电气自动化控制中的节能控制器设计
穆杉
摘 要： 针对传统控制器一直存在控制效果不好的问题，设计一款电气自动化控制的节能控制器。在硬件的设计使用上对节能控制电力系统进行优化设计，保证电气自动化控制过程中的能源控制力，减少对能源的损耗，对其他的耗能硬件都进行了优化设计，保证使用过程中的最低能耗。软件设计上对电能控制最低功率进行了重新计算，保证预留过程中没有损耗的产生，对控制供电系统进行了优化，避免传统控制系统的多余限量的损耗，对功率自动调节进行了优化改进，保证电气自动化控制中的节能控制器能够有效地降低能源的消耗。实验结果表明，通过实验数据的有效证明，验证了设计的电气自动化控制中的节能控制器的有效性。
关键词： 电气自动化； 节能控制器； 自动化控制； 优化设计
中图分类号： TN245?34； TP391 文献标识码： A 文章编号： 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
现代经济的飞速发展，大大推进了城市化发展进程，世界大范围的能源紧缺已经作为重大问题被人们提上日程[1]。作为主要能源与经济命脉，电力能源也在不断的告急，那么如何减少能耗也逐渐的成为了人们关注的重点问题。因此，对电气自动化系统进行节能优化，能够保证电气自动化控制过程中的能源控制力，极大减少对能源的损耗。完善电气自动化系统能量变换效率，确保电气自动化设备系统处于优质运行状态，能够降低系统运行能耗，但是此方法对自动化设备的质量要求比较严格，所以相对来说存在局限性[2]。
针对上述问题，提出一种电气自动化控制中的节能控制器设计方法。仿真结果表明，提出的电气自动化控制中的节能控制器设计能够避免传统控制系统的多余限量的损耗，对功率自动调节进行了优化改进。
1 硬件设计要求
本文设计的电气自动化控制中节能控制器的设计方案，对硬件系统的要求比较严格，需要采集电气自动化控制系统中常规能源消耗量[3]。其目的主要是针对控制信号发生调制器和反应判断调制器的要求，极限强度电路就是通过这两项调制器完成实施的。硬件设备选择要求如下：
（1） 在对电气自动化系统节能控制器优化设计过程中，先选取电气自动化系统能源消耗总量，获取电力能源需求率动态变化，计算出电力系统运行和非运行状态下能源损耗参数。
（2） 在对电力系统节能控制器优化设计过程中，以电气自动化系统运行效率、能源消耗和非正常能源损耗作为参考，结合专业知识和模糊理论组建系统节能控制原则，以此为依据进行电气自动化系统节能控制器的其他硬件优化，更精准地实现电气自动化系统节能控制。
2 软件设计
2.1 电能控制最低功率
本文设计的电气自动化控制中的节能控制器，其使用原理是将数据进行采集处理，使用SFT方法，其最大的特點就是可以把电能效率进行转化融合，为了保证结果瞬时性[4]，在进行效率转化融合前要进行触感数据采集迭代，公式如下：
式中：为电力系统运行过程中的电压；为电气自动化系统运行时间；为电气自动化系统非运行时间；为参杂数据表相系数；为该时间段电压；为不动质子函数的熵值。为了能够把电气自动化系统运行时间的处理过长这个问题解决掉，就需要多变量化简，利用不动质子函数的熵值进行触感数据的采集迭代完成以后，还需要将参杂数据排除，进行效率转化融合，公式如下：
式中：为参杂数据的集合；，分别为采集数据参杂以及非标准采集数据的参杂。将多项的瞬时数据化简转化为单一的数据，这样的目的是能够快速高效地将参杂数据排除。完成多参杂的数据排除就可进行电能效率的转化融合，进而就可以得到电能控制的最低功率[5?6]。公式如下：
式中：為转化融合后的电能数据高阶专属性参量；为电气自动化系统中元件电流的变换频率；为采集的电能最低功率的有效参量；，分别表示自动化系统的输出功率和电气自动化系统常数；为经过数据传输过程的电流方向的正向偏压。
2.2 待机系统设计
本文设计的电气自动化节能控制器，对待机系统设计进行优化，待机系统对电气自动化系统中节能控制器进行相关硬件成接以及未工作状态进行能源控制[7?8]。未工作状态下系统处于高能耗状态，通过待机系统优化设计能有效降低能耗，这样方便进行能源降耗。首先需要对待机状态镇流现象进行计算，过程为：
式中：为电气自动化系统运行时的总体电流变换的频率；为可用标样熵值中的序列系数；为历史的能源消耗数据；为承接数据的参量。经过上述处理可以确认待机状态下的镇流数。确认了镇流数以后便可以进行待机能耗使用优化，过程如下：
式中：为系统在待机的过程中能够使用的最高能耗的实际比例；为必备能耗的使用量；为进行控制的系统数量。
2.3 功率自动调节优化
两极极限数据的选取还需要一定功率自动调节优化处理，只有这样才能保证数据的准确性[9]，两极极限数据相当于极限值，数据的最大值、最小值都需要调节优化处理后才能够进行标准确认，公式表达如下：
式中：为基本误差临界值；为元件中的电流构成的数据集合。经过上述公式完成了功率自动调节优化，有效地降低了能源的消耗。
3 仿真实验分析
3.1 参数设定
为了保证本文设计的电气自动化控制中节能控制器的有效性，对参数进行设置。两极极限数据实际采集测量值在 [10.5，15.5]值域范围之内，选取要适量，不能选取过多也不能太少，设置过程参量在[72.9，90.0]之间，保证承接数据参量为15.0；自动化系统的输出功率在[3 100，4 500]之间。本文设计试验在运行控制使用配比上进行一定的设置，相关比例关系如图1所示。
3.2 节能数据误差调节
为了保证本文设计的电气自动化控制中的节能控制器的有效性，需要对节能误差进行一定的数据优化以及数据调整，其调整的数据需要对参照常规限定数据表。参考数据如表1所示。
3.3 结果对比分析
图2为传统方法测试得到的结果，虚线是选取的两个时间节点，可以看出传统方法消耗的电能要远远高于本文的设计。图3是传统方法与本文方法所损耗电能的折线图。由这两个图可以看出，本文设计的电气自动化控制中的节能控制器所需要消耗的电能远低于传统方法。
4 结 语
本文设计的电气自动化控制中的节能控制器在硬件的设计使用上对节能控制电力系统进行了优化设计；在软件设计上对电能控制最低功率进行了重新计算。通过实验数据有效证明，验证了设计电气自动化控制中节能控制器的有效性。
参考文献
[1] 云彩霞，李丽芬，蔡小庆，等.光伏发电中的传感器节能控制器设计[J].现代电子技术，2017，40（4）：183?186.
[2] 褚新建.光伏发电中并网系统的节能控制器的设计与实现[J].现代电子技术，2016，39（18）：161?164.
[3] 李宽，李兴源，李保宏，等.基于射影定理分层控制的次同步阻尼控制器设计[J].电力自动化设备，2015，35（2）：80?84.
[4] 齐晓军，田海.串级模糊控制器在换热站监控系统中的设计[J].电气传动，2015，45（1）：58?63.
[5] 陈炎，王锡淮，肖健梅.电力系统节能控制器设计与仿真[J].计算机仿真，2016，33（11）：92?95.
[6] 张馨予，张钢，钱江林，等.具有低次谐波抑制能力的PIR控制器设计[J].电工技术学报，2016，31（z2）：19?27.
[7] 郑晓亮，沈华军，陆卫国，等.煤矿冻结法凿井热交换节能控制系统设计[J].煤炭科学技术，2015，43（6）：97?101.
[8] 李琴.激光接收器的CMOS电路节能控制器的设计[J].激光杂志，2016，37（11）：38?41.
[9] 刘桂涛.楼宇设备电气系统节能控制器的优化设计[J].现代电子技术，2016，39（18）：153?156.
摘 要： 针对传统控制器一直存在控制效果不好的问题，设计一款电气自动化控制的节能控制器。在硬件的设计使用上对节能控制电力系统进行优化设计，保证电气自动化控制过程中的能源控制力，减少对能源的损耗，对其他的耗能硬件都进行了优化设计，保证使用过程中的最低能耗。软件设计上对电能控制最低功率进行了重新计算，保证预留过程中没有损耗的产生，对控制供电系统进行了优化，避免传统控制系统的多余限量的损耗，对功率自动调节进行了优化改进，保证电气自动化控制中的节能控制器能够有效地降低能源的消耗。实验结果表明，通过实验数据的有效证明，验证了设计的电气自动化控制中的节能控制器的有效性。
关键词： 电气自动化； 节能控制器； 自动化控制； 优化设计
中图分类号： TN245?34； TP391 文献标识码： A 文章编号： 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
现代经济的飞速发展，大大推进了城市化发展进程，世界大范围的能源紧缺已经作为重大问题被人们提上日程[1]。作为主要能源与经济命脉，电力能源也在不断的告急，那么如何减少能耗也逐渐的成为了人们关注的重点问题。因此，对电气自动化系统进行节能优化，能够保证电气自动化控制过程中的能源控制力，极大减少对能源的损耗。完善电气自动化系统能量变换效率，确保电气自动化设备系统处于优质运行状态，能够降低系统运行能耗，但是此方法对自动化设备的质量要求比较严格，所以相对来说存在局限性[2]。
针对上述问题，提出一种电气自动化控制中的节能控制器设计方法。仿真结果表明，提出的电气自动化控制中的节能控制器设计能够避免传统控制系统的多余限量的损耗，对功率自动调节进行了优化改进。
1 硬件设计要求
本文设计的电气自动化控制中节能控制器的设计方案，对硬件系统的要求比较严格，需要采集电气自动化控制系统中常规能源消耗量[3]。其目的主要是针对控制信号发生调制器和反应判断调制器的要求，极限强度电路就是通过这两项调制器完成实施的。硬件设备选择要求如下：
（1） 在对电气自动化系统节能控制器优化设计过程中，先选取电气自动化系统能源消耗总量，获取电力能源需求率动态变化，计算出电力系统运行和非运行状态下能源损耗参数。
（2） 在对电力系统节能控制器优化设计过程中，以电气自动化系统运行效率、能源消耗和非正常能源损耗作为参考，结合专业知识和模糊理论组建系统节能控制原则，以此为依据进行电气自动化系统节能控制器的其他硬件优化，更精准地实现电气自动化系统节能控制。
2 软件设计
2.1 电能控制最低功率
本文设计的电气自动化控制中的节能控制器，其使用原理是将数据进行采集处理，使用SFT方法，其最大的特點就是可以把电能效率进行转化融合，为了保证结果瞬时性[4]，在进行效率转化融合前要进行触感数据采集迭代，公式如下：
式中：为电力系统运行过程中的电压；为电气自动化系统运行时间；为电气自动化系统非运行时间；为参杂数据表相系数；为该时间段电压；为不动质子函数的熵值。为了能够把电气自动化系统运行时间的处理过长这个问题解决掉，就需要多变量化简，利用不动质子函数的熵值进行触感数据的采集迭代完成以后，还需要将参杂数据排除，进行效率转化融合，公式如下：
式中：为参杂数据的集合；，分别为采集数据参杂以及非标准采集数据的参杂。将多项的瞬时数据化简转化为单一的数据，这样的目的是能够快速高效地将参杂数据排除。完成多参杂的数据排除就可进行电能效率的转化融合，进而就可以得到电能控制的最低功率[5?6]。公式如下：
式中：為转化融合后的电能数据高阶专属性参量；为电气自动化系统中元件电流的变换频率；为采集的电能最低功率的有效参量；，分别表示自动化系统的输出功率和电气自动化系统常数；为经过数据传输过程的电流方向的正向偏压。
2.2 待机系统设计
本文设计的电气自动化节能控制器，对待机系统设计进行优化，待机系统对电气自动化系统中节能控制器进行相关硬件成接以及未工作状态进行能源控制[7?8]。未工作状态下系统处于高能耗状态，通过待机系统优化设计能有效降低能耗，这样方便进行能源降耗。首先需要对待机状态镇流现象进行计算，过程为：
式中：为电气自动化系统运行时的总体电流变换的频率；为可用标样熵值中的序列系数；为历史的能源消耗数据；为承接数据的参量。经过上述处理可以确认待机状态下的镇流数。确认了镇流数以后便可以进行待机能耗使用优化，过程如下：
式中：为系统在待机的过程中能够使用的最高能耗的实际比例；为必备能耗的使用量；为进行控制的系统数量。
2.3 功率自动调节优化
两极极限数据的选取还需要一定功率自动调节优化处理，只有这样才能保证数据的准确性[9]，两极极限数据相当于极限值，数据的最大值、最小值都需要调节优化处理后才能够进行标准确认，公式表达如下：
式中：为基本误差临界值；为元件中的电流构成的数据集合。经过上述公式完成了功率自动调节优化，有效地降低了能源的消耗。
3 仿真实验分析
3.1 参数设定
为了保证本文设计的电气自动化控制中节能控制器的有效性，对参数进行设置。两极极限数据实际采集测量值在 [10.5，15.5]值域范围之内，选取要适量，不能选取过多也不能太少，设置过程参量在[72.9，90.0]之间，保证承接数据参量为15.0；自动化系统的输出功率在[3 100，4 500]之间。本文设计试验在运行控制使用配比上进行一定的设置，相关比例关系如图1所示。
3.2 节能数据误差调节
为了保证本文设计的电气自动化控制中的节能控制器的有效性，需要对节能误差进行一定的数据优化以及数据调整，其调整的数据需要对参照常规限定数据表。参考数据如表1所示。
3.3 结果对比分析
图2为传统方法测试得到的结果，虚线是选取的两个时间节点，可以看出传统方法消耗的电能要远远高于本文的设计。图3是传统方法与本文方法所损耗电能的折线图。由这两个图可以看出，本文设计的电气自动化控制中的节能控制器所需要消耗的电能远低于传统方法。
4 结 语
本文设计的电气自动化控制中的节能控制器在硬件的设计使用上对节能控制电力系统进行了优化设计；在软件设计上对电能控制最低功率进行了重新计算。通过实验数据有效证明，验证了设计电气自动化控制中节能控制器的有效性。
参考文献
[1] 云彩霞，李丽芬，蔡小庆，等.光伏发电中的传感器节能控制器设计[J].现代电子技术，2017，40（4）：183?186.
[2] 褚新建.光伏发电中并网系统的节能控制器的设计与实现[J].现代电子技术，2016，39（18）：161?164.
[3] 李宽，李兴源，李保宏，等.基于射影定理分层控制的次同步阻尼控制器设计[J].电力自动化设备，2015，35（2）：80?84.
[4] 齐晓军，田海.串级模糊控制器在换热站监控系统中的设计[J].电气传动，2015，45（1）：58?63.
[5] 陈炎，王锡淮，肖健梅.电力系统节能控制器设计与仿真[J].计算机仿真，2016，33（11）：92?95.
[6] 张馨予，张钢，钱江林，等.具有低次谐波抑制能力的PIR控制器设计[J].电工技术学报，2016，31（z2）：19?27.
[7] 郑晓亮，沈华军，陆卫国，等.煤矿冻结法凿井热交换节能控制系统设计[J].煤炭科学技术，2015，43（6）：97?101.
[8] 李琴.激光接收器的CMOS电路节能控制器的设计[J].激光杂志，2016，37（11）：38?41.
[9] 刘桂涛.楼宇设备电气系统节能控制器的优化设计[J].现代电子技术，2016，39（18）：153?156.
