自动控制原理在机电工程自动化控制中的应用研究

2021-04-03杨洁赵海龙

中国设备工程 2021年11期

杨洁，赵海龙

（1.呼伦贝尔职业技术学院；2.内蒙古国华呼伦贝尔发电有限公司，内蒙古呼伦贝尔 021000）

机电工程中应用自动化控制技术可以减少各环节的人力投入，加快各项工作进度，实现对相关设备工作的自动化控制，极大地提高了工作效率。同时，在引入机电工程自动化控制系统后，部分操作难度较大且具有风险性的工作可以在自动化系统的指导下开展，只需要对其相关数据进行设定即可，工作人员工作过程中出现风险的概率明显下降，可有效提高电气工程整体质量。

1 自动控制原理简述

自动控制实际上是在相应的控制器以及可进行控制操作设备的帮助下，为具体的生产环节以及设备等设置运行参数，引导其按照参数来开展各项工作，保障其工作质量。在该过程中，被控制对象的各项工作都是已经设定好的，只需要按照规定执行即可，因为外界操作不当而出现设备故障以及设备运行错误等问题的概率明显下降，设备运行不会受到人员时间变动等方面的影响，可以保持较长时间的工作状态，其工作效率明显提高。

2 机电工程自动化控制的特点

2.1 工作人员操作需求降低

在引入自动化控制系统后，机电工程项目工作开展过程中只需要进行必要的程序设定即可，不需要专人来操作设备。这样一来，设备运行过程中，除非受到外界因素的强烈影响，或者设备自身性能等发生变化，设备可以始终保持稳定的产出频率，受工作人员工作时间等方面的影响明显降低。相关单位在该过程中可以对自动化系统进行合理设置，通过使用响应时间和鲁棒性变化等调节设备的运行状态，使得设备可以在指定程序的指导下，定时开展相应工作并调整其工作频率。这样一来，机电工程设备运行过程中的人力成本明显减少，可以将大量的劳动力释放出来，转而引导其围绕改善设备性能、提高设备运行效率等开展研究工作，这就形成了良好的机电工程自动化控制循环。机电工程自动化系统的工作效率不断提高，释放出了大量的劳动力；工作人员结合机电工程各类设备的运行情况，对其运行特点等进行调整，在此基础上改良设备性能，可以进一步提高设备的运行效率。就当前来说，机电工程自动化控制已经有了较为广泛的应用，在短距离范围内结合设备特点对其进行相应的设定，即可指导设备按照规定开展各项工作。而在操作控制距离相对较远时，通过技术工具的帮助也可以保障设备自动化运行质量，推动机电工程自动化控制技术不断深入发展。

2.2 对控制模型的依赖降低

机电工程自动化技术发展过程中可以与信息化技术有机结合，对相应的控制程序进行调整并不断改良自动化控制技术，可有效提高机电工程自动化控制效果。在传统机电设备控制工作开展过程中，受到其应用的控制技术局限性等方面的影响，在开展设备控制工作过程中仍需面对一定的问题。特别是操作相对比较复杂的机电设备，要想实现控制其操作的目的，就要对相应的模型进行调整，通过不断调试来确定最终模型，并以此为基础进行自动化控制测试，才能在最后得到相对准确的控制效果。而这无疑会耗费大量的人力物力，导致设备控制成本增加，最终的控制效果与预期之间也存在一定的差异，影响了自动化控制技术发展。在引入自动化控制技术后，可以删除与模型设计等相关的内容，转而从新角度出发，对设备的运行状况进行调整，在此基础上确定对应的控制方案，可有效改进设备化自动控制效果。这样一来，在机电工程设备进行自动化控制操作的过程中，只需要对设备性能进行研究，并在此基础上编写相应的数据对其进行操作指导即可，应用于模型设计等环节的时间大大减少，整体自动化控制效率也会随着提高。

2.3 保障数据处理的统一性

在将自动化控制技术与传统控制器进行比较的过程中可以发现，传统控制器工作开展过程中，受到其操作特点以及控制器稳定性等方面的影响，最终的数据处理效果可能存在差异，而控制器工作过程中并没有与处理该类数据差异相关的程序，这就导致其工作过程中可能出现数据不到位以及操作故障等问题，严重影响设备操作质量。在引入自动化控制技术后，自动化技术可以保障各项工作以相对一致的方式开展，即使面对难度较高、操作较为复杂的设备，也可以结合标准对其进行规范化操作，在记录操作数据的同时对各类数据特点进行分析，将常用数据与非常数据结合起来进行综合考量，可以得到相对比较精确的结果，而该类结果在最后会经由系统统一规划处理，工作人员只需要对处理后的数据进行预测分析即可，可以及时找到自动化控制技术运行过程中出现的问题以及应当采取的解决措施，在此基础上，完善对应的自动化控制标准，不断提高自动化控制质量，后续自动化控制处理过程中遇到的问题也会进一步减少。

3 自动控制原理在机电工程自动化控制中的应用工具

3.1 神经网络系统

在自动化控制系统中，使用电子电流，通过转子运行推动相应的参数不断变化，进而推动机电工程各类设备的操作等发生变化，以此实现自动化控制的目的。在神经网络发展过程中，其构造系统的前馈性可以帮助开展自动化控制计算工作，在各类计算的帮助下，提高定期工程的整体驱动力。随着神经网络的发展以及与电气系统的不断交互，负载矩阵的程度以及初始反应速度等都会发生变化，对设备运行状态等作出判断所需要的时间明显减少，可进一步提高机电工程自动化控制效率。

3.2 PLC系统

PLC技术在电气工程发展过程中发挥了巨大的作用，可以配合电力系统各环节的工作，提高其工作速度的同时，保障各项工作质量，推动电气工程平稳运行。随着PLC系统技术的不断发展成熟，机电工程各项工作开展过程中使用继电控制器等设备的频率将会明显下降，这就在一定程度上提高了机电工程系统管控效率，执行相关工作时可以遵循统一标准，工作效率明显提高，对相应设备造成的操作损坏等明显减少。

4 自动控制原理在机电工程自动化控制中的应用方向

4.1 应用于发电厂

发电厂中的分散测控应用系统工作过程中，可以利用机电工程自动化控制技术对电厂各项工作进行合理监管，定期通过远程方式来收集与发电厂设备运行状态和工作效率相关的数据，并将其汇总到系统终端，按照规定处理方式对其进行汇总处理。这样一来，工作人员在对发电厂各类数据进行分析的过程中，只需要对自动控制系统收集上来的数据进行分析即可，大大减轻了工作人员的工作负担。

4.2 应用于水电厂

水电厂运行过程中也可以引入机电工程自动化控制技术，以此实现对象应设备的管理，针对单个操作环节，通过自动化控制技术可以为其设置必要的操作程序，引导其各项工作按照规定方式开展，减少不必要的投入。特别是在公用设备应用过程中，引入机电工程自动化控制技术，工作人员只能按照规定标准来开展各项工作，这有效减少了因人为操作不当等而出现设备问题的概率，公用设备的使用寿命也会随着延长。最后，可以发现，应用机电工程自动化控制技术的水电厂工作处理效率和质量等都明显提高，收到了较好的工作反馈。

4.3 用于电网调度

电网调度是一项相对比较复杂的工作，通过将机电工程自动化控制技术应用于电网调度环节，在自动化控制系统中增加新的自动化控制内容，可有效提高其工作效率。通过在电网调度中心服务站以及对应的电台中安装机电工程自动化控制设备，并将其与计算机软件系统相结合，可以利用机电工程自动化控制技术来处理各项工作，电网调度工作开展过程中遇到的问题明显减少，可有效提高其自动化控制质量。这样一来，工作人员在操作终端即可接收由机电工程自动化控制系统传送的各类设备运行数据，并汇总电网调度情况，同时，也可以借助相关程序对该类数据进行深层次的分析，可以快速找出设备运行过程中存在的故障和安全隐患并及时解决，大大提高了电网调度工作效率。