電氣自動化控制中的節能控制器設計

穆杉

摘 要： 針對傳統控制器一直存在控制效果不好的問題，設計一款電氣自動化控制的節能控制器。在硬件的設計使用上對節能控制電力系統進行優化設計，保證電氣自動化控制過程中的能源控制力，減少對能源的損耗，對其他的耗能硬件都進行了優化設計，保證使用過程中的最低能耗。軟件設計上對電能控制最低功率進行了重新計算，保證預留過程中沒有損耗的產生，對控制供電系統進行了優化，避免傳統控制系統的多余限量的損耗，對功率自動調節進行了優化改進，保證電氣自動化控制中的節能控制器能夠有效地降低能源的消耗。實驗結果表明，通過實驗數據的有效證明，驗證了設計的電氣自動化控制中的節能控制器的有效性。

關鍵詞： 電氣自動化； 節能控制器； 自動化控制； 優化設計

中圖分類號： TN245?34； TP391 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2017）24?0046?03

Abstract： In view of the poor control effect existing in the traditional controller， an energy?saving controller for electrical automation control was designed. In the hardware design， the optimization design is carried out for the electric power system with energy?saving control to ensure the energy control in the process of electrical automation control， reduce the energy loss； the optimization design is also carried out for other hardware producing energy consumption to guarantee the minimum energy consumption in the using process. In the software design， the minimum power of the electric power control is recalculated to ensure that the energy loss isnt produced in the reservation process. The power supply control system is optimized to avoid the excess loss occurred in the traditional control system. The optimization improvement for automatic power adjustment is performed to guarantee that the energy?saving controller can reduce the energy consumption in the electrical automation control. The experimental results show the effectiveness of the energy?saving controller for electrical automation control.

Keywords： electrical automation； energy?saving controller； automatic control； optimization design

現代經濟的飛速發展，大大推進了城市化發展進程，世界大范圍的能源緊缺已經作為重大問題被人們提上日程[1]。作為主要能源與經濟命脈，電力能源也在不斷的告急，那么如何減少能耗也逐漸的成為了人們關注的重點問題。因此，對電氣自動化系統進行節能優化，能夠保證電氣自動化控制過程中的能源控制力，極大減少對能源的損耗。完善電氣自動化系統能量變換效率，確保電氣自動化設備系統處于優質運行狀態，能夠降低系統運行能耗，但是此方法對自動化設備的質量要求比較嚴格，所以相對來說存在局限性[2]。

針對上述問題，提出一種電氣自動化控制中的節能控制器設計方法。仿真結果表明，提出的電氣自動化控制中的節能控制器設計能夠避免傳統控制系統的多余限量的損耗，對功率自動調節進行了優化改進。

1 硬件設計要求

本文設計的電氣自動化控制中節能控制器的設計方案，對硬件系統的要求比較嚴格，需要采集電氣自動化控制系統中常規能源消耗量[3]。其目的主要是針對控制信號發生調制器和反應判斷調制器的要求，極限強度電路就是通過這兩項調制器完成實施的。硬件設備選擇要求如下：

（1） 在對電氣自動化系統節能控制器優化設計過程中，先選取電氣自動化系統能源消耗總量，獲取電力能源需求率動態變化，計算出電力系統運行和非運行狀態下能源損耗參數。

（2） 在對電力系統節能控制器優化設計過程中，以電氣自動化系統運行效率、能源消耗和非正常能源損耗作為參考，結合專業知識和模糊理論組建系統節能控制原則，以此為依據進行電氣自動化系統節能控制器的其他硬件優化，更精準地實現電氣自動化系統節能控制。

2 軟件設計

2.1 電能控制最低功率

本文設計的電氣自動化控制中的節能控制器，其使用原理是將數據進行采集處理，使用SFT方法，其最大的特點就是可以把電能效率進行轉化融合，為了保證結果瞬時性[4]，在進行效率轉化融合前要進行觸感數據采集迭代，公式如下：endprint

式中：為電力系統運行過程中的電壓；為電氣自動化系統運行時間；為電氣自動化系統非運行時間；為參雜數據表相系數；為該時間段電壓；為不動質子函數的熵值。為了能夠把電氣自動化系統運行時間的處理過長這個問題解決掉，就需要多變量化簡，利用不動質子函數的熵值進行觸感數據的采集迭代完成以后，還需要將參雜數據排除，進行效率轉化融合，公式如下：

式中：為參雜數據的集合；，分別為采集數據參雜以及非標準采集數據的參雜。將多項的瞬時數據化簡轉化為單一的數據，這樣的目的是能夠快速高效地將參雜數據排除。完成多參雜的數據排除就可進行電能效率的轉化融合，進而就可以得到電能控制的最低功率[5?6]。公式如下：

式中：為轉化融合后的電能數據高階專屬性參量；為電氣自動化系統中元件電流的變換頻率；為采集的電能最低功率的有效參量；，分別表示自動化系統的輸出功率和電氣自動化系統常數；為經過數據傳輸過程的電流方向的正向偏壓。

2.2 待機系統設計

本文設計的電氣自動化節能控制器，對待機系統設計進行優化，待機系統對電氣自動化系統中節能控制器進行相關硬件成接以及未工作狀態進行能源控制[7?8]。未工作狀態下系統處于高能耗狀態，通過待機系統優化設計能有效降低能耗，這樣方便進行能源降耗。首先需要對待機狀態鎮流現象進行計算，過程為：

式中：為電氣自動化系統運行時的總體電流變換的頻率；為可用標樣熵值中的序列系數；為歷史的能源消耗數據；為承接數據的參量。經過上述處理可以確認待機狀態下的鎮流數。確認了鎮流數以后便可以進行待機能耗使用優化，過程如下：

式中：為系統在待機的過程中能夠使用的最高能耗的實際比例；為必備能耗的使用量；為進行控制的系統數量。

2.3 功率自動調節優化

兩極極限數據的選取還需要一定功率自動調節優化處理，只有這樣才能保證數據的準確性[9]，兩極極限數據相當于極限值，數據的最大值、最小值都需要調節優化處理后才能夠進行標準確認，公式表達如下：

式中：為基本誤差臨界值；為元件中的電流構成的數據集合。經過上述公式完成了功率自動調節優化，有效地降低了能源的消耗。

3 仿真實驗分析

3.1 參數設定

為了保證本文設計的電氣自動化控制中節能控制器的有效性，對參數進行設置。兩極極限數據實際采集測量值在 [10.5，15.5]值域范圍之內，選取要適量，不能選取過多也不能太少，設置過程參量在[72.9，90.0]之間，保證承接數據參量為15.0；自動化系統的輸出功率在[3 100，4 500]之間。本文設計試驗在運行控制使用配比上進行一定的設置，相關比例關系如圖1所示。

3.2 節能數據誤差調節

為了保證本文設計的電氣自動化控制中的節能控制器的有效性，需要對節能誤差進行一定的數據優化以及數據調整，其調整的數據需要對參照常規限定數據表。參考數據如表1所示。

3.3 結果對比分析

圖2為傳統方法測試得到的結果，虛線是選取的兩個時間節點，可以看出傳統方法消耗的電能要遠遠高于本文的設計。圖3是傳統方法與本文方法所損耗電能的折線圖。由這兩個圖可以看出，本文設計的電氣自動化控制中的節能控制器所需要消耗的電能遠低于傳統方法。

4 結 語

本文設計的電氣自動化控制中的節能控制器在硬件的設計使用上對節能控制電力系統進行了優化設計；在軟件設計上對電能控制最低功率進行了重新計算。通過實驗數據有效證明，驗證了設計電氣自動化控制中節能控制器的有效性。

參考文獻

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