智能化技術(shù)在電氣工程控制中的應(yīng)用

廣東理工學(xué)院 宮占霞 龍小麗 焦根平

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電氣工程控制系統(tǒng)中融合智能化技術(shù)，提升電氣工程控制系統(tǒng)水平。為促進(jìn)智能化技術(shù)在電氣工程的控制系統(tǒng)中得到進(jìn)一步的發(fā)展，將智能化技術(shù)應(yīng)用在控制系統(tǒng)的各個方面，發(fā)展智能化技術(shù)的同時，完善電氣工程控制系統(tǒng)。本文主要從智能化技術(shù)在電氣工程中應(yīng)用的理論基礎(chǔ)、特點以及具體的應(yīng)用措施，以此作為與同行之間交流使用，共同完善智能化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用。

0 前言

智能化技術(shù)是隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展衍生出的產(chǎn)物，是一種新型科學(xué)技術(shù)，在其出現(xiàn)的短時間內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用，并得到各界人士的廣泛關(guān)注。在電氣工程工作中，主要包含信息收集、處理以及控制等工作，在具體的工作中存在著重合內(nèi)容，運用智能化技術(shù)后，對于重合的工作內(nèi)容可以進(jìn)行優(yōu)化，提高電氣工程控制系統(tǒng)的性能，進(jìn)而提升控制系統(tǒng)的運行水平，達(dá)到提升電氣工程運行效率的目的。

1 智能化技術(shù)在電氣工程控制中應(yīng)用的理論基礎(chǔ)

智能化技術(shù)包含的內(nèi)容較為廣泛，有語言學(xué)和控制學(xué)等多各領(lǐng)域，具有較強的綜合性特點。從智能化技術(shù)的字面含義來理解，是通過技術(shù)手段實現(xiàn)機械設(shè)備等人工智能化運行，同時，超出人的能力完成較多人無法完成的工作，或是在相同的工作環(huán)境下提高工作效率。經(jīng)過多年的實踐，智能化技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，可以應(yīng)用在眾多的領(lǐng)域中，并在各領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用（崔保功.智能化技術(shù)在電氣工程自動化控制中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化,2016,6(17):101-102）。

智能化技術(shù)應(yīng)用在電氣工程控制領(lǐng)域中，需要在不斷的實踐中完成，涉及電氣工程中很多的工作內(nèi)容，在其控制系統(tǒng)中也有著較高的實用性。智能化技術(shù)的專業(yè)術(shù)語是計算機技術(shù)中的一種高端技術(shù)，將其應(yīng)用在控制中，需要以計算機理論為基礎(chǔ)，才能發(fā)揮出智能化技術(shù)的更大作用。在智能化技術(shù)的長期使用中，提高電氣工程控制系統(tǒng)運行效率和質(zhì)量的同時，減少電氣工程在控制方面的運行成本，且減少工作人員的工作壓力，促進(jìn)人力資源優(yōu)化配置，進(jìn)而實現(xiàn)電氣工程整體運行效率的優(yōu)化。

2 智能化技術(shù)在電氣工程控制中應(yīng)用的特點

在電氣工程控制工作中，要想更加科學(xué)的應(yīng)用智能化技術(shù)，需要了解智能化技術(shù)在電氣工程控制中的應(yīng)用特點，從而提高智能化技術(shù)的應(yīng)用效果，其特點主要包括在控制系統(tǒng)方面實現(xiàn)智能化、促進(jìn)電氣工程控制系統(tǒng)的無人化操作、處理數(shù)據(jù)工作上具有一致性等等，下面進(jìn)行如下的分析和介紹。

2.1 在控制系統(tǒng)方面實現(xiàn)智能化

傳統(tǒng)形式的控制器在控制簡單的電氣工程設(shè)備上表現(xiàn)出良好的性能，但是，在遇到復(fù)雜的動態(tài)控制對象時，傳統(tǒng)控制器的技術(shù)還存在不足，經(jīng)常會無法 及時掌握控制對象的真實情況，甚至出現(xiàn)電氣設(shè)備癱瘓、模型失去控制以及控制設(shè)備無法發(fā)揮作用等情況，進(jìn)而對電氣工程的整體運行、服務(wù)質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)效益等產(chǎn)生嚴(yán)重影響。而利用智能化技術(shù)對電氣工程設(shè)備進(jìn)行控制，整個控制過程中省去設(shè)計控制模型，即使是面對復(fù)雜的控制對象或是參數(shù)，智能化技術(shù)都可以遵循動態(tài)控制方法實現(xiàn)對電氣工程的有效控制。在使用智能化技術(shù)時，通過刪除源頭的控制模型程序，提升智能化控制器的精確度，使控制工作更加符合電氣工程運行需求?？刂葡到y(tǒng)上實現(xiàn)智能化發(fā)展，也可以節(jié)省設(shè)計控制模型的費用支出，進(jìn)而提高電氣工程運行的經(jīng)濟(jì)效益，有利于其發(fā)展。由此可見，利用智能化技術(shù)實現(xiàn)控制系統(tǒng)的智能化發(fā)展，有利于提高電氣工程控制系統(tǒng)的運行質(zhì)量，并從根本上優(yōu)化電氣工程。

2.2 促進(jìn)電氣工程控制系統(tǒng)的無人化操作

在電氣工程控制系統(tǒng)中運用智能化技術(shù)，可以通過下降時間、反應(yīng)時間等實現(xiàn)對系統(tǒng)運行的實時調(diào)節(jié)。智能化技術(shù)可以直接對系統(tǒng)的運行參數(shù)等進(jìn)行調(diào)節(jié)，通常只需要極少的人工操作配合，或是完全有智能化技術(shù)執(zhí)行調(diào)節(jié)操作，從控制系統(tǒng)的整體運行上縮短調(diào)節(jié)時間，提高控制系統(tǒng)的運行效率。智能化技術(shù)可以不受外界環(huán)境變化的影響，直接根據(jù)控制系統(tǒng)的運行參數(shù)自主進(jìn)行調(diào)節(jié)，簡化調(diào)節(jié)工作中的環(huán)節(jié)，并且減少對技術(shù)人員的專業(yè)要求；同時，智能化技術(shù)能夠?qū)﹄姎庠O(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，簡單來說，就是工作人員可以在一個工作現(xiàn)場，檢測到另一個工作現(xiàn)場的實際情況，并能夠根據(jù)實際工作需要作出相應(yīng)的調(diào)整。這種遠(yuǎn)距離操作技術(shù)，能夠在一定程度上實現(xiàn)電氣工程控制系統(tǒng)的無人化操作，有利于實現(xiàn)電氣工程的自動化運行。在電氣工程的控制工作中，有很多的系統(tǒng)環(huán)節(jié)以及關(guān)鍵從控制工作都已經(jīng)實現(xiàn)自動化，而傳統(tǒng)的控制技術(shù)已經(jīng)很難滿足工作需求，無法對電氣工程控制系統(tǒng)實現(xiàn)全面的控制。因此，可以應(yīng)用智能化技術(shù)的專家控制系統(tǒng)、模糊控制系統(tǒng)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等技術(shù)措施，促使智能化技術(shù)在電氣工程控制系統(tǒng)中發(fā)揮出更大的作用，從而有效提升控制系統(tǒng)的運行質(zhì)量。在實際應(yīng)用智能化技術(shù)的過程中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有多層次機構(gòu)的特點，能夠充分利用反向?qū)W習(xí)計算方法對控制系統(tǒng)中的程序、運行指令進(jìn)行計算，從而保證每一個調(diào)節(jié)和控制操作的準(zhǔn)確性，實現(xiàn)提高電氣工程空控制系統(tǒng)中識別工作質(zhì)量的目標(biāo)。從模糊控制系統(tǒng)和專家控制系統(tǒng)的角度來分析，主要是利用子系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能以及修正系統(tǒng)原有參數(shù)的性能，從參數(shù)變化方面進(jìn)行準(zhǔn)確的辨別，同時對信號信息進(jìn)行有效處理，進(jìn)而對電氣工程整體運行進(jìn)行科學(xué)的控制（徐非.智能化技術(shù)在電氣工程控制中的應(yīng)用[J].湖南城市學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2016,25(04):140-141）。

2.3 處理數(shù)據(jù)工作上具有一致性

雖然向控制器輸入的數(shù)據(jù)有所不同，但是智能化控制器能夠根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，即便是輸入的數(shù)據(jù)十分復(fù)雜且陌生，智能化控制器也可以通過計算在一定程度上對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行評估。但是，在使用中要認(rèn)識到，智能化控制器不是萬能的控制設(shè)備，在運行的過程中同樣會與人腦一樣出現(xiàn)短暫的“短路”，甚至是由于數(shù)據(jù)過于復(fù)雜而出現(xiàn)“斷路”。簡單地說，就是智能化控制器中輸入的程序復(fù)雜程度過高、缺少有效的程序時間等情況時，控制器的運算也會出現(xiàn)特殊情況，無法很好的執(zhí)行控制操作，進(jìn)而對控制效果產(chǎn)生影響。出現(xiàn)這樣的情況時，技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)實際情況進(jìn)行詳細(xì)分析，找出出現(xiàn)問題的原因，進(jìn)而一面優(yōu)化數(shù)據(jù)，一面加強科研，提高智能化控制器的性能。

由于智能化控制器控制的對象具有很強的變更性，因此針對控制對象的效果也不同，而控制對象的復(fù)雜性和多樣性，即便是智能化控制器也無法實施全面的控制。故而，智能化技術(shù)在日后的發(fā)展中，應(yīng)針對其不足之處進(jìn)行重點研究，根據(jù)電氣工程運行的不同控制對象進(jìn)行具體的研究，突破智能化控制的局限性，提高其處理數(shù)據(jù)的一致性，進(jìn)而優(yōu)化控制系統(tǒng)的運行，促進(jìn)電氣工程運行的安全性。

3 智能化技術(shù)在電氣工程控制中的具體應(yīng)用

3.1 應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是智能化技術(shù)應(yīng)用在電氣工程控制系統(tǒng)中的具體方向?；诜止げ煌徒栌貌煌膭討B(tài)參數(shù)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以分為兩個子系統(tǒng)，即依靠電氣系統(tǒng)動態(tài)參與進(jìn)行電流辨別工作的系統(tǒng)、利用設(shè)備的機電參數(shù)實施辨別轉(zhuǎn)自速度工作的系統(tǒng)。首先，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)使用的計算方法是反向轉(zhuǎn)波方法，這是由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)本身既有前饋性結(jié)構(gòu)特點，診斷交流電機和驅(qū)動系統(tǒng)工作時，能夠明顯的體現(xiàn)出反向轉(zhuǎn)波計算方法，這樣的計算方式能夠有效減少梯形控制定位工作需要的時間；同時，該計算方法針對負(fù)載轉(zhuǎn)矩和非初始速度的變化進(jìn)行很好的控制。其次，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中包含函數(shù)估計器，而估計器具有抗噪聲影響的能力，并具有一致性的特點，進(jìn)而能夠在處理信號、識別模式以及控制電氣傳動等方面發(fā)揮出重要作用。此外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中含有多個并行輸入的傳感器，能夠使其在條件的限制下提高監(jiān)控角色的可行性和可靠性，并使其在診斷系統(tǒng)運行中發(fā)揮出可靠性作用。運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，需要利用反向傳播技術(shù)對隱藏節(jié)點、激勵函數(shù)以及隱藏層進(jìn)行全方位的測試，從而使其配置達(dá)到最優(yōu)化。同時，提升神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在電氣工程控制系統(tǒng)中的運行速度，一般需要使用反向傳播方法優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)權(quán)重，從根本上保證神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運行（黃軍.初探智能化技術(shù)在電氣工程自動化控制中的應(yīng)用[J].信息與電腦(理論版),2016(07):110-111）。

3.2 優(yōu)化電氣設(shè)備的設(shè)計

電氣設(shè)備的質(zhì)量和性能直接影響電氣工程中控制系統(tǒng)的運行安全和運行質(zhì)量，性能優(yōu)良的電氣設(shè)備能夠保證電氣工程控制系統(tǒng)有效開展工作。但是，電氣設(shè)備的設(shè)計工作繁瑣、復(fù)雜，對設(shè)計人員要求較高，需要設(shè)計人員掌握很多學(xué)科知識和專業(yè)知識，并需要其擁有豐富的工作經(jīng)驗。傳統(tǒng)的電氣設(shè)備設(shè)計工作中，主要是通過設(shè)計人員的不斷試驗、調(diào)試以及工作經(jīng)驗結(jié)合，設(shè)計的電氣設(shè)備性能相對完善。但是，這樣的設(shè)計方法對于更為復(fù)雜的電氣設(shè)備則無法考慮更全面的情況，導(dǎo)致設(shè)計方案與技術(shù)要要求相差較多，并且在修改電氣設(shè)備性能方面存在很大難度。利用智能化進(jìn)行電氣設(shè)備設(shè)計，主要是利用計算機輔助軟件結(jié)合CAD技術(shù)，通過智能化遺傳計算方法達(dá)到設(shè)計要求，從而順利完成電氣設(shè)備設(shè)計工作。這樣不僅可以減少電氣設(shè)備設(shè)計工作需要的時間，還能夠提高電氣設(shè)備的設(shè)計質(zhì)量和性能，優(yōu)化傳統(tǒng)電氣設(shè)備設(shè)計工作的不足，使電氣設(shè)備具有先進(jìn)性和實用性（張永,崔明洋,李昕.智能化技術(shù)在電氣工程自動化控制中的應(yīng)用分析[J].科技傳播,2016,8(02):56-57）。

3.3 故障診斷中應(yīng)用智能化技術(shù)

電氣工程控制系統(tǒng)的運行過程中，其中的電氣設(shè)備難免會出現(xiàn)故障，而在出現(xiàn)故障之前會有一些異常異?，F(xiàn)象顯示出發(fā)生故障的可能性、故障的具體位置等，利用智能化技術(shù)能夠全面監(jiān)控和診斷電氣設(shè)備的運行狀態(tài)，進(jìn)而分析收集的數(shù)據(jù)信息，判斷故障的可能性以及位置等信息，并將信息反饋回主系統(tǒng)，提醒工作人員及時進(jìn)行檢修，從而減少電氣工程控制系統(tǒng)故障發(fā)生率，促使控制系統(tǒng)正常運行，為其運行的效率和質(zhì)量提供保障。例如：智能化技術(shù)診斷變壓器的運行狀態(tài)。變壓器在電氣設(shè)備中占據(jù)重要地位，對電氣工程整體的運行都有著重要意義，工作人員非常關(guān)心其運行狀態(tài)，需要不定期的對變壓器進(jìn)行維護(hù)和檢修，使其保持正常的運行狀態(tài)。但是，即便是不定期的檢修和維護(hù)也很難保證變壓器始終處于正常運行狀態(tài)，很難避免變壓器出現(xiàn)故障，最好的方法是利用智能化技術(shù)隨時監(jiān)測變壓器的運行狀態(tài)，開展變壓器故障診斷工作，提高變壓器檢修和維護(hù)工作效率；同時，智能化技術(shù)能夠快速診斷出變壓器的故障位置，有利于工作人員在最短的時間內(nèi)解決變壓器故障，減少變壓器故障對電氣工程運行的影響。智能化技術(shù)監(jiān)測和診斷變壓器故障，主要是通過分析變壓器中滲漏油現(xiàn)象分解出來的氣體，從而確定變壓器可能出現(xiàn)故障的范圍，而后利用排查法逐漸縮小故障范圍，進(jìn)而對引起變壓器故障的位置進(jìn)行檢查和維修，使變壓器正常運行（徐振然.智能化技術(shù)在電氣工程自動化控制中的應(yīng)用探討[J].電子技術(shù)與軟件工程,2015(21):164-165）。

3.4 PLC系統(tǒng)的應(yīng)用

PLC技術(shù)主要是應(yīng)用在電氣工程控制系統(tǒng)的輔助系統(tǒng)中。PLC技術(shù)可以實現(xiàn)電氣工程工藝流程的整體控制，對企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營有著重要作用。如，我國電力行業(yè)的輸煤系統(tǒng)中，其整體的工藝流程由輔助系統(tǒng)、上媒、儲媒以及配煤構(gòu)成。PLC和人機接口共同組成輸煤系統(tǒng)的主站層，自動控制輔助系統(tǒng)的運行，并與控制室的人工操作內(nèi)容相結(jié)合，大幅度地提高輸煤系統(tǒng)的工作效率。同時，在PLC的輸煤系統(tǒng)中，工作現(xiàn)場傳感器與其遠(yuǎn)程工作站實現(xiàn)交互工作，實現(xiàn)顯示屏的遠(yuǎn)距離操作以及監(jiān)視，進(jìn)而減少輸煤系統(tǒng)中的人工工作內(nèi)容，提高其運行速度（張雪,馬青強,高健.智能化技術(shù)在電氣工程自動化控制中的具體應(yīng)用探析[J].科技展望,2015,25(05):94）。此外，PLC技術(shù)可以通過以PLC為基礎(chǔ)的軟繼電器替換傳統(tǒng)的實物元器件，促使運行系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動閉合，從而提高整體運行的安全性，并提高其運行效率和質(zhì)量。

4 總結(jié)

本文主要就智能化技術(shù)在電氣工程控制中的應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)方面的分析和探討，通過本文的研究，了解到，將智能化技術(shù)應(yīng)用在電氣工程控制系統(tǒng)中，具體將其應(yīng)用在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、電氣設(shè)備的設(shè)計、故障診斷以及應(yīng)用PLC系統(tǒng)等方面，既加強控制系統(tǒng)的性能，有為其運行安全性和可靠性提供基礎(chǔ)。同時，在電氣工程控制系統(tǒng)中應(yīng)用智能化技術(shù)，能夠有效控制電氣工程的運行成本，并提升其控制效果，進(jìn)而促進(jìn)電氣工程的整體發(fā)展和運行，同時也實現(xiàn)社會的發(fā)展與進(jìn)步。