基于智能化技術(shù)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)

作者簡介：高佳佳（1989—），女，本科，助教，研究方向?yàn)殡姎庾詣?dòng)化。

摘要：隨著當(dāng)前信息技術(shù)的不斷更新，各行各業(yè)都在探究自動(dòng)化智能化的手段與措施，而電氣自動(dòng)化控制在此發(fā)展背景下，對(duì)復(fù)雜控制對(duì)象及問題處理時(shí)，要保障較高的效率及準(zhǔn)確性。而傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化控制存在著技術(shù)上的缺陷，電氣自動(dòng)化控制要主動(dòng)探究進(jìn)行智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案。該文詳細(xì)闡述智能化技術(shù)的應(yīng)用必要性，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式以及電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的具體方法。在智能控制算法對(duì)于電氣設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的基礎(chǔ)上，以智能化管理平臺(tái)的搭建來提高電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用質(zhì)量及應(yīng)用效率。在精確對(duì)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行診斷、對(duì)電氣故障進(jìn)行預(yù)警的基礎(chǔ)上，保障整體系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，以及提高系統(tǒng)的使用準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：智能化 ?信息技術(shù) 電氣自動(dòng)化 ?控制系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TM76 ?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A??? ????文章編號(hào)：1672-3791（2021）12（c）-0000-00

Abstract： With the continuous update of current information technology， all walks of life are exploring the means and measures of automation and intelligence. Under the development background of electrical automation control， it is necessary to ensure high efficiency and accuracy when dealing with complex control objects and problems. Traditional electrical automation control has technical defects. Electrical automation control should actively explore the scheme of intelligent system design. This paper expounds in detail the application necessity of intelligent technology， the design method of electrical automation control system and the specific method of design and implementation of electrical automation control system. Based on the real-time monitoring of electrical equipment by intelligent control algorithm， the application quality and efficiency of electrical automation control system are improved by the construction of intelligent management platform. On the basis of accurate diagnosis of operation status and early warning of electrical faults， it not only ensures the smooth operation of the whole system， but also improves the accuracy of the system.

Key Words： Intelligence; Information technology; Electrical automation; Control system;

隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，電力產(chǎn)業(yè)也在不斷探究提高工作效率、改善工作質(zhì)量的方法，自動(dòng)化控制技術(shù)是電氣領(lǐng)域所使用到的關(guān)鍵性技術(shù)，與電氣工作實(shí)踐的結(jié)合，為提高工作效率，提升工作質(zhì)量奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。通過解脫人力以及自動(dòng)控制設(shè)施設(shè)備保障了電氣企業(yè)良好的內(nèi)部控制效果，但隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，自動(dòng)化控制技術(shù)暴露了效率不高、精確性不高的弊端，隨著智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，將智能化技術(shù)與電氣自動(dòng)化控制相結(jié)合可以對(duì)于傳統(tǒng)的技術(shù)缺陷進(jìn)行改善，在發(fā)揮智能化技術(shù)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，搭建出更加適應(yīng)時(shí)代、更加符合現(xiàn)代社會(huì)需求的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

1 智能化技術(shù)的應(yīng)用必要性

智能化技術(shù)是當(dāng)前計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵性技術(shù)，該種技術(shù)通過自動(dòng)化智能化的方式，以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為基礎(chǔ)對(duì)于數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，通過對(duì)于數(shù)據(jù)的分析與處理來做出智能化的反應(yīng)。

現(xiàn)在各行各業(yè)都應(yīng)用智能化技術(shù)進(jìn)行技術(shù)方法的革新，而在不同領(lǐng)域，智能化技術(shù)的應(yīng)用為工作效率的提升、工作質(zhì)量的保障奠定了良好的基礎(chǔ)。對(duì)于電網(wǎng)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)而言，應(yīng)用智能化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于現(xiàn)有系統(tǒng)的升級(jí)改造。電力系統(tǒng)所應(yīng)用到的自動(dòng)化控制雖然解放了人力，但在整個(gè)的工作實(shí)踐環(huán)節(jié)仍然存在著人力資源投入較大的情況，儀器設(shè)備的操作需要人力完成，而在工作過程中，對(duì)于故障的排查、對(duì)于設(shè)備的準(zhǔn)確操作都需要人員之間的相互配合，通過智能化技術(shù)與電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)無人參與下系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，在系統(tǒng)智能化對(duì)參數(shù)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上也可以更好地保障電力系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。

智能化技術(shù)有著自主性，而與傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化控制容易受到外界影響不同，智能化技術(shù)可以形成相對(duì)穩(wěn)定的運(yùn)行機(jī)制，而操作人員在計(jì)算機(jī)控制中心對(duì)于電氣設(shè)備進(jìn)行直接操控，極大地提高了工作效率。在整體系統(tǒng)自動(dòng)化水平提升的基礎(chǔ)上為提高電力系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)[1]。

傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)雖然在部分工作環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，但其整體的操作仍然需要人工的參與，而智能化技術(shù)與自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，在該種系統(tǒng)與運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的背景下可以極大地減少系統(tǒng)控制中存在的誤差。

計(jì)算機(jī)的信息收集處理有著高效準(zhǔn)確的特征，而在對(duì)于數(shù)據(jù)充分掌握的基礎(chǔ)上，計(jì)算機(jī)對(duì)于電力系統(tǒng)運(yùn)行中所存在的細(xì)小偏差進(jìn)行發(fā)現(xiàn)與解決可以極大地提高系統(tǒng)的服務(wù)穩(wěn)定性。面對(duì)電氣系統(tǒng)可能存在的故障問題，智能化技術(shù)也能在實(shí)時(shí)的觀測數(shù)據(jù)的把控基礎(chǔ)上及時(shí)的進(jìn)行異常情況的預(yù)警。在這種人為不需要參與的管控條件下，可最大限度地保障系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。

傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)雖然可以對(duì)于簡單電氣工程問題進(jìn)行把控，但隨著系統(tǒng)的不斷更新，隨著當(dāng)前電力技術(shù)的不斷發(fā)展，整個(gè)電力工作中涉及的處理對(duì)象更加的復(fù)雜，而在該種工作實(shí)踐背景下，傳統(tǒng)的系統(tǒng)則表現(xiàn)出了靈活性較差、實(shí)時(shí)性較差的問題。智能化技術(shù)與電氣系統(tǒng)的結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于復(fù)雜情況的有效處理。在對(duì)于算法管理模型持續(xù)優(yōu)化的背景下，可以及時(shí)地對(duì)于大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與處理，也可以更加準(zhǔn)確地對(duì)于異常情況進(jìn)行判定，在問題解決效率的提高基礎(chǔ)上，保障電力系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性。

2 智能化電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

智能化技術(shù)與電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的結(jié)合有著較大的應(yīng)用優(yōu)勢。分析當(dāng)前的電力系統(tǒng)運(yùn)行需求進(jìn)行功能的設(shè)計(jì)，可以從監(jiān)控、診斷、控制這3個(gè)角度出發(fā)，通過不同模塊不同功能的設(shè)計(jì)來保障后續(xù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)的應(yīng)用質(zhì)量。

2.1監(jiān)控模塊

智能化技術(shù)與監(jiān)控技術(shù)的結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)把控的及時(shí)性、準(zhǔn)確性，而電氣設(shè)備自動(dòng)化監(jiān)控能力的提高，為更加準(zhǔn)確地進(jìn)行電力操作奠定了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。通過智能化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控，而電氣自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)于運(yùn)行過程中，電氣設(shè)備進(jìn)行及時(shí)監(jiān)控方式也可以保障各項(xiàng)電氣管理決策組織的可靠性[2]。

智能化的監(jiān)控系統(tǒng)既可以對(duì)于所需數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，也可以進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)的信息傳遞。在數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)上為工作人員提供可靠的數(shù)據(jù)信息，在實(shí)現(xiàn)對(duì)于水電氣設(shè)備工作狀態(tài)監(jiān)控的基礎(chǔ)上，也更加全面地對(duì)于整個(gè)電氣系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行把握。

2.2診斷模塊

智能化的電氣故障診斷，可以極大的減少隱患排查時(shí)的人工投入，電氣故障診斷可以在數(shù)據(jù)資料的支撐下對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行的異常情況進(jìn)行明確，電力系統(tǒng)的智能化監(jiān)控可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于工作參數(shù)的實(shí)時(shí)把控，而當(dāng)數(shù)據(jù)信息存在異常時(shí)，通過故障診斷模塊可以判斷故障的類型，明確故障的位置，在對(duì)于數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，及時(shí)預(yù)警異常的基礎(chǔ)上，可以有效地提高問題的處理效率，為異常處理提供數(shù)據(jù)參考，也在快速明確數(shù)據(jù)位置的基礎(chǔ)上，提高異常情況的解決效率[3]。

2.3控制模塊

設(shè)備智能控制是整個(gè)電氣自動(dòng)化控制智能化發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。智能監(jiān)控智能診斷其主要涉及到對(duì)于整個(gè)運(yùn)行狀態(tài)的分析，但針對(duì)于異常情況，智能化電氣系統(tǒng)也要通過控制模塊的設(shè)計(jì)來保障遠(yuǎn)程操控的順利在執(zhí)行控制操作，在保障控制效率的基礎(chǔ)上，盡可能保障系統(tǒng)的運(yùn)行平穩(wěn)型智能化控制。

除了可以進(jìn)行異常情況的預(yù)警之外，其通過預(yù)定的程序可以對(duì)于設(shè)備運(yùn)行過程中存在的問題進(jìn)行智能化的修復(fù)，而自動(dòng)修復(fù)與人工參與相互配合的情況處理方式則有助于電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的保障。

3 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)智能化的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案

針對(duì)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)監(jiān)控、診斷控制等不同的模塊設(shè)計(jì)要求，在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)要通過框架的搭建、算法的分析、系統(tǒng)的測試來保障所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能有效的應(yīng)用于具體的電力系統(tǒng)運(yùn)行。

3.1搭建總體框架

在智能化控制的過程中，總體的框架搭建要關(guān)注于其中的管控細(xì)節(jié)，整個(gè)的電氣系統(tǒng)是持續(xù)運(yùn)行的，而所搭建的智能化系統(tǒng)也要滿足電氣系統(tǒng)的日常運(yùn)行狀態(tài)，通過監(jiān)控模塊實(shí)時(shí)處于工作狀態(tài)，以數(shù)據(jù)獲取分析不間斷的組織從而保障在電氣運(yùn)行過程中能持續(xù)的對(duì)于運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)管，當(dāng)系統(tǒng)遇到基于當(dāng)下的模塊功能無法有效處理的情況時(shí)，系統(tǒng)可以通過數(shù)據(jù)傳輸發(fā)出預(yù)警，使管理人員能更加有效明確管理過程中存在的問題。預(yù)警信息指明位置、指出故障可以極大地提高電氣異常情況的處理效率[4]。

智能化技術(shù)的應(yīng)用，要在有效設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上形成系統(tǒng)的框架為之后的順利實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。智能化電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)到監(jiān)控、診斷、控制這3個(gè)模塊，而框架的搭建也要從智能監(jiān)控出發(fā)，通過監(jiān)控來獲取數(shù)據(jù)，在對(duì)于數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的基礎(chǔ)上，以數(shù)據(jù)反饋智能診斷來及時(shí)的發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題。

在智能化的控制系統(tǒng)中依托于自動(dòng)化智能化的數(shù)據(jù)收集處理可以提高數(shù)據(jù)掌控的全面性、系統(tǒng)性，而在信息技術(shù)的支撐下，智能監(jiān)控可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，通過所收集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理傳送與終端來為電力系統(tǒng)各項(xiàng)決策提供數(shù)據(jù)參考。

電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中涉及的自動(dòng)化控制要求，而針對(duì)于所收集到的數(shù)據(jù)系統(tǒng)可以進(jìn)行初步的處理，同時(shí)可提高工作效率，對(duì)于不能處理的部分，可以通過向管理人員發(fā)出報(bào)警的方式對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行把控。因此，通過監(jiān)控與預(yù)警模塊的聯(lián)動(dòng)工作來實(shí)現(xiàn)來確保對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行情況的有效把握[5]。

3.2分析控制算法

電氣系統(tǒng)要保持長期持續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn)，而在電氣系統(tǒng)的智能化發(fā)展背景下，人工投入的減少，整體設(shè)備智能化程度的提高保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行、提高了工作的精確度。系統(tǒng)運(yùn)行中應(yīng)用到的控制算法有不同的類型，電氣系統(tǒng)的智能化發(fā)展也要分析所應(yīng)用環(huán)境的差異，選擇恰當(dāng)?shù)乃惴愋捅Ｕ纤惴ㄅc系統(tǒng)的統(tǒng)一、保障所搭建系統(tǒng)與實(shí)際工作狀況的統(tǒng)一。

智能化技術(shù)與電機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)同的結(jié)合可以使用模糊邏輯控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家系統(tǒng)，控制這3種算法。模糊邏輯控制主要指的是在輸入推理、精確化輸出的系統(tǒng)操作下實(shí)現(xiàn)對(duì)于所收集到數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確把控。該控制作為非線性的控制算法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行狀況的全面數(shù)據(jù)掌控與分析。

而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過模擬人腦神經(jīng)元的活動(dòng)方式，在電氣自動(dòng)化控制中能快速便捷的對(duì)于某一部分所需的全部數(shù)據(jù)進(jìn)行提取與處理，在智能化對(duì)學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在收集數(shù)據(jù)與既定數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析的過程中及時(shí)的發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中存在的問題[6]。

專家控制系統(tǒng)其主要指的是通過專家專業(yè)知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)保存在計(jì)算機(jī)，支撐計(jì)算機(jī)進(jìn)行各項(xiàng)工作，來使整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制水平得到有效的提高。專家系統(tǒng)控制既有著數(shù)據(jù)傳輸處理的能力，同時(shí)在運(yùn)行過程中也可以更新自身數(shù)據(jù)庫，在適應(yīng)環(huán)境的基礎(chǔ)上不斷提高自身的控制能力。

3.3系統(tǒng)測試

智能化技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)必然要落實(shí)于具體的應(yīng)用環(huán)境，因此在該種技術(shù)設(shè)計(jì)完成之后，其系統(tǒng)的搭建、算法選擇則的工作完善之后要通過系統(tǒng)測試的方式，對(duì)于監(jiān)控、診斷、控制不同模塊的功能實(shí)現(xiàn)情況進(jìn)行把握。在測試過程中要模擬現(xiàn)實(shí)的電氣系統(tǒng)運(yùn)行狀況，既了解到其系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，也明確系統(tǒng)在運(yùn)行中可能存在的問題，在優(yōu)化階段對(duì)于整體的情況進(jìn)行調(diào)整，確保其所研究的成果可以滿足整體的運(yùn)行要求。

4 結(jié)語

智能化的電氣系統(tǒng)有著人工投入減少、智能化程度提高的特征，而自動(dòng)化電氣設(shè)備除了基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)收集分析傳輸之外，也要通過智能化對(duì)于數(shù)據(jù)進(jìn)行管控，在辨別異常情況進(jìn)行自動(dòng)化修復(fù)與調(diào)整的過程中，盡可能保證整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量，盡可能提高整個(gè)智能化技術(shù)應(yīng)用的效果。

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