淺談電氣自動化設備的穩(wěn)定性控制

楊明

摘要：電氣自動化控制設備的穩(wěn)定性對于電力企業(yè)的正常運作來說是至關(guān)重要的，因此保持電器自動化控制設備的穩(wěn)定性就顯得尤為重要。現(xiàn)如今我國的電力企業(yè)之中的電氣自動化控制設備穩(wěn)定性仍然不足，還需要不斷提升，以此保證我國民眾的日常生活的正常用電。

關(guān)鍵詞：電氣自動化;穩(wěn)定性

1 影響電氣自動化設備穩(wěn)定性的因素

有些設備的工作環(huán)境較為惡劣，因此相比于工作環(huán)境優(yōu)越的電氣自動化設備，其需要更為強大的工作環(huán)境適應能力，才能保證機組的穩(wěn)定性不受周圍環(huán)境的影響，保證整個設備的安全穩(wěn)定運行。影響電氣設備穩(wěn)定性的因素有很多，其主要有氣候、電氣、機械三方面的因素，下面逐一進行介紹。

1.1 氣候因素

氣候?qū)﹄姎夤こ套詣踊O備的主要影響體現(xiàn)在運行環(huán)境的溫濕度、環(huán)境氣壓、大氣的污染狀況均會對系統(tǒng)造成不同程度的干擾，給系統(tǒng)的穩(wěn)定運行帶來較大的危險。當環(huán)境溫度過高時，設備將執(zhí)行停機操作，甚至會損壞設備。并且從目前的統(tǒng)計來看。電氣系統(tǒng)的電氣設備運行在戶外的占大多數(shù)，因此考慮環(huán)境因素的影響十分必要。

1.2 機械影響

由于在實際生產(chǎn)過程中，自動化設備的運載工具種類較多，當在實際工作中，運載設備存在較大的差異時，將導致設備受到的機械沖擊載荷存在較答的差異。當自動化設備收到如正振動、沖擊等載荷時，將導致設備的元器件收到損傷，當元器件被破壞后，將導致設備的參數(shù)出現(xiàn)變化，影響到電氣自動控制系統(tǒng)的控制準確性。

1.3 電磁干擾因素

在電氣工程自動化設備的主要影響因素中，電磁干擾的影響最為突出，電磁的影響無形五羊，在實際生產(chǎn)中，不容易被發(fā)現(xiàn)，但它對電氣工程自動化設備的影響卻十分大。在設備實際運行過程中，設備的周圍將存在不同種類的電磁波，電磁波的存在需要電氣工程自動化設備增大輸出噪聲來進行排噪，這樣的結(jié)果將導致電氣工程自動化設備的穩(wěn)定性產(chǎn)生嚴重影響，情況十分嚴重時，將導致安全事故的發(fā)生。

2 電氣自動化設備穩(wěn)定性控制方法與原理

2.1 PID控制原理

在控制算法中，最為常用的便是PID控制，其原理圖如圖1所示。

有圖1可知，PID控制系統(tǒng)是根據(jù)設定的輸出值與實際輸出值之間的偏差e，PID控制機根據(jù)偏差的大小，來進行比例、積分、微分的計算。最后將計算得到的三個值進行疊加，得到uc來控制別控制的對象，通過不挺的往復計算，指導偏差為零時?？刂七^程結(jié)束，PID的理想控制算法為：

式中，Kp、Ti和Td分別為比例系數(shù)、積分時間常數(shù)和微分時間常數(shù)，這三個時間參數(shù)在誤差的準確性，將直接影響控制系統(tǒng)的控制效果。比例環(huán)節(jié)是通過將產(chǎn)生的系統(tǒng)偏差以及一定的數(shù)量偏差通過動態(tài)放大的方式來將誤差減小，同過比例環(huán)節(jié)進行控制能過迅速減小偏差。積分控制環(huán)節(jié)是通過消除系統(tǒng)中存在的穩(wěn)態(tài)偏差來進行精度調(diào)節(jié)，而微分控制環(huán)節(jié)屬于超前控制，通過計算偏差的變化率來進行前期的調(diào)節(jié)，從而達到提高整個控制環(huán)節(jié)的動態(tài)調(diào)整能力。除PID控制系統(tǒng)外，還存在PI以及PD控制系統(tǒng)，在控制系統(tǒng)的選擇上，一般根據(jù)工程實際進行確定。

2.2 模糊控制原理

所謂模糊控制理論，是指通過在模糊集合上，按照一定的語言規(guī)則以及推理理論相結(jié)合的方式。其控制的準確度主要是依靠工程實際中的工程經(jīng)驗，而不是單純的依靠基本的數(shù)學計算模型。從目前的應用效果上來看，模糊控制在設計過程中較為簡單，而且抗干擾能力強。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，模糊控制已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)控制中的重要理論，對推動工業(yè)的自動化水平具有重要的意義。圖2為模糊處理器的基本功能結(jié)構(gòu)。主要由三部分組成。分別為對輸入數(shù)據(jù)的模糊化、根據(jù)經(jīng)驗的模糊推理以及清晰化。

在模糊控制器中，首先對輸入量進行模糊處理，得到定義模糊系統(tǒng)能工理解的語言變量，其次，根據(jù)模糊控制器相應的規(guī)則，對模糊化的數(shù)據(jù)進行模糊推理計算，得到可輸出的模糊過程變量，最后對過程變量進行解析，得到控制系統(tǒng)實際輸出的數(shù)值，控制器以及執(zhí)行器根據(jù)輸出值，做出相應的響應。最終實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的模糊控制。

2.3 Smith預估控制原理

在現(xiàn)代工業(yè)控制過程中，被控對象或多或少都會存在一定的純滯后這種特性，純滯后這種特性往往會致使靜態(tài)系統(tǒng)性能穩(wěn)定性大大降低，動態(tài)系統(tǒng)性能發(fā)生變壞，可能還會引起諧波超調(diào)和高頻振蕩。Smith遲延預估器的引入能很好的補償遲延的純滯后延遲特性，提高了系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)動態(tài)處理性能。

3 提高設備穩(wěn)定性的方法

3.1改善電氣自動化控制設備的散熱功能

電氣自動化控制設備在運行過程中，如果關(guān)機冷卻的時間不多，那么會不斷產(chǎn)生熱量，這是極其危險的一種影響因素。要知道，電氣自動化控制設備的結(jié)構(gòu)空間是有限的，所產(chǎn)生的熱量不能及時排出。如果電氣自動化控制設備與外界環(huán)境經(jīng)常出現(xiàn)溫差，就會影響其工作的穩(wěn)定性。這會降低設備的準確性;嚴重時會在產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中引發(fā)安全事故，妨礙企業(yè)的正常運轉(zhuǎn)。因此，電氣自動化控制設備的相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)在設計與制造的過程中，應當改善設備的散熱功能，避免其元器件被損害，提高設備的穩(wěn)定性。

3.2優(yōu)化設計方案

在對電氣自動化控制設備進行設計的過程中，要考慮實際環(huán)境的影響，因此，針對特定的外界環(huán)境，應當優(yōu)化設計方案，鞏固設備的穩(wěn)定性。不同的電氣自動化控制設備的生產(chǎn)企業(yè)，所生產(chǎn)的設備在結(jié)構(gòu)形式以及元器件選型方面存在一定的差異。所以當企業(yè)進行同一個項目安裝設備時，盡可能遵循統(tǒng)一法則，最大限度地保證各電氣自動化控制設備之間能夠相互協(xié)調(diào)。

4 結(jié)語

電氣自動化設備良好的系統(tǒng)穩(wěn)定性技術(shù)是自動化設備系統(tǒng)的安全性、可靠性的重要前提與保障，也是電氣與自動化穩(wěn)定性技術(shù)不斷探索創(chuàng)新發(fā)展的重要戰(zhàn)略目標。對于電氣與自動化系統(tǒng)穩(wěn)定性設備技術(shù)的研究，有助于進一步提高電氣自動設備系統(tǒng)的敏感度，可以在最短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)并有效地回應設備故障，有利于提高我國電氣自動化設備的自動化、智能化與持續(xù)發(fā)展的水平，推進我國社會經(jīng)濟信息化與工業(yè)自動化的建設。

參考文獻

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