于日常反復(fù)的操作,我們可能會(huì)形成一種條件反射,這種反射也會(huì)形成不同的層級(jí)。
比如,你將主給水調(diào)節(jié)閥開度指令增加5%,幾秒鐘后閥門開度由20%增長(zhǎng)到了25%,你的第一反應(yīng)是閥門正常。但如果閥門開度只增長(zhǎng)到了22%,那么你會(huì)匯報(bào)值長(zhǎng)說這個(gè)閥門可能存在卡澀。這是第一層的反射。
如果閥門開到25%,汽包水位有了一定程度的升高,并符合你的心理預(yù)期,你的第一反應(yīng)是這次調(diào)節(jié)過程正常。但如果此時(shí)汽包水位不僅沒有升高,還在持續(xù)降低,你的反應(yīng)是指令還不夠,于是繼續(xù)增大指令。這是第二層的發(fā)射。
當(dāng)水位持續(xù)下降,你通過進(jìn)一步的調(diào)整,發(fā)現(xiàn)無法阻值這種趨勢(shì)的時(shí)候,你會(huì)判斷可能閥門存在異?;蛘呤墙o水泵存在出力不足,這是你目前能做到的第三層的反射。
在第三層的基礎(chǔ)上,你通過調(diào)閱曲線,判斷此時(shí)水位持續(xù)下降是由于負(fù)荷迅速升高所致,于是你與汽機(jī)專業(yè)對(duì)負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整,并做好水位快速回升的預(yù)判。這是你的第四層反射。
一名優(yōu)秀的電廠工程師,在出現(xiàn)問題的時(shí)候,如果能在第一時(shí)間就能做出第四條反射,是非常難能可貴的。但是,我們的每一步成長(zhǎng),都是從第一層反射開始,然后才能到達(dá)第四層甚至還有第五層、第六層。
在電廠中,技術(shù)的不斷進(jìn)步,就是為了縮短從第一層到第四層之間的反射時(shí)間。第四層我提到要“做好水位快速回升的預(yù)判”,這就是一種微分作用。盡管水位仍然在下降,但是下降的速度已經(jīng)開始放緩,并逐步朝著上升的方向發(fā)展。如果你等到水位開始上升再進(jìn)行調(diào)整的話,那么可能為時(shí)已晚。
這種對(duì)問題的提前思考,就是一種控制系統(tǒng)思維,不僅運(yùn)行專業(yè)需要,對(duì)于電廠的所有工程師都是一樣的。拿熱控專業(yè)來說,要明白每一條邏輯前后也都是有因果關(guān)系,要清楚每一套順控設(shè)備除了開關(guān)啟停,開關(guān)啟停后還會(huì)帶來其他參數(shù)的變化。
隨著火力發(fā)電機(jī)組規(guī)模的不斷擴(kuò)大,自動(dòng)化程度也在不斷提高,尤其是數(shù)字化的一些技術(shù)介入后,人員的職能分工也發(fā)生了變化。人員的技術(shù)能力正在逐步由專業(yè)到全面發(fā)展,到最后可能專業(yè)之間的界限變的不那么明顯。前面說過的,技術(shù)的進(jìn)步會(huì)導(dǎo)致大部分的工作發(fā)生轉(zhuǎn)變而不是消失。
但是,技術(shù)的進(jìn)步一定會(huì)對(duì)人力成本產(chǎn)生直接影響,工作不會(huì)消失,但是你的崗位會(huì)消失。想要在這種變化中生存下來,就要不斷轉(zhuǎn)變自己的思維方式,要有極強(qiáng)的學(xué)習(xí)能
力,更要有把關(guān)全局的控制系統(tǒng)思維。
對(duì)于電廠工程師來說,不僅要有專工的能力,更要有總工的知識(shí)儲(chǔ)備。如果局限于自己的專業(yè),那么在技術(shù)潮流面前,自己手里掌握的那點(diǎn)東西不值一提。這或許讓很多人心生煩悶,但吳軍老師在《浪潮之巔》一書說過的,“每當(dāng)危機(jī)到來之際,我們與其抱怨,不如做好準(zhǔn)備,擁抱明天!”
2023年2月25日 于上海!