電氣工程自動化控制技術(shù)研究

楊雨涵

（ 西安科技大學(xué)，陜西 西安 710600 ）

0 引言

電氣工程是我國工業(yè)制造的重點工程，尤其在實現(xiàn)自動化控制技術(shù)融合之后，更是為相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展提供了便利條件[1]。電氣工程自動化控制技術(shù)的應(yīng)用范圍寬泛，局限性較小，對于工程建設(shè)中特殊設(shè)備、裝置的控制效果更佳，控制誤差率極小，自身具備的定向反饋程序完整，在復(fù)雜電氣工程環(huán)境下，可以確保設(shè)備穩(wěn)定、安全控制與運行[2]。電氣工程的自動化控制方式可劃定為單向散控、多層級控制以及目標(biāo)指令控制等，每一種控制模式的適用情況不同，控制效果也存在一定的差異[3]。

1 概述

對電氣工程自動化控制技術(shù)進(jìn)行定向分析和研究，應(yīng)考慮到最終測試結(jié)果的穩(wěn)定性與可靠性。本文選擇較為真實的背景環(huán)境，結(jié)合電氣工程的實際施工需求，調(diào)整處理標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建更加靈活、多變的動態(tài)處理結(jié)構(gòu)，融入智能化、數(shù)字化定向執(zhí)行程序，加強(qiáng)電氣工程的自動化控制程度，提升整體建設(shè)效果。采用集成式控制指令，形成自動化控制集群，進(jìn)一步實現(xiàn)電氣工程的節(jié)能控制，改善自身存在的工程分散控制問題。從多個方面入手，深化自動化控制技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用效果，推動相關(guān)行業(yè)逐步邁入一個新的發(fā)展臺階[4]。

2 控制

2.1 遠(yuǎn)程自動化雙控參數(shù)

結(jié)合實際控制需求，設(shè)定遠(yuǎn)程自動化參數(shù)。依據(jù)電氣設(shè)備的關(guān)聯(lián)范圍，將內(nèi)燃機(jī)作為工程搭接的設(shè)備，制定具體的核定控制參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，計算定向受控比如下：

式中：G為定向受控比，t為內(nèi)繞標(biāo)準(zhǔn)，w為執(zhí)行順序。結(jié)合得出的定向受控比，劃定電氣工程的實際控制范圍。此時，需要摒棄傳統(tǒng)半自動化控制方式，采用雙控形式，利用特定程序代替人工控制部分，形成全覆蓋式的自動化執(zhí)行處理模式。[5]

電氣化工程為增強(qiáng)整體動態(tài)化處理效果，會采用混合式的控制形式。在遠(yuǎn)程處理背景下，構(gòu)建動態(tài)集成控制目標(biāo)，利用內(nèi)燃機(jī)代替實際的控制裝置，細(xì)化遠(yuǎn)程自動化控制效果，可達(dá)到控制范圍延伸的目的。[6-8]

2.2 動態(tài)模糊自動化運行結(jié)構(gòu)

遠(yuǎn)程自動化雙控參數(shù)設(shè)置后，需要完成動態(tài)模糊自動化運行結(jié)構(gòu)的搭建。[9]依據(jù)上述設(shè)定參數(shù)，建立雙控電氣工程目標(biāo)，營造集成化的驅(qū)動控制。為提升電氣工程的整體應(yīng)用效率，計算動態(tài)極限差值如下：

式中：H為動態(tài)極限差值，x為遠(yuǎn)程調(diào)控距離，a為雙控核心，g為集成范圍。在標(biāo)定范圍之內(nèi)，將運行控制結(jié)構(gòu)設(shè)定在電氣工程關(guān)聯(lián)設(shè)備之中，構(gòu)建動態(tài)模糊自動化控制協(xié)議，如表1所示。

表1 動態(tài)模糊自動化控制協(xié)議預(yù)設(shè)表

根據(jù)表1，可以完成對動態(tài)模糊自動化控制協(xié)議的預(yù)設(shè)。在自動化控制程序之中，針對特定環(huán)節(jié)更改、調(diào)整自動化控制結(jié)構(gòu)核心，從遠(yuǎn)程的角度實現(xiàn)多目標(biāo)、多層級控制，同時，構(gòu)建基礎(chǔ)性的集成控制結(jié)構(gòu)，如圖1 所示：

圖1 基礎(chǔ)集成控制結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)圖1，可以完成對基礎(chǔ)集成控制結(jié)構(gòu)的設(shè)定。就此時構(gòu)建的自動化控制結(jié)構(gòu)模塊，調(diào)整管控平臺的控制程序，明確模糊自動化控制范圍，實現(xiàn)動態(tài)模糊自動化運行結(jié)構(gòu)的建立。

2.3 集成高配自動控制總線

集成高配自動控制總線主要針對電氣工程的總控設(shè)備分析，相對于傳統(tǒng)的控制程序，集成高配控制程序的靈活性更高。在復(fù)雜的電氣工程環(huán)境之中，可以對不同的區(qū)域作出劃定，依據(jù)區(qū)域內(nèi)布設(shè)的總線數(shù)量，構(gòu)建自動化變動程序，如圖2 所示。

圖2 自動化變動控制程序圖

根據(jù)圖2，可以完成對自動化變動控制程序的設(shè)定?？偩€的布設(shè)增加電氣設(shè)備的應(yīng)用頻率，與此同時，劃定定向控制區(qū)域，計算集成控制常值如下：

式中：A為集成控制常值，y為自動覆蓋范圍，δ為標(biāo)定距離，f為總控模塊差值。依據(jù)得出的集成控制常值，更改不同區(qū)域總線布設(shè)的數(shù)量及位置，完成對集成高配自動控制總線的布設(shè)。

2.4 定向調(diào)度

電氣工程的電力調(diào)度涉及許多設(shè)備的應(yīng)用和調(diào)整。所以，自動化控制程序的調(diào)度標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)保持一致。為了更好地確保電氣設(shè)備的應(yīng)用效率及質(zhì)量，需要事先明確調(diào)度處理的規(guī)約驅(qū)動覆蓋范圍，計算覆蓋率如下：

式中：M為自動化控制覆蓋率，b為規(guī)約距離，s為自動化控制定向調(diào)度示比。依據(jù)自動化控制的覆蓋情況，進(jìn)行電氣工程的定向調(diào)度，實現(xiàn)更為高效的處理。

2.5 聯(lián)動自動化

完成電氣工程定向調(diào)度后，應(yīng)進(jìn)行聯(lián)動自動化控制處理，需要在內(nèi)置結(jié)構(gòu)中添加聯(lián)動自動機(jī)制。所謂聯(lián)動自控機(jī)制，主要指的是在電氣工程施工中，針對于控制薄弱區(qū)域，設(shè)定多層級、多目標(biāo)的控制模式，更改電氣設(shè)備的指標(biāo)參數(shù)，利用自動化控制平臺，調(diào)整控制范圍。

需要注意的是，部分特殊電氣工程，聯(lián)動控制機(jī)制需要分化成不同的控制階層，依據(jù)電氣處理需要，對控制程序作出定向調(diào)整，確?？刂七^程中的穩(wěn)定性與安全性，進(jìn)一步細(xì)化施工質(zhì)量及效率，通過聯(lián)動自控機(jī)制實現(xiàn)電氣工程自動化控制與處理。

3 實例分析

選取D 電氣工程（以下簡稱“D 工程”）作為測試的主要目標(biāo)，為確保最終結(jié)果的穩(wěn)定性與可靠性，劃定自動化控制覆蓋范圍，結(jié)合電氣工程施工處理需求及定向檢測標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)整工程指標(biāo)參數(shù)，核查測試裝置及設(shè)備是否處于穩(wěn)定運行狀態(tài)。

3.1 控制處理現(xiàn)狀

D 工程是一項大規(guī)模的電氣化組建工程，主要針對站內(nèi)電氣設(shè)備的控制程序和處理結(jié)構(gòu)進(jìn)行定向調(diào)整分析。施工初期，在數(shù)字化技術(shù)及相關(guān)設(shè)備的輔助支持下，取得了相對較好效果。隨著建設(shè)環(huán)節(jié)增設(shè)以及電氣化控制環(huán)境日趨復(fù)雜，部分區(qū)域在自動化控制方面逐漸暴露出問題，這對于后續(xù)的施工效果形成了消極影響。最為典型的是自動化控制機(jī)制問題，針對于工程的控制需求，劃定具體的覆蓋區(qū)域，預(yù)設(shè)控制等級，見表2。

表2 D工程控制層級預(yù)設(shè)表

根據(jù)表2，可以完成對 D 工程控制層級的預(yù)設(shè)。此時，雖然可以實現(xiàn)基礎(chǔ)指標(biāo)的調(diào)整，但在特定工程區(qū)域施工時，部分設(shè)備的控制效果仍然不理想。除此之外，D 工程還出現(xiàn)了控制滯后，電網(wǎng)搭接不順暢等問題。

3.2 自動化聯(lián)動控制實證

結(jié)合定向互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及自動化控制平臺，對D 工程自動化聯(lián)動控制進(jìn)行實例分析。依據(jù)工程的實際施工情況，明確自動化控制范圍，計算電力調(diào)度常值：

式中：A為電力調(diào)度常值，j為自動化控制差值，m為允許出現(xiàn)的極限比。與此同時，在標(biāo)定的電氣工程調(diào)度范圍之內(nèi)，結(jié)合工程延伸區(qū)域，調(diào)整自動化控制指令完善所屬覆蓋程度。該部分可以通過調(diào)整控制協(xié)議或指令來實現(xiàn)。

通常情況下，電氣工程目標(biāo)或任務(wù)的執(zhí)行均需要依靠定向的控制指令來完成。在整個過程中，不同的控制指令可以實現(xiàn)對應(yīng)的工程處理目標(biāo)，針對于復(fù)雜度較高的任務(wù)，還可以采用組合處理的方式來實現(xiàn)。所以，需要先設(shè)定組合指令的集群，如圖3 所示。

圖3 組合指令集群處理圖示

根據(jù)圖3，可以完成對組合指令集群的設(shè)定。結(jié)合電氣工程內(nèi)部設(shè)備運行情況，計算施工設(shè)備的自動化控制響應(yīng)時間，實例結(jié)果分析見表3。

表3 D工程實例結(jié)果分析表

與D 工程基礎(chǔ)自動化控制測試組相比，本文設(shè)計的聯(lián)動自動化控制測試組控制響應(yīng)時間相對較短，表明在實際應(yīng)用中，電氣化工程的自動化控制效果更佳，反應(yīng)控制速度得到了進(jìn)一步提升，具有實際應(yīng)用價值。

4 結(jié)語

傳統(tǒng)的電氣工程施工過程中，更多偏重人力控制，雖然可以實現(xiàn)預(yù)期的工程目標(biāo)，但是控制難度大，成本較高，更易出現(xiàn)控制誤差。融入智能化、層級化的動態(tài)趨向控制方法后，能夠提升工程施工的效率及質(zhì)量，構(gòu)建靈活多變的自動化控制程序，簡化處理環(huán)節(jié)，營造穩(wěn)定、安全的施工環(huán)境，為后續(xù)結(jié)構(gòu)的搭接提供理論依據(jù)。