電氣工程自動化的智能化技術應用

張燕燕 孫建強

摘 要：隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術的不斷發(fā)展，在電氣自動化控制系統(tǒng)中智能化技術發(fā)展越來越成熟。智能化技術的發(fā)展不僅有效地解決了電氣工程隱患故障，而且還有強化了技術控制性，提高了自動化系統(tǒng)的運行效率。本文以電子工程自動化控制智能技術的概述作為切入點，結合多年的實踐工作經(jīng)驗闡述電氣工程自動化控制系統(tǒng)的智能化技術的分類，最后提出智能化技術的實踐應用。

關鍵詞：電氣工程 自動化;智能化技術;應用

隨著我國機械制造技術的不斷發(fā)展，尤其是計算機、大數(shù)據(jù)技術的發(fā)展，大大提高了我國電氣工程控制技術的發(fā)展。智能化技術是電氣自動化控制系統(tǒng)的關鍵技術，通過智能化技術不僅可以有效實現(xiàn)對電氣工程的智能操作，而且還可以及時有效地消除潛在故障，提高電氣工程的運行效率。在大力發(fā)展機器人技術的新常態(tài)背景下，智能化技術在實際使用過程中經(jīng)過不斷的完善發(fā)展，逐漸增強了信息數(shù)據(jù)的辨別、判斷、評估以及處理的能力，利用計算機的編程技術增強對系統(tǒng)內部的維護，實現(xiàn)電氣自動化控制的安全穩(wěn)定運行，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

一、電氣工程自動化智能化技術的概述

電氣工程是現(xiàn)代科技領域的核心學科，是現(xiàn)代制造業(yè)的關鍵技術，電氣工程自動化具有很強的綜合性，涵蓋計算機、大數(shù)據(jù)、光學以及電子等內容。電子工程自動化智能化技術是將現(xiàn)代信息與通信技術、大數(shù)據(jù)技術以及智能控制技術與某個領域的行業(yè)技術相融合，實現(xiàn)對該領域運行智能化的綜合性技術。隨著機器人制造技術的發(fā)展以及人民生活質量要求的提高，智能化技術在其應用中主要體現(xiàn)在計算機技術、精密技術以及GPS定位技術的綜合應用中。

智能化技術主要對電氣試驗分析、信息處理、自動控制和系統(tǒng)運行。實踐證明提高電氣工程自動化智能技術應用具有重要的現(xiàn)實意義：首先智能化技術的應用有助于改善工作環(huán)境，減輕人工工作強度。以機械制造車間為例，傳統(tǒng)的車間生產(chǎn)往往依賴于人工按照機械操作要求對機械的運行狀態(tài)進行控制，工作人員需要24小時不間斷的重復機械操作。而智能化技術的應用可以通過預定的程序實現(xiàn)對機械運行的自動化控制，能夠及時根據(jù)工作環(huán)境狀態(tài)自動調節(jié)設備的運行狀態(tài)。例如當機械出現(xiàn)隱患故障后，智能化技術控制系統(tǒng)就會第一時間發(fā)出警告，并且采取相應的保護措施;其次設計無需建設控制對象。雖然電氣設備的性能比較高，但是其本身的結構比較精密，其設計結構非常嚴謹，一旦出現(xiàn)故障很難在第一時間進行修復。智能化技術的應用可以對電氣控制設備運行的參數(shù)變化以及非線性進行實際觀測，以此可以及時的計算出精確的動態(tài)方程，進而構建出電氣控制設備的數(shù)據(jù)設計模型，實現(xiàn)了對電氣控制設備的自動化控制;最后提高系統(tǒng)的性能。傳統(tǒng)控制系統(tǒng)很難改變設計方案，而現(xiàn)代智能化的控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的系統(tǒng)相比，主要采用了新的信息和數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)和信息進行更新時，這樣設計非常安全、方便和可靠。利用了智能化技術可以提高電氣設備的參數(shù)，為了提高系統(tǒng)的性能，技術人員可以調整系統(tǒng)參數(shù)，例如，利用模糊邏輯來提高電氣設備時間。為了提高控制系統(tǒng)的適應性能，技術人員需要熟悉掌握電氣自動化的的基本知識，熟練掌握電路、電氣、磁力等知識，這樣才能對電氣系統(tǒng)進行設計，進而到達控制的目的，即使是不熟悉電氣的相關知識，還可以利用電氣信息和數(shù)據(jù)對設備進行設計，這樣既可以實現(xiàn)電氣工程的控制，還可以提高系統(tǒng)的綜合性能。

二、電氣工程自動化控制系統(tǒng)智能化技術分類

結合多年的工作實踐，電氣工程自動化控制系統(tǒng)智能化技術主要包括以下三種類型：

1.人工智能控制

人工智能控制主要包括模糊邏輯控制和神經(jīng)網(wǎng)絡控制。模糊邏輯控制在一定程度上模仿人的控制，其不需要準確的控制對象模型。模糊邏輯程序實現(xiàn)的關鍵是模糊控制器的應用，其有效地替代了PID，因此其在機械工業(yè)領域內具有廣泛的應用價值。目前在邏輯控制器應用上主要包括M型和S型，而M型邏輯控制器具有模糊化、反模糊化的功能;神經(jīng)網(wǎng)絡控制理論是由心理學家D.O.Hebb提出的，基于信息技術的不斷發(fā)展，神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)主要在驅動系統(tǒng)診斷以及電氣工程中的運行比較廣泛，其之所以在實踐中得到廣泛的應用主要在于：一是神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)能夠充分逼近任意復雜的非線性系統(tǒng);二是能夠采取并行處理方法，從而實現(xiàn)大量計算的運行。以機械設備為例，在現(xiàn)代機械智能運行中，神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)的反向轉波算法一方面可以有效地降低機械生產(chǎn)定位時間，有效解決了工作流程重復矛盾。另一方面可以通過神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)實現(xiàn)對非始速度以及負載轉矩的自動化控制，大大提高設備的運行性能。

從電氣工程自動化控制系統(tǒng)原理分析神經(jīng)網(wǎng)絡屬于多層前饋性結構，也就是通過利用機電系統(tǒng)參數(shù)對專職速度進行辨別控制以及利用電子參數(shù)對定子電流進行控制。由于在現(xiàn)代電氣工程領域，自動化控制的性能要求越來越高，而智能神經(jīng)網(wǎng)絡本身具有抗噪性，因此其在電氣傳動控制領域具有較大的應用價值。例如在汽車制動領域廣泛的應用了智能神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)。

2.PLC控制系統(tǒng)

PLC控制系統(tǒng)（可編輯邏輯控制器）實質上屬于專用于工業(yè)控制的計算機，其主要包括中央處理單元、儲存器、電源、輸入輸出回路以及程式輸入裝置。基于電氣自動控制系統(tǒng)的發(fā)展，PLC控制系統(tǒng)具有良好的抗干擾性能，因此其在智能化控制方面具有良好的應用價值，有效的推動了電氣工程的發(fā)展。由于PLC屬于可編程的邏輯控制器，因此其在實踐應用中具有靈活的控制性能。

結合工作實踐PLC系統(tǒng)在各個行業(yè)中具有較大的應用空間，例如石油、建材、汽車以及環(huán)保等行業(yè)都會應用到PLC系統(tǒng)。例如開關量的邏輯控制是PLC控制器最基本的應用領域，其可以實現(xiàn)邏輯控制以及順序控制，有效地解決了單臺設備單一控制的模式，實現(xiàn)了自動化控制，但是基于當前的技術缺陷，PLC在實踐應用中會存在某些技術問題，例如在機床運行過程中往往會因為人員的工作粗心等因素而導致機床產(chǎn)品會出現(xiàn)瑕疵，分析原因主要是由于在PLC自動控制系統(tǒng)中沒有對相關設備進行有效的監(jiān)管，導致其出現(xiàn)問題，但是從整體角度而言，PLC控制系統(tǒng)實現(xiàn)了智能化操作。當然PLC控制系統(tǒng)還可以應用在工藝流程的自動化控制系統(tǒng)中，而且隨著機器人技術的發(fā)展此種情況會越來越普及。

3.故障診斷

智能化技術的應用最大的特點就是可以解決電氣設備故障問題，由于電氣設備的性能要求比較高，而且其故障發(fā)生會產(chǎn)生巨大的安全隱患，通常情況下電氣設備表現(xiàn)出的故障征兆與實際故障部位不一致，而且故障波動性比較明顯。為此人工智能技術的優(yōu)勢就發(fā)揮出來了?，F(xiàn)階段經(jīng)常使用的智能故障診斷技術分為三類：即模糊邏輯診斷、神經(jīng)網(wǎng)絡以及專家系統(tǒng)。以上三種技術可以單獨使用，也能夠進行組合使用，其中最為普遍的是智能化神經(jīng)網(wǎng)絡。由于其具有良好的非線性特征，可以對信息進行有效處理以及管理，因此在電氣傳動方面展現(xiàn)出良好的控制效果。

三、電氣工程自動化控制系統(tǒng)智能化技術的實踐應用

結合多年的實踐工作經(jīng)驗，智能化技術在電氣工程自動化控制系統(tǒng)中的應用主要體現(xiàn)在以下領域：

1.在電氣工程設計方面的應用

智能技術在電氣工程自動化控制系統(tǒng)中的作用是非常突出的。結合多年的實踐工作經(jīng)驗，智能化技術有效地促進了電氣工程設計，簡化了電氣工程結構，提升了電氣工程的設計性能。以供電設備為例，由于供電設備的線路結構比較復雜，傳統(tǒng)的設計方法不僅存在諸多設計缺陷，而且其結構也比較復雜，一旦出現(xiàn)故障難以第一時間進行解決。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術、大數(shù)據(jù)技術的發(fā)展，利用智能技術可以大大提高供電設備的設計結構，減少了電氣設備生產(chǎn)的時間，實現(xiàn)了質量的源頭控制。此外，遺傳算法也屬于智能化設計中的一項重點內容，因其具有很強的實際應用性，所以使用該方法可以進一步優(yōu)化電氣工程自動化設計。

2.在電氣工程故障診斷領域的應用

雖然基于計算機等技術的發(fā)展，機械設備領域實現(xiàn)了流水化作業(yè)，但是在電氣工程運行的過程中，基于設備自身以及外部環(huán)境的變化等，設備會出現(xiàn)各種故障。例如變壓器會因為自身壽命或者電壓沖擊等造成故障，此種故障可能不會第一時間反饋出來。傳統(tǒng)的人工診斷不僅會造成設備停產(chǎn)，而且還會增加檢修的時間等，最主要的因素是可能會不能及時的發(fā)現(xiàn)故障。但是智能技術的應用則可以大大提高設備故障的檢修速度，實現(xiàn)對電氣工程的自動化檢測。

3.智能技術在電氣運行領域的應用

以電力企業(yè)為例，由于電力設備的性能要求比較高，尤其是在智能化操作環(huán)境下，實現(xiàn)電氣工程運行的智能化操作是我國電氣工程發(fā)展的主要趨勢。實踐證明如果不能及時有效地對電氣設備的運行狀態(tài)進行監(jiān)管，不能第一時間發(fā)現(xiàn)問題，進而會造成巨大的后果。以高壓開關柜為例，由于其對電力運行起著關鍵性的作用，因此將智能化技術應用到其中可以實現(xiàn)其運行穩(wěn)定性，有效地減少了元件數(shù)量，避免了故障發(fā)生概率。比如在進行變壓器故障排查時，需要充分考慮變壓器的構件組成，通過智能化技術的應用，可以對變壓器的故障范圍進行快速分析和診斷，并且準確定位故障源頭，迅速排查并處理解決，從而使設備能夠在最短時間內恢復使用功能。

四、結束語

綜上所述，在機械制造強國戰(zhàn)略以及我國大數(shù)據(jù)技術不斷發(fā)展的新常態(tài)背景下，電氣自動化智能技術的發(fā)展成為推動我國電氣工程網(wǎng)絡化、智能化發(fā)展的關鍵技術。實踐證明智能化技術在電氣工程自動化控制系統(tǒng)中具有巨大的價值：一方面智能化技術可以提高電氣自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，有效規(guī)避了故障問題。另一方面智能化技術推動我國電氣設備的整體發(fā)展，實現(xiàn)電氣行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。當然在智能化技術不斷發(fā)展的背后，我們必須要清晰地認識到智能化技術在電氣工程自動化控制系統(tǒng)中應用所存在的問題，加大技術研發(fā)力度，提升電氣工程自動化技術的發(fā)展。

參考文獻：

[1]王娟.淺析智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用價值[J].內燃機與配件.2018（04）.

[2]范漢斌.智能化技術在電氣工程自動化控制中的運用[J].科技風.2015（08）

[3]侍孝輝，智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用探討[J].中國綠色畫報.2015（10）

[4]牛金豪.探討智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用[J].數(shù)字技術與應用.2016（02）.