電氣工程自動(dòng)化控制中智能化技術(shù)

文/單志成，湖南聚源電力勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司

1 引言

隨著電氣行業(yè)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的電氣工程自動(dòng)化控制技術(shù)的弊端不斷凸顯出來(lái)，自動(dòng)化技術(shù)效率低下，耗費(fèi)巨大的人力物力和時(shí)間，精確度不高等等，已經(jīng)逐漸不能夠適應(yīng)時(shí)代的需要，不利于推動(dòng)電氣行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。作為新時(shí)期下的自動(dòng)化控制技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)等科學(xué)技術(shù)進(jìn)行人工智能，智能化技術(shù)不僅節(jié)約了人工成本，大大提高了自動(dòng)化控制的效率，并且精確度非常高，有力的推動(dòng)了電氣工程的發(fā)展，隨著其應(yīng)用技術(shù)的不斷成熟，發(fā)展前景將十分廣闊。

2 智能化技術(shù)概述

智能化技術(shù)是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展某一領(lǐng)域在整合信息技術(shù)、行業(yè)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能化控制技術(shù)后，綜合應(yīng)用到控制系統(tǒng)以及其它系統(tǒng)上的一項(xiàng)技術(shù)，涉及的學(xué)科較為廣泛，如信息化、控制學(xué)、機(jī)械工程學(xué)等，綜合性極強(qiáng)。電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)中應(yīng)用智能化技術(shù)，是對(duì)傳統(tǒng)控制模式的突破，優(yōu)化了電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)整個(gè)工作流程，使電氣工程控制更加高效、便捷、智能，對(duì)于電氣工程運(yùn)行管理效率的提升有著十分積極的影響。

3 智能化技術(shù)應(yīng)用于電氣工程自動(dòng)化控制的優(yōu)勢(shì)

3.1 可實(shí)現(xiàn)無(wú)人化操作，節(jié)約人工成本

智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以通過(guò)魯棒性變化情況對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行靈活的調(diào)節(jié)，所有無(wú)需人力資源實(shí)時(shí)了解系統(tǒng)的情況，減少了人工操作量，提高了系統(tǒng)的工作效率，而且也避免了人為失誤導(dǎo)致的問(wèn)題與風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，自動(dòng)化智能控制受外界環(huán)境因素的影響較小，有效的提升了系統(tǒng)控制與運(yùn)行的穩(wěn)定性?？刂迫藛T直接在操作中心操作調(diào)度臺(tái)即可以對(duì)控制系統(tǒng)的控制情況進(jìn)行監(jiān)督，控制現(xiàn)場(chǎng)可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的無(wú)人看守，從而徹底改變了傳統(tǒng)電氣工程控制模式。

3.2 精確度高，誤差小

將智能化技術(shù)應(yīng)用于電氣工程自動(dòng)化控制中，能夠在極大的程度上提高電氣工程自動(dòng)化控制的精確度，減小誤差。傳統(tǒng)的電氣工程自動(dòng)化過(guò)程中，不能對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，具有很大的不確定性，因此控制工作難度比較大；雖然用心認(rèn)真控制，但精度不能得到有效提升，容易出現(xiàn)較大的誤差。而應(yīng)用智能化技術(shù)，它們都有誤差小、精確度高等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效提高工作效率和產(chǎn)品的質(zhì)量，促進(jìn)電氣工程自動(dòng)化控制的效果。

3.3 無(wú)需建立控制模型

傳統(tǒng)的電氣工程自動(dòng)化控制需要建立控制模型來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中控制對(duì)象往往會(huì)不斷發(fā)生變化，導(dǎo)致工作人員不能夠利用控制器進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，使測(cè)量的結(jié)果不夠準(zhǔn)確，因此在建立控制模型的過(guò)程中參數(shù)的變化會(huì)造成模型的不確定性。而應(yīng)用智能化技術(shù)，技術(shù)人員可以隨時(shí)監(jiān)測(cè)控制對(duì)象的各種變化，并且及時(shí)做出調(diào)整處理，無(wú)需建立控制模型，不僅能夠節(jié)約時(shí)間和人力物力，還增加控制的準(zhǔn)確性，加強(qiáng)控制效果。

4 智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的設(shè)計(jì)

4.1 集中監(jiān)控設(shè)計(jì)

所謂集中監(jiān)控是智能化技術(shù)當(dāng)中的一個(gè)重要組成部分，將這種思路應(yīng)用在電氣工程自動(dòng)化控制過(guò)程中，能夠發(fā)揮出巨大的作用。首先，集中監(jiān)控因?yàn)槭艿綏l件的限制較少，所以在具體的運(yùn)營(yíng)維護(hù)過(guò)程中操作簡(jiǎn)單。重要的是集中監(jiān)控的方式設(shè)計(jì)也比較簡(jiǎn)單，可以免除一些不必要的設(shè)計(jì)理念和繁瑣的步驟。集中監(jiān)控在具體運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中可以體現(xiàn)出集中管理的理念，能夠有效的通過(guò)一個(gè)處理器，對(duì)于系統(tǒng)當(dāng)中的所有改革部分功能的目標(biāo)進(jìn)行處理。但這種設(shè)計(jì)理念存在著一定的弊端，就是會(huì)加大處理器的負(fù)荷，可能會(huì)導(dǎo)致處理器出現(xiàn)運(yùn)算減速的情況。

4.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控式設(shè)計(jì)

遠(yuǎn)程監(jiān)控是設(shè)計(jì)的最大優(yōu)勢(shì)是可以減少電力資源傳輸?shù)倪^(guò)程中對(duì)于電纜數(shù)量的要求，遠(yuǎn)程監(jiān)控視系統(tǒng)在實(shí)際安裝過(guò)程中也十分簡(jiǎn)單，可以在一定程度上降低安裝費(fèi)用。而且這項(xiàng)技術(shù)在進(jìn)行智能化控制過(guò)程中，與集中式監(jiān)控進(jìn)行比較，其可靠性能得到大大的改善。但同樣也存在一定的局限性，因存在較多的限制因素，所以會(huì)導(dǎo)致通信速度大大降低。所以遠(yuǎn)程是監(jiān)控智能化系統(tǒng)，應(yīng)用在小型電氣工程當(dāng)中較為實(shí)用。

4.3 現(xiàn)場(chǎng)總線式設(shè)計(jì)

現(xiàn)場(chǎng)總線智能控制系統(tǒng)是一個(gè)具有很強(qiáng)針對(duì)性的控制系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)具體項(xiàng)目的實(shí)際間隔和功能進(jìn)行設(shè)計(jì)?，F(xiàn)場(chǎng)總線和智能控制系統(tǒng)可以大大減少隔離設(shè)備，它可以減少模擬柜量端子柜的數(shù)量，有效減少電纜的使用，從而降低投資成本。

5 智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的具體應(yīng)用

5.1 控制器的應(yīng)用

智能化控制系統(tǒng)使用的是智能化控制器，這種控制器的智能水平相對(duì)較高，可以直接對(duì)其進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，在控制過(guò)程中按照設(shè)計(jì)內(nèi)容發(fā)揮作用。與傳統(tǒng)控制器進(jìn)行對(duì)比，智能化控制器省去了設(shè)計(jì)控制模型的環(huán)節(jié)，提升了設(shè)備的應(yīng)用效率，而且在控制過(guò)程中遇到復(fù)雜的情況也可以精準(zhǔn)的對(duì)控制對(duì)象執(zhí)行控制命令，也是對(duì)控制精準(zhǔn)性的提升。在具體應(yīng)用過(guò)程中，智能化控制器的魯棒性具有動(dòng)態(tài)性的特征，在控制器響應(yīng)以及下降過(guò)程中，可以對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，時(shí)刻保障控制系統(tǒng)處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)，應(yīng)用智能化控制器可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化調(diào)節(jié)，根據(jù)所掌握的電氣設(shè)備情況，及時(shí)進(jìn)行設(shè)備參數(shù)調(diào)整，減少電氣工程發(fā)生問(wèn)題的次數(shù)，使工程運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性大大提升。此外，控制系統(tǒng)面對(duì)的控制對(duì)象存在一定的差異性，單純的按照統(tǒng)一的控制會(huì)導(dǎo)致控制效果不理想，智能化控制器具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，可以結(jié)合系統(tǒng)所掌握的情況對(duì)電氣工程進(jìn)行把控，調(diào)整相關(guān)參數(shù)，使工程持續(xù)處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。

5.2 在PLC中的應(yīng)用

智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，一部分得益于PLC控制系統(tǒng)發(fā)揮的作用，PLC是當(dāng)前電氣工程中廣泛應(yīng)用的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，而且智能化水平高，為智能化技術(shù)的深入應(yīng)用提供了條件。PLC控制系統(tǒng)是一款具備邏輯編程功能的控制器，能夠精準(zhǔn)的進(jìn)行目標(biāo)控制，在電氣工程中的應(yīng)用，可以對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行順序控制、開(kāi)關(guān)控制，但是傳統(tǒng)的應(yīng)用中，這項(xiàng)系統(tǒng)的智能化水平并不突出，導(dǎo)致諸多功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)。而實(shí)現(xiàn)智能化技術(shù)與PLC系統(tǒng)的結(jié)合，PLC的控制功能得到了強(qiáng)化，可以基于電氣工程的運(yùn)行情況，對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行智能化調(diào)節(jié)，保障設(shè)備運(yùn)行效益得到最大發(fā)揮。另外，現(xiàn)階段，為了更好的監(jiān)控電氣工程的運(yùn)行情況，控制電氣工程運(yùn)行的穩(wěn)定性。PLC控制系統(tǒng)借助遠(yuǎn)程I/O站，并與電氣系統(tǒng)監(jiān)控相連接，可以實(shí)現(xiàn)電氣工程運(yùn)行信息的快速傳遞，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，可以第一時(shí)間預(yù)警，引起控制人員的重視，快速的解決問(wèn)題，保障系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

5.3 模糊邏輯的應(yīng)用

模糊邏輯在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用對(duì)優(yōu)化自動(dòng)化控制效果有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。近年來(lái)，隨著自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展與控制水平的提升，模糊邏輯有了廣泛的應(yīng)用，但是要想其發(fā)揮出作用，應(yīng)充分了解模糊邏輯的功能，保障其功能發(fā)揮。通常情況下，模糊控制設(shè)備的應(yīng)用代替了傳統(tǒng)的PID控制器，主要對(duì)電氣工程S型與M型設(shè)備進(jìn)行控制。例如，在控制M型設(shè)備過(guò)程中，主要應(yīng)用到反模糊化、知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)等功能，實(shí)現(xiàn)功能之間的協(xié)調(diào)與作用發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的精準(zhǔn)控制。模糊邏輯與自動(dòng)化控制系統(tǒng)的結(jié)合，是對(duì)兩種技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，能夠有效提升控制系統(tǒng)水平；再配合CAD技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)可以根據(jù)電氣工程特征，設(shè)計(jì)完整的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，從而縮短制造產(chǎn)品的時(shí)間，而且使更多新的智能化技術(shù)在自動(dòng)化控制中實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用，例如遺傳算法這種先進(jìn)的計(jì)算方法，其應(yīng)用后優(yōu)化了控制目標(biāo)，有效的提升了控制效果。

5.4 故障診斷應(yīng)用

智能技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的一個(gè)重要應(yīng)用就是故障診斷。首先，我們需要明確的是，自動(dòng)控制系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的系統(tǒng)，所以在具體的操作過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)各種意料之外則以外的故障，那么通過(guò)人力進(jìn)行檢查就很難在短時(shí)間之內(nèi)尋找到故障出現(xiàn)的具體部位和原因，無(wú)法有效迅速排除故障，會(huì)在很大程度上影響電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行。通過(guò)智能化技術(shù)的應(yīng)用，可有效的對(duì)于機(jī)械之間的相關(guān)器件進(jìn)行控制，就能夠進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)，時(shí)刻記錄機(jī)械在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中的具體數(shù)據(jù)，如果系統(tǒng)存在有故障，就很容易進(jìn)行排查，使相關(guān)檢修人員了解到某一個(gè)環(huán)節(jié)的問(wèn)題，大大的減輕了進(jìn)行系統(tǒng)排查的工作量，也減少了系統(tǒng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。

6 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的今天，智能化技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè)之中，智能化技術(shù)應(yīng)用于電氣工程自動(dòng)化控制亦是今后必然的發(fā)展趨勢(shì)。智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)中科學(xué)合理的利用，不僅能夠?yàn)樵撓到y(tǒng)的運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性提供有效保障，而且還能夠促使其整個(gè)工作效率和質(zhì)量得到有效提升。在保證降低故障發(fā)生率的同時(shí)，能夠結(jié)合故障的發(fā)生原因，對(duì)其提出有針對(duì)性的處理措施，推動(dòng)智能化技術(shù)的穩(wěn)定發(fā)展。