智能化技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化中的應(yīng)用

殳陳飛

上海朗脈智能控制技術(shù)有限公司 上海 201100

我國經(jīng)濟(jì)在近三十來飛速發(fā)展，支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展重要的一個(gè)原因就是科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展。在“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”的指引下，我國的科學(xué)技術(shù)從一窮二白到現(xiàn)在眾多領(lǐng)域的自主創(chuàng)新，以高鐵技術(shù)、航天技術(shù)、核電技術(shù)為代表的高新技術(shù)達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。

1 智能化技術(shù)的概念與優(yōu)勢

智能化技術(shù)是當(dāng)今世界的一種先進(jìn)的新型技術(shù)，它一般通過計(jì)算機(jī)體現(xiàn)也即人工智能。它主要由計(jì)算機(jī)技術(shù)、精密傳感技術(shù)、定位技術(shù)等技術(shù)組成的綜合應(yīng)用。智能化技術(shù)概念提出于上世紀(jì)50年代。隨著科學(xué)家在在智能化領(lǐng)域不斷進(jìn)行的探索，智能化技術(shù)現(xiàn)今日趨成熟，相關(guān)具體實(shí)踐已經(jīng)逐步覆蓋了大多數(shù)學(xué)科與領(lǐng)域，如電氣工程及其自動(dòng)化、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)和控制學(xué)等。智能化技術(shù)可一定狀況下模擬人類的思維，自主地控制與操作相關(guān)工作。具體來講，智能化技術(shù)就是對機(jī)器進(jìn)行智能化改造，用機(jī)器代替人類獨(dú)立自主地完成那些人類難以勝任的高難度、高風(fēng)險(xiǎn)與高精確度的工作。智能化技術(shù)優(yōu)勢主要表現(xiàn)在：能大大改善操作者的工作環(huán)境，減輕其工作強(qiáng)度，提高工作效率與質(zhì)量、一些危險(xiǎn)領(lǐng)域或重點(diǎn)施工得到解決與保障、環(huán)保，節(jié)能、提高了機(jī)器的自動(dòng)化水平、提高了設(shè)備的可靠性，降低了運(yùn)行與維護(hù)成本、設(shè)備的故障診斷實(shí)現(xiàn)了智能化等[1]。

2 智能化技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用的理論基礎(chǔ)

在電氣工程中，智能化技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用得很好。正是這種技術(shù)的應(yīng)用，才使得電氣工程中很多難度較高的任務(wù)迎刃而解，提高了工作精度和效率。智能化技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)中比較高端的技術(shù)，綜合了很多方面的前沿技術(shù)，可以降低工作人員的工作強(qiáng)度，降低設(shè)備維護(hù)的成本和人力成本，在電氣工程中已經(jīng)占據(jù)了重要位置。

3 電氣工程及其自動(dòng)化智能化技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢

智能化技術(shù)脫胎于人工智能技術(shù)。在一些較為危險(xiǎn)和難度較高的作業(yè)中，人力很難做到，這就需要人工智能去做，這樣慢慢發(fā)展，智能化技術(shù)漸漸成熟，并且有自己獨(dú)特的優(yōu)勢。

3.1 簡單化

智能化技術(shù)應(yīng)用過程中，可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行較為特殊而簡單的處理。不僅如此，智能化技術(shù)還可以進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析應(yīng)用。系統(tǒng)中輸入的數(shù)據(jù)和信息，在經(jīng)過智能化技術(shù)控制解碼之后，可以準(zhǔn)確掌握其中的內(nèi)容。在智能技術(shù)運(yùn)用過程中，計(jì)算也較為精準(zhǔn)，還有遠(yuǎn)程控制功能，整體操作起來更為簡單。

3.2 無人化

智能技術(shù)最大的一個(gè)優(yōu)勢就是無人化。智能技術(shù)的應(yīng)用，可以減少人力資本的投入，只需要人去控制系統(tǒng)調(diào)試和參數(shù)調(diào)整等工作即可，其他的可以在智能化的操作下自動(dòng)進(jìn)行。這樣自動(dòng)的控制，勞動(dòng)力可以去做其他的事情，或者減少勞動(dòng)力的投入[2]。

3.3 降低建模難度

毫無疑問，智能技術(shù)的應(yīng)用使得系統(tǒng)效率得到提升，而且系統(tǒng)運(yùn)行起來也更加安全。在面對很多較為復(fù)雜的數(shù)據(jù)和方程式時(shí)，也可以省去建模的步驟，將運(yùn)算難度和步驟進(jìn)一步簡化，將整體的工作效率提升不少。

3.4 提高工作準(zhǔn)確性

在使用老舊傳統(tǒng)的控制器進(jìn)行的控制工作，需要操作者準(zhǔn)確掌握并明確內(nèi)部的變化軌跡，同時(shí)還需應(yīng)對存在的多種無法預(yù)料的狀況，并合理控制這些因素。否則，嚴(yán)重導(dǎo)致操控工作的準(zhǔn)確性，降低工作的效率。應(yīng)用智能化技術(shù)的電氣工程及其自動(dòng)化已提前進(jìn)行了各狀況發(fā)生的模型設(shè)計(jì)，因此，從根本上避免了難以掌控的狀況的發(fā)生，進(jìn)而提高了電氣工程及其自動(dòng)化工作的準(zhǔn)確性。

3.5 調(diào)控方便

根據(jù)智能化技術(shù)的要求，需要電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)做出一定程度的調(diào)整，方能實(shí)現(xiàn)智能化技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化中的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。諸如：操作工序變化的確定，對操作時(shí)間的響應(yīng)與自動(dòng)化系統(tǒng)程度，對操作系統(tǒng)的自動(dòng)化調(diào)節(jié)。因此，智能化技術(shù)能規(guī)范并簡化調(diào)控，使電氣工程及其自動(dòng)化調(diào)控更加方便，使設(shè)備工作效率與工作質(zhì)量得到提高，自動(dòng)化調(diào)控水平得到保證，電氣工程自動(dòng)化調(diào)節(jié)效果進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了最大化。在智能化技術(shù)的要求下，電氣工程及其自動(dòng)化可以很好地保證電氣設(shè)備工作效率的提高，自動(dòng)化控制得以確保。與此同時(shí)，電氣工程及其自動(dòng)化遠(yuǎn)距離的自動(dòng)調(diào)控過程也得以加強(qiáng)，真正的實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程無人自動(dòng)操控管理[3]。

3.6 數(shù)據(jù)處理的一致性

智能化技術(shù)要求下的電氣工程及其自動(dòng)化所有輸入的數(shù)據(jù)必須進(jìn)行正規(guī)化處理，并且這些數(shù)據(jù)能快速準(zhǔn)確地反映所有存在的環(huán)節(jié)。電氣工程及其自動(dòng)化中的被控元素大都具有較強(qiáng)的可變性，這種強(qiáng)可變性會嚴(yán)重影響處理器的判斷。同時(shí)電氣工程及其自動(dòng)化中被控對象數(shù)量龐大，因此，電氣工程及其自動(dòng)化必須引進(jìn)智能化技術(shù)，運(yùn)用智能化技術(shù)對數(shù)據(jù)處理的一致性的特性解決自動(dòng)化控制存在的問題。

4 電氣工程自動(dòng)化智能技術(shù)的具體應(yīng)用

隨著科技的不斷發(fā)展，智能化技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化過程中有更為廣泛的應(yīng)用。在技術(shù)引導(dǎo)型的企業(yè)中，已經(jīng)離不開智能化技術(shù)的運(yùn)用。

4.1 在自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

一般的電氣工程和自動(dòng)化過程有很大的局限性和劣勢。這種劣勢主要體現(xiàn)在操控系統(tǒng)的時(shí)候不能做其他工作。智能化技術(shù)的應(yīng)用就可以很好解決這個(gè)問題，這也使得很多工人不用只做一件事，因?yàn)橹悄芑夹g(shù)下電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)可以在沒有人力干預(yù)的情況下穩(wěn)定完成大部分工作。在電氣自動(dòng)化控制中，可以采取遠(yuǎn)程控制的智能化應(yīng)用方式，這樣還可以擺脫空間的限制，真正使自動(dòng)化控制做到了隨時(shí)隨地。電氣工程目前的智能化應(yīng)用已經(jīng)趨于成熟，下一步應(yīng)該在很多行業(yè)應(yīng)用這項(xiàng)劃時(shí)代的技術(shù)，促進(jìn)我們國家各行各業(yè)的快速發(fā)展。

4.2 在故障診斷中的應(yīng)用

只要是電氣設(shè)備，在運(yùn)行過程中肯定會出現(xiàn)一些問題和故障。這些故障大多由于設(shè)備運(yùn)行時(shí)間過長、溫濕度變化等原因?qū)е?。為了保證這些自動(dòng)化設(shè)備可以正常運(yùn)行，故障的發(fā)現(xiàn)和快速排查很重要。在智能化技術(shù)沒有應(yīng)用之前，故障的診斷和維修是由電氣企業(yè)員工完成，但這樣的診斷和維修費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還會對維修人員的技術(shù)水平有很高的要求。在維修時(shí)，技術(shù)必須到位，要不然會對設(shè)備造成危害。在智能化技術(shù)應(yīng)用之后，就不需要員工去進(jìn)行檢查和維修，只需要設(shè)定好檢測程序，智能技術(shù)就可以每天按照設(shè)定好的程序?qū)C(jī)器設(shè)備進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)故障之后還可以進(jìn)行提示和預(yù)警，在人員進(jìn)行維修時(shí)，還可以根據(jù)故障情況找出故障原因，并給出解決方法和維修所需技術(shù)和工具。在解決好故障之后，還會形成報(bào)告，以防出現(xiàn)下一次類似的故障。并且每一次的故障都會被記錄，形成報(bào)告，這樣積累起來會使得故障越來越少，機(jī)器設(shè)備運(yùn)行得更好[4]。

4.3 在優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

電氣工程的自動(dòng)化應(yīng)用過程中，可以實(shí)現(xiàn)更為重要的作用。本身的自動(dòng)化系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的更新?lián)Q代，幫助設(shè)計(jì)人員對電氣設(shè)備進(jìn)行了進(jìn)一步設(shè)計(jì)。這是電氣工程和電氣設(shè)備得以發(fā)展的重要途徑，也是安全穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)電氣工程運(yùn)行的重要保障。而智能化的運(yùn)用，在優(yōu)化設(shè)計(jì)中起到了更為重要的作用，這就對電氣企業(yè)的設(shè)計(jì)人員提供了更高要求和更多幫助。所技術(shù)設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)有豐富的技術(shù)知識，要利用好智能化技術(shù)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，做好電氣設(shè)備符合智能化的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。在設(shè)計(jì)過程中，智能化技術(shù)可以找出設(shè)計(jì)中的不足之處，并給出改進(jìn)措施，保證進(jìn)行電氣設(shè)備設(shè)計(jì)的時(shí)候滿足功能性。除了目前的這些應(yīng)用場景，未來智能化技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化中的應(yīng)用場景會越來越多，并且會朝著高精度、高效率的方向發(fā)展，所用的處理芯片也會性能更強(qiáng)，同時(shí)兼具模塊化特點(diǎn)，便于拆卸和維修，在更大的應(yīng)用范圍內(nèi)發(fā)揮更大的價(jià)值。

5 應(yīng)用PLC技術(shù)

什么是PLC技術(shù)，指的是可編程邏輯控制器，這是一個(gè)以微處理器為核心的數(shù)字運(yùn)算操作的系統(tǒng)的裝置。現(xiàn)階段，PLC技術(shù)被廣泛的運(yùn)用在工業(yè)生產(chǎn)中，運(yùn)用可編程邏輯控制器這項(xiàng)技術(shù)，可以進(jìn)行理解運(yùn)算、順序控制、算數(shù)運(yùn)算這些指令性操作。目前，PLC技術(shù)已經(jīng)在電氣工程中廣泛的運(yùn)用著，從前的電氣控制器已經(jīng)被淘汰，只有那些可以保障電氣工程的正常運(yùn)行和提高運(yùn)作系統(tǒng)穩(wěn)定性的技術(shù)還保留著。PLC技術(shù)在電氣生產(chǎn)中的協(xié)調(diào)方面具有巨大優(yōu)勢，可以提高電力生產(chǎn)的效率，在自動(dòng)化的廣泛運(yùn)用下，控制的有效性得到提高，也是為電氣工程的發(fā)展提供推動(dòng)力。

6 結(jié)語

我國經(jīng)濟(jì)現(xiàn)在處于中高速發(fā)展階段，眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，智能化技術(shù)作為所有高技術(shù)中相當(dāng)璀璨的一顆星，未來肯定有更多場景下的應(yīng)用。而且這種智能化技術(shù)會朝向更精準(zhǔn)、更復(fù)雜的方向發(fā)展，構(gòu)建起更大的體系結(jié)構(gòu)。這樣的發(fā)展趨勢，可以使電氣工程及其自動(dòng)化領(lǐng)域更大程度地減少人力投入，將傳統(tǒng)體力勞動(dòng)變?yōu)槟X力勞動(dòng)，提升整個(gè)行業(yè)和市場的競爭力。