論智能化技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化中的應(yīng)用

承德應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院 劉志學(xué)

近年來(lái)我國(guó)電氣智能化技術(shù)在飛速進(jìn)步，帶動(dòng)很多新興電力產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，尤其是產(chǎn)業(yè)的自動(dòng)化發(fā)展方向，此外高校也將電氣自動(dòng)化設(shè)置成為一項(xiàng)獨(dú)立的專(zhuān)業(yè)，這集中體現(xiàn)出了國(guó)內(nèi)對(duì)于電氣工程及自動(dòng)化技術(shù)的廣泛研究。智能化技術(shù)的深入應(yīng)用已在全國(guó)掀起一股浪潮，引發(fā)全球的熱切關(guān)注。如將智能化技術(shù)應(yīng)用到電氣工程領(lǐng)域中，將會(huì)實(shí)現(xiàn)電氣工程的再一次深刻創(chuàng)新。

1 電氣工程及其自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前智能化技術(shù)所應(yīng)用覆蓋的主要領(lǐng)域是智能機(jī)器人，如智能家用電器就是很好的例子。智能化技術(shù)已成為很多國(guó)家發(fā)展的重點(diǎn)環(huán)節(jié)之一，隨著新興技術(shù)的快速應(yīng)用，機(jī)器人已逐漸實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，可高效化完成一些具體工作，減輕了工作人員的壓力和負(fù)擔(dān)，進(jìn)一步強(qiáng)化了工作人員的工作效率。與此同時(shí)，一些設(shè)備內(nèi)部裝載有故障檢測(cè)系統(tǒng)，如可能出現(xiàn)故障，那么設(shè)備會(huì)提前發(fā)出警告，使設(shè)備的可靠性快速優(yōu)化，減少對(duì)于設(shè)備進(jìn)行修護(hù)的成本。當(dāng)工作人員需開(kāi)展一些風(fēng)險(xiǎn)度較高的工作時(shí)，如這時(shí)可應(yīng)用智能化技術(shù)，就可進(jìn)一步強(qiáng)化工程的安全系數(shù)，避免出現(xiàn)人身安全受到傷害。

電氣工程自動(dòng)化技術(shù)指的是借助當(dāng)下已深刻發(fā)展的計(jì)算機(jī)及電氣技術(shù)等進(jìn)行綜合調(diào)控，使其可廣泛應(yīng)用到技術(shù)領(lǐng)域中，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的推行和發(fā)展。這項(xiàng)技術(shù)主要沿用了自動(dòng)化技術(shù)模式，在多數(shù)企業(yè)已開(kāi)始應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)后生產(chǎn)效率得到大幅提升，且成本有效的消減，可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙重結(jié)合。然而隨著市場(chǎng)形勢(shì)的變化，原有電氣工程已無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)下企業(yè)生產(chǎn)要求的需要，很多電氣工程自動(dòng)化技術(shù)開(kāi)始不斷完善，企業(yè)更希望智能化技術(shù)可與原有自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合，不斷深化探索，追求一些新的發(fā)展模式，企業(yè)也因此快速進(jìn)步。

有了電氣工程的自動(dòng)化改進(jìn)方向，在進(jìn)行大規(guī)模的機(jī)械投入生產(chǎn)時(shí)，就可擺脫原先人力生產(chǎn)的桎梏，進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)數(shù)據(jù)。根據(jù)相關(guān)研究數(shù)據(jù)顯示，很多電氣工程在開(kāi)展自動(dòng)化生產(chǎn)時(shí)，效率往往會(huì)高于人力操作一大截，尤其是在進(jìn)行機(jī)器生產(chǎn)時(shí)，減去人力操作可提升生產(chǎn)精準(zhǔn)性，避免了因人力操作所造成的誤差，有效強(qiáng)化了機(jī)器生產(chǎn)的質(zhì)量，減少了人力生產(chǎn)工作，使得自動(dòng)化技術(shù)的利用取得顯著成效，便于在工程中實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推進(jìn)和快速應(yīng)用。

電氣工程在開(kāi)展自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)大規(guī)模投入機(jī)械生產(chǎn)時(shí)可有效替代人力來(lái)完成一些具體的工作，明顯強(qiáng)化了人力操作設(shè)備時(shí)的效率，可為企業(yè)獲得更多經(jīng)濟(jì)利益，尤其是企業(yè)在生產(chǎn)時(shí)減去了一些人力工作，可有效提升產(chǎn)品質(zhì)量。因?yàn)樵谥圃鞕C(jī)器進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)大規(guī)模應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，所以具有很高成效，使得電氣工程自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了設(shè)備利用的大面積覆蓋。值得關(guān)注的是，電氣工程和建筑行業(yè)往往使用自動(dòng)化技術(shù)較多，對(duì)智能化技術(shù)的設(shè)計(jì)范圍較小，隨著對(duì)生活水平的要求層次越來(lái)越高，現(xiàn)代一些白領(lǐng)上班人員提出了不用歸家就可使用家里的自動(dòng)化電器等，這就要求相關(guān)領(lǐng)域需強(qiáng)化研究、不斷探索，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能化技術(shù)的有效應(yīng)用。

2 智能化技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化中的作用、價(jià)值及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

智能化技術(shù)在電氣工程環(huán)節(jié)的有效利用目的是為了強(qiáng)化對(duì)于電氣設(shè)備的高效率把控，實(shí)現(xiàn)對(duì)于電氣系統(tǒng)的自動(dòng)化，這可有多種效果。如果可將這種效果有效發(fā)揮出來(lái)，可不需要依靠人力對(duì)于設(shè)備進(jìn)行定期監(jiān)控和操作而是由智能化技術(shù)進(jìn)行推動(dòng)，實(shí)現(xiàn)高效經(jīng)營(yíng)和運(yùn)轉(zhuǎn)，使得數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)和精確，進(jìn)一步強(qiáng)化應(yīng)用效果，充分發(fā)揮設(shè)備的系統(tǒng)功能。

與此同時(shí)，可以節(jié)省下之前控制器的復(fù)雜操作，使其變得精簡(jiǎn)化。在傳統(tǒng)意義上對(duì)于控制器的使用比較復(fù)雜，不僅需操作人員有著專(zhuān)業(yè)知識(shí)積淀，還需有高強(qiáng)度的技術(shù)水平，在使用前需對(duì)操作流程進(jìn)行重新編寫(xiě)，搭建專(zhuān)業(yè)模型，這樣才可驅(qū)動(dòng)其他設(shè)備，但再次更改配置仍需花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間，嚴(yán)重阻礙了電氣工程領(lǐng)域的進(jìn)一步判斷和發(fā)展。且如使用了智能化技術(shù)，就需改變?cè)葘?duì)于控制器進(jìn)行調(diào)整的這一流程，使得操作效果更加精準(zhǔn)有效，智能化技術(shù)也可減少檢測(cè)時(shí)間，幫助促進(jìn)對(duì)于電氣設(shè)備的高效率調(diào)整，減輕復(fù)雜程度，減少工作人員的負(fù)擔(dān)，直接排查問(wèn)題，更快的解決設(shè)備故障，實(shí)現(xiàn)正常投入使用，促進(jìn)電氣工程的發(fā)展。

在當(dāng)前階段，智能化技術(shù)仍在不斷發(fā)展的背景下，借助這項(xiàng)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)于一些難度較大的儀器設(shè)備進(jìn)行操控，進(jìn)一步減少工作時(shí)間，利用計(jì)算機(jī)提升檢測(cè)的強(qiáng)度，搭建更加完善的控制機(jī)制。

第一，在智能化技術(shù)的處理方面，不需提前按照設(shè)備方案進(jìn)行模型搭建，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)于設(shè)備的精細(xì)化管控，在傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制體系范圍內(nèi)，如對(duì)多個(gè)復(fù)雜的設(shè)備對(duì)象同時(shí)進(jìn)行處理就需依據(jù)動(dòng)力學(xué)方程，如這個(gè)計(jì)算公式不具備精準(zhǔn)的算符度，那么很難及時(shí)得知設(shè)備相關(guān)的具體參數(shù)，使得未知的因素變得更多，設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中很有可能發(fā)生不可控的故障，影響正常生產(chǎn)效率。在大規(guī)模應(yīng)用智能化技術(shù)后可幫助減少工程的模型搭建，減少不可控因素對(duì)于整體運(yùn)營(yíng)多個(gè)設(shè)備的影響，提升自動(dòng)化控制技術(shù)的高強(qiáng)度性和穩(wěn)定性，為后續(xù)搭建專(zhuān)業(yè)的信息監(jiān)督模式創(chuàng)造有益平臺(tái)。

第二，在大規(guī)模應(yīng)用智能化技術(shù)后可對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行充分調(diào)整和全面把控，借助智能化控制器就可調(diào)整設(shè)備的使用時(shí)間，按照固定的時(shí)間點(diǎn)控制設(shè)備的運(yùn)作形式，有效強(qiáng)化設(shè)備工序的便捷操作程度，改變工作的實(shí)效性，提升項(xiàng)目工作的具體效率，確保電氣設(shè)備在一個(gè)平穩(wěn)安全的環(huán)境下運(yùn)營(yíng)。

第三，智能化控制器本身是特殊性和普遍性的高強(qiáng)度統(tǒng)一，可同時(shí)對(duì)于不同設(shè)備進(jìn)行有效調(diào)整和控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化把控，因不同的對(duì)象會(huì)出現(xiàn)不同的控制結(jié)構(gòu)，而智能化技術(shù)設(shè)備就可對(duì)不同設(shè)備的控制器進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)對(duì)于其特殊性的把控，提升設(shè)備的綜合機(jī)制。

3 智能化技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

3.1 運(yùn)用智能化技術(shù)來(lái)進(jìn)行故障診斷

大多數(shù)設(shè)備在基礎(chǔ)運(yùn)行環(huán)節(jié)中，因運(yùn)行的時(shí)間較長(zhǎng)，所以設(shè)備零部件表面會(huì)覆蓋大量雜質(zhì)，設(shè)備已出現(xiàn)了老化、常會(huì)出現(xiàn)各種不同類(lèi)型的故障。電氣設(shè)備也是如此，因無(wú)法保證科學(xué)穩(wěn)定的生產(chǎn)環(huán)境，設(shè)備因運(yùn)轉(zhuǎn)周期較長(zhǎng)已出現(xiàn)局部老化，且外部的溫度環(huán)境并不可控，因此會(huì)出現(xiàn)很多故障。因此在確保電氣設(shè)備投入使用的具體環(huán)節(jié)下，需有效增強(qiáng)對(duì)于設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)和把控，在傳統(tǒng)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中對(duì)設(shè)備的檢測(cè)往往由工作人員來(lái)進(jìn)行，這就要求工作人員對(duì)于設(shè)備的操作模式爛熟于心、完全熟悉設(shè)備的操作方案，如技術(shù)不純熟很有可能對(duì)設(shè)備造成更大磨損。

在使用智能化技術(shù)后可提前設(shè)置專(zhuān)業(yè)化的檢測(cè)系統(tǒng)，每天對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)調(diào)整，查看不同時(shí)間段內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行溫度和周轉(zhuǎn)形式是否存在不恰當(dāng)，如出現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行調(diào)控，向系統(tǒng)中樞發(fā)送報(bào)告，有效提升了發(fā)現(xiàn)故障的效率，可及時(shí)處理、維修故障，進(jìn)一步增強(qiáng)工程的安全性和穩(wěn)定性。當(dāng)下智能化技術(shù)在電氣工程中的深度應(yīng)用已成為了相關(guān)領(lǐng)域所研究的大方向所在。

3.2 智能技術(shù)在優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用

在電氣設(shè)備進(jìn)行更迭時(shí)也需借助自動(dòng)化操作系統(tǒng)，簡(jiǎn)單來(lái)講，自動(dòng)化操作系統(tǒng)可讓設(shè)計(jì)人員了解如何設(shè)計(jì)出電氣設(shè)備，實(shí)現(xiàn)更加深刻的創(chuàng)新和研究性運(yùn)用。電氣工程領(lǐng)域的快速革新和電氣設(shè)備的高效率運(yùn)行都和自動(dòng)化技術(shù)的使用具有直接聯(lián)系，也可保證電氣工程的快速運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，如果想要實(shí)現(xiàn)這些專(zhuān)業(yè)化的目標(biāo)，為電氣工程的發(fā)展實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略遠(yuǎn)景打造，就需要不斷強(qiáng)化電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)，完善設(shè)計(jì)方案，在其中不斷增加新鮮的元素，設(shè)計(jì)出運(yùn)轉(zhuǎn)效果顯著、運(yùn)行比較穩(wěn)定的設(shè)備。

在學(xué)習(xí)這些理論時(shí)，借助遺傳算法技術(shù)對(duì)于設(shè)備的研究具有關(guān)鍵意義，是具有前瞻性的方案之一。最初提出這一概念的是生物學(xué)領(lǐng)域，但在電氣工程投入應(yīng)用后發(fā)現(xiàn)也有很顯著的作用。這是因?yàn)檫@一領(lǐng)域中缺乏對(duì)于實(shí)踐技術(shù)的有效研究，所以還存在著一些不足之處，需進(jìn)行深度應(yīng)用，不斷完善設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行深入研究。因此，在電氣企業(yè)工作的相關(guān)人員需將這些知識(shí)應(yīng)用到電氣設(shè)備領(lǐng)域中，實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)優(yōu)化，盡可能減少電氣設(shè)備的負(fù)荷量，削減在設(shè)備制造方面的成本，促進(jìn)效率和質(zhì)量的高效提升。

3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的使用對(duì)于搭建電網(wǎng)和促進(jìn)智能化技術(shù)的深入應(yīng)用具有關(guān)鍵意義。在構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)往往由兩個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行控制，內(nèi)部一個(gè)子系統(tǒng)來(lái)管控電氣設(shè)備中的主要電流量，對(duì)于參數(shù)結(jié)合實(shí)際的運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，還有一個(gè)子系統(tǒng)可調(diào)控前者的使用參數(shù)。因此神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一般具備兩個(gè)特點(diǎn)：一是多層性，可對(duì)不同算法進(jìn)行精準(zhǔn)把控；二是前讀性，可提前預(yù)判反應(yīng)效果，對(duì)于電氣自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)高效應(yīng)用，通過(guò)對(duì)于人工思維的模仿改變記憶結(jié)果，強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果[1]。

3.4 智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用

在電氣自動(dòng)化進(jìn)行把控時(shí)，借助對(duì)于智能系統(tǒng)的有效調(diào)節(jié)可實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度的無(wú)人管控，進(jìn)一步強(qiáng)化工作效率、提升企業(yè)的實(shí)體利潤(rùn)。這種形式和傳統(tǒng)的電氣工程進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)智能化技術(shù)的深入應(yīng)用可同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)于不同設(shè)備的把控，是一種全方位的監(jiān)督，可最大程度上保證監(jiān)督過(guò)程中所獲得數(shù)據(jù)的真實(shí)性和有效性，幫助科學(xué)處理一些復(fù)雜的數(shù)據(jù)。此外，在高效率應(yīng)用智能化技術(shù)期間，不僅可處理一些復(fù)雜的數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)程度，還可節(jié)約人力資源、減輕工作人員的負(fù)擔(dān)，將系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成人力可明確的圖像數(shù)據(jù)，讓工作人員可更好的了解專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提升企業(yè)所獲得的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)[2]。

3.5 無(wú)人操作控制中的應(yīng)用

近年來(lái)電氣企業(yè)使用自動(dòng)化系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，功能和水平也越發(fā)完善。因此隨著很多智能化技術(shù)設(shè)備的投入使用，對(duì)自動(dòng)化的控制過(guò)程有了更高需求，也面臨著挑戰(zhàn)。除之前對(duì)于電氣設(shè)備體系的優(yōu)化外，還有對(duì)于一些技術(shù)手段的合理應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)在此基礎(chǔ)之上科學(xué)調(diào)控電氣工程已有的不足之處，尋找其中的差異，實(shí)現(xiàn)對(duì)于原有電氣工程全方位的把控和科學(xué)完善，有效調(diào)整其中的不足，改變傳統(tǒng)缺陷。當(dāng)設(shè)備面對(duì)一些陌生的數(shù)據(jù)信息時(shí)不會(huì)受到專(zhuān)家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的影響，可對(duì)設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)完整的調(diào)節(jié)模式，更好的實(shí)現(xiàn)工作具體要求，實(shí)現(xiàn)電氣企業(yè)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙重提升[3]。

3.6 電氣設(shè)備優(yōu)化中的應(yīng)用

將智能化技術(shù)快速應(yīng)用到電氣設(shè)備后，可滿(mǎn)足企業(yè)對(duì)于設(shè)備高效操作和快速運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。此外，電氣設(shè)備在安裝環(huán)節(jié)中本身就是一個(gè)專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)過(guò)程，對(duì)于工作人員的操作水平要求很高，因此工作人員對(duì)于工作任務(wù)的態(tài)度十分關(guān)鍵，一旦出現(xiàn)任何問(wèn)題需反復(fù)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)試，以便達(dá)到最佳狀態(tài)。智能化技術(shù)的使用可以科學(xué)改善當(dāng)下電氣工程自動(dòng)化使用的現(xiàn)狀，在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行高效把控，實(shí)現(xiàn)對(duì)于不同參數(shù)的調(diào)整，模擬不同情況下的實(shí)際狀態(tài)，提升設(shè)備的運(yùn)行效率。