控制发生在我们生活的角角落落,让我们的生活更加高效、舒适,掌控更多对世界的自主权。回顾历史,自动控制替代人工控制,人类的生产力获得了快速的提高。自动控制经历了前期控制、经典控制、现代控制3个阶段。
在前期控制时期,最早的控制系统是公元前300年古希腊人和阿拉伯人发明的浮球调节装置,还有张衡的侯风地动仪、马钧的指南车,而最早应用于工业过程的控制器是瓦特在1788年应用于蒸汽机的飞球式调速器。
在经典控制时期,美国N.Minorsky提出经典的PID控制方法,后续又被麦克斯韦等科学家逐步完善,实现理论革新。
在现代控制时期,智能控制逐步发展,即依据人的思维方式和处理问题的技巧,解决那些目前需要人的智能才能解决的复杂的控制问题。
在具体实现上,可编程逻辑控制器的出现,极大提高了工业生产效能。在20世纪早期到中期,工业自动化通常使用复杂的机电式继电器来实现,当时一个简单的工厂控制可能就需要成千上万的继电器。1968年,第一台可编程逻辑控制器(PLC,Programmable Logic Controller)问世,作为一种数字运算操作电子系统,可存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。到70年代后期至80年代初期,PLC开始进入快速发展阶段,运行速度快速提升,小型化也有实质性的进步,逐步在西方国家广泛应用,取代了复杂的继电器电路设计。到21世纪,PLC规模不断扩大,I/O点数增加,多CPU并行工作,大容量存储,高速扫描等,模块化、标准化成为主流,成本大幅度缩减,应用更加广泛。
过去的一年,可编程逻辑控制器又迈出了新的一步。
极简物控发布首个工业低代码控制软件,我们叫它EasyScript,能够以“最简单的方式去设计控制策略”。EasyScript利用了AOE网络、事件驱动等多项基本技术,将控制设计变成“人人可懂”的语言,赋予控制设计更多活力。
拥有EasyScript,我们不再受限于“编程知识匮乏、控制理论缺失”的困境,从“控制系统开发”到“控制文件配置”,从“复杂的控制设计图”到“简单的AOE网络图”,让人人都可能是“控制工程师”,让策略设计更专注于控制逻辑本身,消除日常控制设计工作中的苦差事,消除控制策略从“设计”到“实现”过程中的“翻译鸿沟”,有效减少开发成本,重新发现创造的乐趣。
“控制之道,至朴至简”,这是新的控制时代的开始。
让我们从几个现实例子来了解EasyScript给我们带来的改变。
想象你是一名产品经理,公司要求你在最新的产品中融入最大功率点跟踪(MPPT)技术。过去,你需要负责对这项技术进行全面调研,结合公司产品特征去规定技术的实现要求,撰写相应的产品需求文档,交由开发工程师进行实现,最后对开发成果进行验收与校正。在整个流程中,由于产品经理与工程师对于最终实现结果仍存在一定的“理解偏差”,因此前期的“沟通对齐”与终期的“验收校正”显得至关重要。现在,如果你拥有EasyScript,哪怕是0基础的编程知识或控制理论,仍可由你去实现心中的理想的“产品设计”。
以MPPT技术为例,其实质上是一个自寻优过程,即通过控制端电压,使光伏阵列能在各种不同的日照和温度环境下智能化地输出最大功率。首先,确定MPPT技术中要采集的数据点变量,包括上一次网络运行时测得的电流值、电压值等12个变量,再根据控制目标,采用增量电导法设计一个事件驱动的控制策略,并将其转换为边活动(AOE)网络结构(如图1),并定义控制网络的基本信息、变量、事件和动作,最后在EasyScript的“设置项”中“测点、通道、AOE”中上传配置文件,并运行控制,即可完成整个控制策略的开发(更详细内容可参考:光伏最大功率点跟踪 - LCC in action (http://zju.edu.cn))。
在这个过程中,控制策略从“设计”到“开发”都由你一个人完成,不仅有效消除了“沟通翻译”的鸿沟,而且有效降低了开发成本。
想象你是一名大学生,正在学习“储能”的相关知识,对储能的削峰填谷作用非常好奇,想要亲身进行实践,但是还缺少相关的编程与控制理论知识。过去,不仅要消化学习新知识,还要去大量学习其他的相关知识,在有限时间内难以专注于自己的想法,从“入门”到“放弃”是常有的事情。现在,如果你拥有EasyScript,以“储能削峰填谷在环仿真”为例,首先只需要在EasyScript的案例库(应用范例 - LCC in action (http://zju.edu.cn))中下载相同或类似的案例进行模仿与学习,再在EasyScript中导入模型的测点、通道与AOE文件,以及案例仿真模型文件,即可实现仿真控制,下图中储能功率和电价曲线可见,经过控制后,储能成功实现了削峰填谷,并且储能功率波动很小,SOC保持在给定范围内。
拥有EasyScript之后,你能够专注于自己有创造力的想法并实现它,而不用受困于其他细枝末节的知识,有利于提高你在“控制”方面的创新创造能力。
想象你是一家公司的软件工程师,近期承接了一个控制器的项目,领导要求你在预算内筛选合适的控制器供应商。但是你发现市面上的的控制器定价都远超预算,而不支持进行实际试用,过去,仅能简单地通过对比产品参数来进行筛选,无法实践测试控制器的实用性与可靠性,这个时候你会怎么做呢?现在,你可以选择试用EasyScript(个人教学版),不仅可对案例库的所有案例进行仿真复现,还能让软件工程师真实测试控制器是否符合实际项目需求,有效降低了用户的试错成本。
EasyScript的操作界面人机交互简单,通用性强,便捷度提高,仅需“增、删、点、改”等简单的操作,实现控制策略的设计开发与控制指令的下发执行,方式包括直接导入配置文件、直接搭建/修改AOE网络等。此外,可视化程度提高,能呈现实时运行和历史记录中的对象数据、曲线变化、告警信息等,提供时间尺度更长、更广范围的信息查询与显示功能,用户极易上手。
拥有EasyScript,你能够最轻量级地去体验控制器是否能切实满足项目实际需求,增强后期项目的可控性与可落地性。
EasyScript适用于工业、能源、教育、农业等多个领域,无需任何编程,让控制策略实现像“搭积木”一样简单,产品软硬件高度集成,结构轻巧、部署迅速、能够“即插即用”,具备更广泛的适应力,能够提供更个性化的解决方案,实现更精细化的控制,实现更灵活的后期运维,满足几乎所有场景的控制需求,也避免从0->1的重复开发。
高效求解算法:支持求解非线性规划、混合整数线性规划、非线性方程组等多种复杂优化问题。
低代码化控制:采用AOE控制组态技术,使用低代码配置方式即可实现控制策略的设计开发。
协议通用性强:可替代工业物联网关,支持多种通信协议的自由转换。
可视化程度高:实时呈现系统运行和历史记录中的对象数据、曲线变化、告警信息、执行流程。
用户体验良好:支持视图比例、中英切换、夜视模式等多种个性化设置。
如果你想降低企业开发人力成本、想要心无旁骛地实践自己的创造力、想要用低代码的方式实现复杂问题的优化求解,不管你是为电网相关企业、储能集成商、测试检测单位,还是高校老师或者学生,EasyScript绝对是你的最佳伴侣!
控制系统供应商:拥有低代码化的开发工具,有效缩短开发时间,显著减少人力成本。
储能系统集成商:提供配套通用化EMS控制产品,充分挖掘储能产品系统价值。
电力相关企业:提供一站式能源管理运营服务,支持资源设备快速拓展。
测试检测机构:提供低成本、可视化、高稳定性的测试实验系统,灵活可靠,支持半实物仿真。
高校科研团队: 适应于高校教学研究需要,为仿真实验类课程和学生创新实践活动提供便捷平台。
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让EasyScript与你一起探索控制的世界。
如果你对EasyScript感兴趣,还可以去使用手册查看更多EasyScript的细节与案例(链接:https://sgool.zju.edu.cn/solutions/EasyScript/)。
如果你想初步接触EasyScript,可以试用我们的个人教学版,这是我们提供的轻量级体验产品,可以配合simulink等仿真软件复现所有的案例,即刻打造属于自己的“控制策略”,求解复杂的优化难题,亲身体验“低代码式”创新模式,可复制下面 链接打开淘宝获取产品。
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