自動控制原理在機電工程自動化控制中的應(yīng)用研究

楊潔，趙海龍

（1.呼倫貝爾職業(yè)技術(shù)學(xué)院；2.內(nèi)蒙古國華呼倫貝爾發(fā)電有限公司，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021000）

機電工程中應(yīng)用自動化控制技術(shù)可以減少各環(huán)節(jié)的人力投入，加快各項工作進度，實現(xiàn)對相關(guān)設(shè)備工作的自動化控制，極大地提高了工作效率。同時，在引入機電工程自動化控制系統(tǒng)后，部分操作難度較大且具有風(fēng)險性的工作可以在自動化系統(tǒng)的指導(dǎo)下開展，只需要對其相關(guān)數(shù)據(jù)進行設(shè)定即可，工作人員工作過程中出現(xiàn)風(fēng)險的概率明顯下降，可有效提高電氣工程整體質(zhì)量。

1 自動控制原理簡述

自動控制實際上是在相應(yīng)的控制器以及可進行控制操作設(shè)備的幫助下，為具體的生產(chǎn)環(huán)節(jié)以及設(shè)備等設(shè)置運行參數(shù)，引導(dǎo)其按照參數(shù)來開展各項工作，保障其工作質(zhì)量。在該過程中，被控制對象的各項工作都是已經(jīng)設(shè)定好的，只需要按照規(guī)定執(zhí)行即可，因為外界操作不當(dāng)而出現(xiàn)設(shè)備故障以及設(shè)備運行錯誤等問題的概率明顯下降，設(shè)備運行不會受到人員時間變動等方面的影響，可以保持較長時間的工作狀態(tài)，其工作效率明顯提高。

2 機電工程自動化控制的特點

2.1 工作人員操作需求降低

在引入自動化控制系統(tǒng)后，機電工程項目工作開展過程中只需要進行必要的程序設(shè)定即可，不需要專人來操作設(shè)備。這樣一來，設(shè)備運行過程中，除非受到外界因素的強烈影響，或者設(shè)備自身性能等發(fā)生變化，設(shè)備可以始終保持穩(wěn)定的產(chǎn)出頻率，受工作人員工作時間等方面的影響明顯降低。相關(guān)單位在該過程中可以對自動化系統(tǒng)進行合理設(shè)置，通過使用響應(yīng)時間和魯棒性變化等調(diào)節(jié)設(shè)備的運行狀態(tài)，使得設(shè)備可以在指定程序的指導(dǎo)下，定時開展相應(yīng)工作并調(diào)整其工作頻率。這樣一來，機電工程設(shè)備運行過程中的人力成本明顯減少，可以將大量的勞動力釋放出來，轉(zhuǎn)而引導(dǎo)其圍繞改善設(shè)備性能、提高設(shè)備運行效率等開展研究工作，這就形成了良好的機電工程自動化控制循環(huán)。機電工程自動化系統(tǒng)的工作效率不斷提高，釋放出了大量的勞動力；工作人員結(jié)合機電工程各類設(shè)備的運行情況，對其運行特點等進行調(diào)整，在此基礎(chǔ)上改良設(shè)備性能，可以進一步提高設(shè)備的運行效率。就當(dāng)前來說，機電工程自動化控制已經(jīng)有了較為廣泛的應(yīng)用，在短距離范圍內(nèi)結(jié)合設(shè)備特點對其進行相應(yīng)的設(shè)定，即可指導(dǎo)設(shè)備按照規(guī)定開展各項工作。而在操作控制距離相對較遠時，通過技術(shù)工具的幫助也可以保障設(shè)備自動化運行質(zhì)量，推動機電工程自動化控制技術(shù)不斷深入發(fā)展。

2.2 對控制模型的依賴降低

機電工程自動化技術(shù)發(fā)展過程中可以與信息化技術(shù)有機結(jié)合，對相應(yīng)的控制程序進行調(diào)整并不斷改良自動化控制技術(shù)，可有效提高機電工程自動化控制效果。在傳統(tǒng)機電設(shè)備控制工作開展過程中，受到其應(yīng)用的控制技術(shù)局限性等方面的影響，在開展設(shè)備控制工作過程中仍需面對一定的問題。特別是操作相對比較復(fù)雜的機電設(shè)備，要想實現(xiàn)控制其操作的目的，就要對相應(yīng)的模型進行調(diào)整，通過不斷調(diào)試來確定最終模型，并以此為基礎(chǔ)進行自動化控制測試，才能在最后得到相對準確的控制效果。而這無疑會耗費大量的人力物力，導(dǎo)致設(shè)備控制成本增加，最終的控制效果與預(yù)期之間也存在一定的差異，影響了自動化控制技術(shù)發(fā)展。在引入自動化控制技術(shù)后，可以刪除與模型設(shè)計等相關(guān)的內(nèi)容，轉(zhuǎn)而從新角度出發(fā)，對設(shè)備的運行狀況進行調(diào)整，在此基礎(chǔ)上確定對應(yīng)的控制方案，可有效改進設(shè)備化自動控制效果。這樣一來，在機電工程設(shè)備進行自動化控制操作的過程中，只需要對設(shè)備性能進行研究，并在此基礎(chǔ)上編寫相應(yīng)的數(shù)據(jù)對其進行操作指導(dǎo)即可，應(yīng)用于模型設(shè)計等環(huán)節(jié)的時間大大減少，整體自動化控制效率也會隨著提高。

2.3 保障數(shù)據(jù)處理的統(tǒng)一性

在將自動化控制技術(shù)與傳統(tǒng)控制器進行比較的過程中可以發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)控制器工作開展過程中，受到其操作特點以及控制器穩(wěn)定性等方面的影響，最終的數(shù)據(jù)處理效果可能存在差異，而控制器工作過程中并沒有與處理該類數(shù)據(jù)差異相關(guān)的程序，這就導(dǎo)致其工作過程中可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)不到位以及操作故障等問題，嚴重影響設(shè)備操作質(zhì)量。在引入自動化控制技術(shù)后，自動化技術(shù)可以保障各項工作以相對一致的方式開展，即使面對難度較高、操作較為復(fù)雜的設(shè)備，也可以結(jié)合標準對其進行規(guī)范化操作，在記錄操作數(shù)據(jù)的同時對各類數(shù)據(jù)特點進行分析，將常用數(shù)據(jù)與非常數(shù)據(jù)結(jié)合起來進行綜合考量，可以得到相對比較精確的結(jié)果，而該類結(jié)果在最后會經(jīng)由系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)劃處理，工作人員只需要對處理后的數(shù)據(jù)進行預(yù)測分析即可，可以及時找到自動化控制技術(shù)運行過程中出現(xiàn)的問題以及應(yīng)當(dāng)采取的解決措施，在此基礎(chǔ)上，完善對應(yīng)的自動化控制標準，不斷提高自動化控制質(zhì)量，后續(xù)自動化控制處理過程中遇到的問題也會進一步減少。

3 自動控制原理在機電工程自動化控制中的應(yīng)用工具

3.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

在自動化控制系統(tǒng)中，使用電子電流，通過轉(zhuǎn)子運行推動相應(yīng)的參數(shù)不斷變化，進而推動機電工程各類設(shè)備的操作等發(fā)生變化，以此實現(xiàn)自動化控制的目的。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程中，其構(gòu)造系統(tǒng)的前饋性可以幫助開展自動化控制計算工作，在各類計算的幫助下，提高定期工程的整體驅(qū)動力。隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展以及與電氣系統(tǒng)的不斷交互，負載矩陣的程度以及初始反應(yīng)速度等都會發(fā)生變化，對設(shè)備運行狀態(tài)等作出判斷所需要的時間明顯減少，可進一步提高機電工程自動化控制效率。

3.2 PLC系統(tǒng)

PLC技術(shù)在電氣工程發(fā)展過程中發(fā)揮了巨大的作用，可以配合電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的工作，提高其工作速度的同時，保障各項工作質(zhì)量，推動電氣工程平穩(wěn)運行。隨著PLC系統(tǒng)技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，機電工程各項工作開展過程中使用繼電控制器等設(shè)備的頻率將會明顯下降，這就在一定程度上提高了機電工程系統(tǒng)管控效率，執(zhí)行相關(guān)工作時可以遵循統(tǒng)一標準，工作效率明顯提高，對相應(yīng)設(shè)備造成的操作損壞等明顯減少。

4 自動控制原理在機電工程自動化控制中的應(yīng)用方向

4.1 應(yīng)用于發(fā)電廠

發(fā)電廠中的分散測控應(yīng)用系統(tǒng)工作過程中，可以利用機電工程自動化控制技術(shù)對電廠各項工作進行合理監(jiān)管，定期通過遠程方式來收集與發(fā)電廠設(shè)備運行狀態(tài)和工作效率相關(guān)的數(shù)據(jù)，并將其匯總到系統(tǒng)終端，按照規(guī)定處理方式對其進行匯總處理。這樣一來，工作人員在對發(fā)電廠各類數(shù)據(jù)進行分析的過程中，只需要對自動控制系統(tǒng)收集上來的數(shù)據(jù)進行分析即可，大大減輕了工作人員的工作負擔(dān)。

4.2 應(yīng)用于水電廠

水電廠運行過程中也可以引入機電工程自動化控制技術(shù)，以此實現(xiàn)對象應(yīng)設(shè)備的管理，針對單個操作環(huán)節(jié)，通過自動化控制技術(shù)可以為其設(shè)置必要的操作程序，引導(dǎo)其各項工作按照規(guī)定方式開展，減少不必要的投入。特別是在公用設(shè)備應(yīng)用過程中，引入機電工程自動化控制技術(shù)，工作人員只能按照規(guī)定標準來開展各項工作，這有效減少了因人為操作不當(dāng)?shù)榷霈F(xiàn)設(shè)備問題的概率，公用設(shè)備的使用壽命也會隨著延長。最后，可以發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用機電工程自動化控制技術(shù)的水電廠工作處理效率和質(zhì)量等都明顯提高，收到了較好的工作反饋。

4.3 用于電網(wǎng)調(diào)度

電網(wǎng)調(diào)度是一項相對比較復(fù)雜的工作，通過將機電工程自動化控制技術(shù)應(yīng)用于電網(wǎng)調(diào)度環(huán)節(jié)，在自動化控制系統(tǒng)中增加新的自動化控制內(nèi)容，可有效提高其工作效率。通過在電網(wǎng)調(diào)度中心服務(wù)站以及對應(yīng)的電臺中安裝機電工程自動化控制設(shè)備，并將其與計算機軟件系統(tǒng)相結(jié)合，可以利用機電工程自動化控制技術(shù)來處理各項工作，電網(wǎng)調(diào)度工作開展過程中遇到的問題明顯減少，可有效提高其自動化控制質(zhì)量。這樣一來，工作人員在操作終端即可接收由機電工程自動化控制系統(tǒng)傳送的各類設(shè)備運行數(shù)據(jù)，并匯總電網(wǎng)調(diào)度情況，同時，也可以借助相關(guān)程序?qū)υ擃悢?shù)據(jù)進行深層次的分析，可以快速找出設(shè)備運行過程中存在的故障和安全隱患并及時解決，大大提高了電網(wǎng)調(diào)度工作效率。

5 結(jié)語

自動控制原理應(yīng)用于機電工程自動化控制是時代發(fā)展的必然趨勢，在自動化技術(shù)的幫助下，機電工程各項工作可以以更規(guī)范高效的方式開展，減少不必要的人力和物力支出，整體工作效率明顯提高。這就要求相關(guān)人員在新時期加強對機電工程自動化的重視，及時將其應(yīng)用于電氣工程等領(lǐng)域，推動行業(yè)發(fā)展變革。