杨振东
国网山西省电力公司阳泉供电公司 山西 阳泉 045000
摘要：本文采用ＰＩＤ控制算法，实现对输电线路覆冰监测摄像头加热功率实时控制，解决摄像头在冰期凝冻、起雾的缺陷，并利用软件技术实现子机读取加热玻璃温度、气象温湿度数据，计算并控制摄像头加热策略。
关键词：ＰＩＤ；凝冻；温度；通信
１加热算法说明
本文在对防冰摄像机在冰期镜头加热研究过程中，在摄像机镜头前加装一块加热玻璃，通过控制板控制加热玻璃的加热功率，达成温度－２０℃以上，湿度０～１００％范围内保证摄像机镜头前不结冰，不凝露，不起雾，保证摄像机拍摄有效图片的稳定性，主要采用ＰＩＤ算法控制加热功率，具体的计算步骤如下：
（１）系统上电；
（２）获取最后的气象温湿度，计算露点温度；ＷＨ为当前环境温度，Ｅ为当前温度下饱和水气压值，Ｂ为系数取值２４３．９２，Ｅ０为０℃条件下饱和水气压值，Ａ为系数取值７．６９。
（３）取环境温湿度、露点温度以及加热玻璃温度ＰＴｅｍｐ，判断条件是否满足环境温度≤０℃且相对湿度≥８０％；
（４）若满足（３），则取０℃和露点温度中的最大值作为目标温度；
（５）若不满足（３），则取露点温度作为目标温度；
（６）最终目标温度Ｔａｒ＿Ｔｅｍｐ＝目标温度＋冗余量２．５℃；
（７）计算当前偏差值ｉＥｒｒｏｒ＝最终目标温度Ｔａｒ＿Ｔｅｍｐ－当前加热玻璃温度ＰＴｅｍｐ；
（８）增量ｉＩｎｃＰｉｄ由当前偏差ｉＥｒｒｏｒ、上次偏差ＬａｓｔＥｒｒ、累计偏差ＳｕｍＥｒｒ代入算法获得该值即为当前需要加热达到的温度差；
（９）将上次偏差值赋予前次偏差，将本次偏差值赋予上次偏差，用于下次计算；
（１０）将增量ｉＩｎｃＰｉｄ代入功率计算公式，获得当前加热功率；
（１１）间隔１０ｓ，再由（２）开始循环。
2 软件通信实现技术
本文通过软件对一定范围内的数据偏移进行自动修正，对超出范围的数据偏差做特殊处理，在数据有所偏移或温湿度数据接收产生错误时依然可以实现防冰防雾防凝露的需求。同时，在满足防冰防雾防凝露要求的情况之下，同样对加热玻璃功耗进行限定，系统实现低功耗。主要为：主机通过ＲＳ４８５给子机提供电源，向子机下发摄像机电源开关命令通知子机开启或关闭摄像机电源（主控取图时，向子机ＲＳ４８５下发指令开启摄像机电源，向摄像机ＲＳ４８５下发指令与摄像机进行通信取图，取图结束下发电源关闭指令，子机关闭摄像机电源）。以及主机向子机下发气象温湿度数据用于决定加热玻璃是否加热以及加热功率。
子机开始发送数据包时，判断发送对象是否正在进行数据接收，则等待计数加一，继续发送并判断，当等待计数小于等于Ｎ次时发送对象接收数据完毕，则等待计数清零并发送当前数据包；当发送对象正在接收数据且等待计数大于Ｎ次时，则结束本次发送。子机接收数据，依次将数据包的数据帧头、地址帧、ＣＲＣ校验码、指令所对应的数据段长度进行判断，若其中一项不正确则重新接收数据包，若正确，则依照顺序验证，直到验证完数据段长度，之后按照命令进行处理，并向发送方返回应答帧。
其中，若子机一直未接收到数据包，也一直处于监听状态。
2.1 运用优质线性
在现代社会，电力需求量很大，而且有许多长距离的输电线路。在这种环境下，采用最优励磁方式可以实现对电机电压的有效把控。其主要原因是该控制方法基于线性最优控制，将给定电压与发电机实测电压值进行对比，并采用PID方法完成偏差值的计算，得到控制电压值。通过应用最优励磁，可以科学调整最优电压，调整电压相位转移角，确保控制电压成功地转化为输出电压，从而完成相应的控制任务。根据线性优化原理，技术人员可以合理利用最优激励，保证局部线性模型把控内容的实际强化。
2.2 运用集成软件设计系统
由于集成软件设计系统内部结构较为复杂，并且拥有很大的软件设计把控潜能，其主要内容包含软件设计把控系统以及输电线路相互交联。针对目前的输电线路来说，所需要发展的软件设计系统仍然处于初级阶段，需要有关人员针对该系统进行不断探究。有的专家会将神经网络系统方式与专家所制定的系统结合在一起，从而形成新型集成软件设计系统，有利于仔细统获得更好的发展方向。由于模糊系统可以针对神经网络中的非结构信息进行优化处理，将该神经网络跟模糊思路相融合在一起，这样更具有技术支持。以上所说两种技术都属于软件设计系统的范围内，但是这两种技术所侧重的角度都不一样，与人工神经网络相比，模糊逻辑更加重视解决非统计性以及不确定性的问题，而该网络更看重适合的低级别计算。另外，模糊逻辑还会为应用程序提供框架，运用感知器神经网络来负责传送，两者起到互补作用。
2.3 运用模糊系统控制
输电线路软件在运作过程中，经常会用到的把控系统就是模糊控制。有效运用该系统，可以将动态模糊把控的准确度提升起来，特别是针对其内容较为繁杂以及结构庞杂的输电线路，且所起到的把控作用更为显著。模糊控制系统在多年的发展过程中，逐渐在输电线路中得到大范围推广，该系统可以控制住输电线路动态变化，以及变量的复杂化，从而实现对该系统的有效把控，进一步确保输电线路摄像机温度控制水平能够得到提高。此系统会依照自身的数据有效控制住输电线路，同时也会制定出相对应的控制规则来完成对该系统的解析以及处理。这种系统把控方式有很高的准确度，可以进一步将输电线路软件把控的可靠性提高。
2.4 运用专家系统
随着软件设计技术的应用，专家系统已经形成并应用于电力软件系统中。该系统涉及应急处理系统、输电线路性能恢复和系统状态调试，以及短期电力负荷预警、系统电源状态识别和故障排除等内容。由于系统具有较大的约束力，整体软件设计水平也有待提高，系统仍需不断优化。此外，系统只能进行软件设计操作，不能进行模糊理论操作，难以实现对适应功能的深层次认知，这也是一个需要关注的相关问题。
2.5 运用人工软件设计诊断故障
如果发生故障时，运用输电线路对其进行诊断，大多情况下都会用单理论以及单故障等方法来完成维修工作。这种方式进行故障诊断时有很大的作用，该方法有很强的限制作用，不能完全应对当下输电线路发展中遇到的复杂情况。为了将这个问题处理好，以后的输电线路故障维修过程中，需要人工软件设计来进行操作，其次，该诊断技术也会依照输电线路设备的需求而不断朝着软件设计化发展，另外，针对设备内部出现的异样情况，可以运用多方位以及多层次的角度来进行解析，可以达到系统内部发展需求。软件设计实时控制技术可以对输电线路的数据进行实时把控和监控，从而完成相对应的系统把控任务。该技术的应用可以有效提升系统的质量把控，加大系统控制，确保系统风险把控在合理的范畴内。随着工程技术和网络技术的实际提高，系统软件设计控制标准也将不断提高，要求也将更加严格。另外，由于实时控制技术可以通过图形反映系统运行状态和数据信息，用户的观察会更加简洁明了，有效降低故障概率，确保设备资源利用的科学合理性，减免浪费现象的发生。目前，这项技术已成为了输电线路的主要发展目标，必将得到更好的发展。
３结论
本文采用ＰＩＤ控制算法，通过对露点温度的计算，从而实现对摄像机镜头温度的控制，并结合计算机技术对一定范围内的数据偏移进行自动修正，其次通过子机读取加热玻璃温度、气象温湿度数据，计算并控制加热策略，且根据主机下发的命令负责控制摄像机的电源开关。
参考文献：
［１］吕玉祥，占子飞，马维青，等．输电线路覆冰在线监测系统的设计和应用［Ｊ］．电网技术，２０１０，３４（１０）：１９６－２００．