分析電氣自動(dòng)控制工程中的智能化技術(shù)運(yùn)用

劉斌

摘要：電氣自動(dòng)控制工程中，不僅作業(yè)效率提高，而且生產(chǎn)質(zhì)量提高，成為降本增效的有效途徑。本文首先指出智能化技術(shù)在電氣自動(dòng)控制工程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，然后介紹了具體運(yùn)用情況，最后結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：電氣工程;自動(dòng)控制;智能化技術(shù);優(yōu)勢(shì);運(yùn)用

電子自動(dòng)控制技術(shù)，是將電子電氣技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合在一起，新形勢(shì)下，傳統(tǒng)的自動(dòng)控制技術(shù)不再適應(yīng)發(fā)展需求，必須創(chuàng)新工藝和技術(shù)。智能化技術(shù)則是網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)、傳感、定位等技術(shù)的集合，將其應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中，既能減輕工作強(qiáng)度，又能提高效率和質(zhì)量[1]。以下結(jié)合實(shí)踐，探討了智能化技術(shù)在電子自動(dòng)控制工程中的應(yīng)用。

1.智能化技術(shù)在電氣自動(dòng)控制工程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1 實(shí)現(xiàn)無人控制

在電氣自動(dòng)控制工程中，應(yīng)用智能化技術(shù)能實(shí)現(xiàn)無人控制。實(shí)際應(yīng)用中，智能化技術(shù)基于魯棒性變化原理，以響應(yīng)實(shí)踐為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，旨在提高生產(chǎn)效率，確保生產(chǎn)精度。此外，智能化技術(shù)的應(yīng)用，能對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并根據(jù)生產(chǎn)需求發(fā)出操作指令;在遠(yuǎn)距離范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)，為遠(yuǎn)程控制的研發(fā)應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1.2 簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

傳統(tǒng)電氣工程中，由于控制是一個(gè)復(fù)雜、動(dòng)態(tài)的過程，為了保證實(shí)際運(yùn)行的安全性、有效性，必須在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)加大人力和物力投入，一定程度上提高了生產(chǎn)作業(yè)成本。相比之下，智能化技術(shù)的應(yīng)用，可以簡(jiǎn)化或省略模型設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，通過模擬系統(tǒng)的運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)存在的問題和不足，并提出改進(jìn)意見和措施。

1.3 優(yōu)化數(shù)據(jù)處理

電子工程中，設(shè)計(jì)大量的數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)的處理是一個(gè)重要環(huán)節(jié)[2]。傳統(tǒng)人工手動(dòng)處理模式，不僅效率低下，而且容易出現(xiàn)人為失誤。而智能化技術(shù)的應(yīng)用，可以提高數(shù)據(jù)處理效率和精準(zhǔn)度。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，控制對(duì)象復(fù)雜多樣，系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行期間變化性強(qiáng)，難以實(shí)現(xiàn)全面控制。應(yīng)用智能化技術(shù)，可對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的全過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，減少檢修工作量。

2.電氣自動(dòng)控制工程中智能化技術(shù)的具體運(yùn)用

2.1 系統(tǒng)智能控制

電氣系統(tǒng)中，由于環(huán)節(jié)和程序復(fù)雜，采用傳統(tǒng)的控制技術(shù)，難以保證對(duì)所有設(shè)備、所有程序、所有對(duì)象進(jìn)行控制，繼而影響電氣系統(tǒng)的運(yùn)行。智能化技術(shù)的應(yīng)用，可采用模糊控制、專家控制、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制等手段，在各個(gè)設(shè)備和程序中建立起關(guān)系，整個(gè)系統(tǒng)變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)全面控制的目標(biāo)。在智能化技術(shù)中，不同技術(shù)具有不同作用，其中模糊控制和專家控制，主要用在子系統(tǒng)調(diào)節(jié)、原參數(shù)修復(fù)、信號(hào)識(shí)別處理等方面。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制，則是利用反向算法，保證各項(xiàng)指令程序準(zhǔn)確順利運(yùn)行。

2.2 改進(jìn)電氣設(shè)計(jì)

電氣系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，和前期設(shè)計(jì)密切相關(guān)，設(shè)計(jì)方案不合理，后期控制效果就不佳。站在設(shè)計(jì)人員的角度，其一要扎實(shí)掌握機(jī)電專業(yè)的知識(shí)，其二要熟悉電路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，其三要具有豐富的工程經(jīng)驗(yàn)。由此可見，對(duì)于設(shè)計(jì)人員提出了較高要求。智能化技術(shù)的應(yīng)用，不僅降低了設(shè)計(jì)工作難度，而且提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量。將CAD軟件、計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，還能將二維圖紙立體化呈現(xiàn)，進(jìn)行專業(yè)碰撞、參數(shù)復(fù)核，從而發(fā)現(xiàn)問題、改進(jìn)設(shè)計(jì)，避免施工期間變更返工，為現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)和管理工作打下基礎(chǔ)[3]。

2.3 采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

在電氣自動(dòng)控制工程中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是智能化技術(shù)的一個(gè)重要應(yīng)用方向。根據(jù)分工、動(dòng)態(tài)參數(shù)的不同，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要分為兩個(gè)子系統(tǒng)：一是利用電氣系統(tǒng)動(dòng)態(tài)，對(duì)電流進(jìn)行辨別的系統(tǒng);二是利用機(jī)電設(shè)備的參數(shù)，對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行辨別的系統(tǒng)。其一，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的理論基礎(chǔ)是反向轉(zhuǎn)波法，得益于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的前饋性結(jié)構(gòu)，對(duì)交流電機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行診斷時(shí)，可減少定位工作時(shí)間，有利于控制負(fù)載轉(zhuǎn)矩和非初始速度。其二，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中包含函數(shù)估計(jì)器，能有效對(duì)抗噪聲干擾，在信號(hào)的識(shí)別、處理、控制上具有重要作用。其三，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的傳感器數(shù)量多，能提高監(jiān)控角色的可靠性，通過測(cè)試隱藏節(jié)點(diǎn)、隱藏層、激勵(lì)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)配置的最優(yōu)化。

2.4 解除故障問題

電氣系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，也會(huì)發(fā)生一些故障問題。為了降低故障率，提高系統(tǒng)的安全性、可靠性，一般會(huì)在運(yùn)行前檢查各種設(shè)備，消除故障隱患[4]。以變壓器為例，作為電氣工程的關(guān)鍵部位，傳統(tǒng)檢查工作依靠工作人員的經(jīng)驗(yàn)，并輔助利用一些檢測(cè)設(shè)備，不僅效率低，而且會(huì)出現(xiàn)人為誤差，難以發(fā)現(xiàn)所有問題。智能化技術(shù)的應(yīng)用，基于變壓器的運(yùn)行原理，首先對(duì)變壓器的各個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解，縮小檢查范圍;然后從各個(gè)部分入手，復(fù)核參數(shù)設(shè)計(jì)，及時(shí)排查故障;最后工作人員按照顯示屏上的指示，即可明確故障部位和原因，高效準(zhǔn)確地完成檢修工作、解除故障問題，恢復(fù)電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2.5 BIM技術(shù)應(yīng)用

以暖通空調(diào)系統(tǒng)為例，BIM技術(shù)的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互用和集成，總結(jié)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)如下：①可視化。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)不是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，需要多個(gè)專業(yè)配合，利用BIM技術(shù)可生成三維建筑模型，避免專業(yè)碰撞。②信息化。利用BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)階段可提高效率、降低成本，施工階段可減少資源損耗。③模擬性。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)施工期間，能對(duì)節(jié)能、日照、熱傳導(dǎo)進(jìn)行模擬，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化。

3.工程實(shí)例分析

3.1 工程概況

以某高檔社區(qū)為例，項(xiàng)目占地面積約320畝，建筑面積共計(jì)100萬m2。其中，共計(jì)36棟建筑，建筑層數(shù)在12-36層不等，建筑高度在46m-120m之間。該工程將住宅、別墅、高級(jí)公寓、商業(yè)Block等物業(yè)形態(tài)集為一體，在電氣自動(dòng)控制工程中，應(yīng)用智能家居系統(tǒng)，獲得了良好效果，簡(jiǎn)要介紹如下：

3.2 系統(tǒng)功能

智能家居系統(tǒng)的應(yīng)用，具有以下功能：①可視對(duì)講功能，方便室內(nèi)和室外人員溝通交流。②家居安防報(bào)警功能，能提高居民的安全性。③家電控制功能，控制器分為手動(dòng)控制、遙控、電話遠(yuǎn)程控制等方式，利用手機(jī)等終端，可對(duì)燈光、空調(diào)、電器開關(guān)、電動(dòng)窗簾等進(jìn)行控制。④增值服務(wù)功能，例如：居民可向管理中心發(fā)送報(bào)修信息;管理中心可向住戶發(fā)送便民信息;完成購物、訂餐活動(dòng)等。

3.3 實(shí)際應(yīng)用

第一，減災(zāi)設(shè)計(jì)。智能家居系統(tǒng)的應(yīng)用，首先要保證安全性。減災(zāi)設(shè)計(jì)中，關(guān)鍵是防雷處理，傳統(tǒng)電氣工程使用接閃器，智能化技術(shù)的應(yīng)用，則使用消雷器、放射式避雷針。消防設(shè)計(jì)中，除了配置各種消防設(shè)施，還要實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制，發(fā)揮出探測(cè)器、傳感器的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)滅火、救援、減災(zāi)的效果。

第二，電纜設(shè)計(jì)。電氣系統(tǒng)施工中，離不開電纜敷設(shè)，且實(shí)際作業(yè)中電纜縱橫交錯(cuò)，種類和數(shù)量較多，不僅容易出現(xiàn)誤差，而且線路有功損耗較大。對(duì)于這種情況，應(yīng)用智能化技術(shù)，可以對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，盡量降低線路上的能耗值[5]。在智能家居系統(tǒng)中，低壓配電室靠近豎井，前者為后者提供干線，減少支線順著干線導(dǎo)送的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)。

第三，遠(yuǎn)程監(jiān)控。電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中，在總線上設(shè)置監(jiān)控探測(cè)器，可對(duì)電氣線路、三相電流、溫度、電壓等指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控，經(jīng)互感器、傳感器實(shí)現(xiàn)信號(hào)的采集和處理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、無人值守的效果。

結(jié)語：

綜上所述，在電氣自動(dòng)控制工程中，智能化技術(shù)的應(yīng)用，能實(shí)現(xiàn)無人控制、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、優(yōu)化數(shù)據(jù)處理。文中從系統(tǒng)智能控制、改進(jìn)電氣設(shè)計(jì)、采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、解除故障問題、BIM技術(shù)五個(gè)方面，介紹了智能化技術(shù)的具體運(yùn)用，并結(jié)合工程案例進(jìn)行分析，希望為實(shí)際應(yīng)用提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1] 于浩洋，曹戧，陸星宇.論電氣自動(dòng)控制工程中智能化技術(shù)的運(yùn)用[J].數(shù)字化用戶，2018，24（46）：84.

[2] 向軍.淺析智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電氣技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，2019，（1）：18-20.

[3] 朱永軍.提升電氣自動(dòng)控制可靠性的措施分析[J].科學(xué)與財(cái)富，2019，（5）：41.

[4] 韓立國(guó).關(guān)于電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)功能的思考[J].中國(guó)科技投資，2018，（33）：213.

[5] 李建奇.電氣設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)中的PLC技術(shù)運(yùn)用[J].無線互聯(lián)科技，2018，15（24）：131-132，135.