智能化技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用分析

中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)湖南火電建設(shè)有限公司 史永偉

電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在建設(shè)、生產(chǎn)等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并取得良好的成效，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的整體實(shí)力在智能化技術(shù)的輔助下取得了質(zhì)的飛躍。

1 智能化技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

1.1 在電氣設(shè)備控制中的應(yīng)用

在電氣設(shè)備控制中應(yīng)用智能化技術(shù)，能夠?qū)﹄姎饪刂瞥绦蜻M(jìn)行改進(jìn)和完善，在滿足企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)需求基礎(chǔ)上，還能夠提高控制系統(tǒng)的整體性能。簡(jiǎn)言之，智能化技術(shù)就是構(gòu)建數(shù)據(jù)化程序，讓設(shè)備在科學(xué)控制下運(yùn)行；尤其是核心程序中的數(shù)據(jù)分析和運(yùn)行監(jiān)控環(huán)節(jié)，智能化技術(shù)的運(yùn)用能夠讓電氣控制系統(tǒng)更加工業(yè)化，降低人為因素對(duì)設(shè)備控制帶來(lái)的制約。另外，數(shù)據(jù)的編程和合成是電氣自動(dòng)化控制中的關(guān)鍵，智能化技術(shù)的運(yùn)用能夠讓程序按照既定的規(guī)律運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)數(shù)據(jù)的監(jiān)控是實(shí)時(shí)且逆向的。在運(yùn)行中，設(shè)備一旦出現(xiàn)故障就會(huì)立即啟動(dòng)預(yù)警程序，給技術(shù)人員發(fā)送警示信息，引起操作人員的重視。因此，智能化技術(shù)在電氣設(shè)備控制中的積極作用不容小覷。

1.2 在電氣故障診斷中的應(yīng)用

電氣系統(tǒng)的運(yùn)行涉及到方方面面，各子系統(tǒng)復(fù)雜又互相關(guān)聯(lián)。如出現(xiàn)故障，就要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力去檢測(cè)和維護(hù)。如果智能化技術(shù)能夠運(yùn)用到電氣故障診斷中，就能夠降低故障檢修的難度，從而能夠保障設(shè)備的安全。智能化技術(shù)能夠在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，第一時(shí)間找出故障發(fā)生地，并對(duì)原因進(jìn)行分析，制定出科學(xué)合理的解決方案。另外，在技術(shù)人員進(jìn)行檢修的過(guò)程中，能夠及時(shí)反饋修復(fù)的情況，讓修復(fù)更加具有效率。更重要的是，智能化技術(shù)涵蓋了物理、化學(xué)等各個(gè)方面的知識(shí)，對(duì)故障檢測(cè)更加全面、科學(xué)，也能夠提高檢修的效率。傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)，在儀器出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)將出現(xiàn)問(wèn)題的部門單獨(dú)拎出，進(jìn)行檢測(cè)分析，而智能化技術(shù)的應(yīng)用會(huì)將故障與設(shè)備的整體運(yùn)行相結(jié)合，全面分析故障出現(xiàn)的原因以及相關(guān)聯(lián)的設(shè)備運(yùn)行情況。

1.3 在人工智能方面的應(yīng)用

智能化技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器代替人工的目的，讓企業(yè)節(jié)約更多的人力資源，降低經(jīng)營(yíng)的成本。雖然當(dāng)前科技得到了提升，智能化水平也與日俱增，但目前技術(shù)還不能實(shí)現(xiàn)全面智能化。不過(guò)在電氣自動(dòng)化控制中智能化技術(shù)水平的作用還是有目共睹，其具備相對(duì)理想化的操作控制能力。智能化技術(shù)的應(yīng)用，能夠降低人為因素帶來(lái)的影響，提高系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的科學(xué)性和高效性。

2 智能化技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)

基于智能化技術(shù)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)的功能為：在電力運(yùn)行平穩(wěn)狀態(tài)下，能夠智能化地評(píng)估、監(jiān)測(cè)自身的運(yùn)行狀態(tài)，準(zhǔn)確判斷和處理故障，并將其反饋至工作人員。

2.1 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

首先是智能化監(jiān)控模塊，其完整設(shè)計(jì)框架如圖1所示?；谥悄芑谋O(jiān)控技術(shù)一方面確保了電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，另一方面通過(guò)對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與傳遞，提高了工作人員獲取和處理相關(guān)信息的效率，最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)各電氣設(shè)備工作狀態(tài)的及時(shí)把握。

圖1 監(jiān)控模塊架構(gòu)

其次是電氣故障智能診斷模塊，其運(yùn)行流程如圖2所示?；谥悄芑碾姎夤收显\斷所依原理是針對(duì)控制系統(tǒng)常態(tài)化運(yùn)行中的各設(shè)備參數(shù)進(jìn)行提前保存，并在后續(xù)運(yùn)行中實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地獲取當(dāng)前運(yùn)行參數(shù)，同時(shí)將兩類參數(shù)進(jìn)行比較，若在誤差范圍內(nèi)則無(wú)故障，否則就能判斷出現(xiàn)故障并溯源至故障發(fā)生的位置，便于工作人員處理。

圖2 診斷模塊運(yùn)行流程圖

最后是電氣設(shè)備智能化控制模塊，它能夠在遇到異常時(shí)借助智能化控制算法進(jìn)行自行修復(fù)，或者警示管理人員，從而保證電力系統(tǒng)安全。此外，還可以對(duì)將要執(zhí)行的控制操作進(jìn)行提前模擬，及時(shí)做好預(yù)案以應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題，從而避免嚴(yán)重的系統(tǒng)故障。這種通過(guò)程序進(jìn)行智能控制的高效方式，極大地降低了人力資源成本和設(shè)備維護(hù)成本，并提升了工作人員處理問(wèn)題的能力。

2.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

首先是控制系統(tǒng)總體框架，如圖3所示。本文設(shè)計(jì)的智能化控制系統(tǒng)徹底擺脫了人工記錄的方式，將獲取的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理后傳遞給需要調(diào)整的自動(dòng)化電氣設(shè)備，完成相關(guān)操作。即便是不能處理的信息也可以及時(shí)警示管理人員，使得整個(gè)運(yùn)行過(guò)程處于實(shí)時(shí)控制中，更加安全和高效。

圖3 智能化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

其次是控制算法分析，這里只列舉三種主流方式，分述如下。

第一種，模糊邏輯控制。其工作原理如圖4所示，此種技術(shù)發(fā)展較早，起源于模糊數(shù)學(xué)和控制理論的相關(guān)研究基礎(chǔ)上。這里所說(shuō)的模糊控制指的是一種非線性的自動(dòng)控制算法，借助直流/交流的傳動(dòng)對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行控制。

圖4 模糊控制結(jié)構(gòu)

第二種，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。模型示意圖如圖5所示，其是建立在模擬人腦神經(jīng)元活動(dòng)方式上的控制模型。

圖5 神經(jīng)元模型示意圖

所對(duì)應(yīng)的神經(jīng)元模型數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

式(1)中，輸入信號(hào)為xi，對(duì)應(yīng)信號(hào)的權(quán)系數(shù)為wi，閥值為θ，激活函數(shù)為f。

第三種，專家系統(tǒng)控制。需要借助對(duì)專家經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行模擬來(lái)構(gòu)建強(qiáng)大的智能化控制程序，其原理是通過(guò)數(shù)字化方式聚集專家的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)并保存于數(shù)據(jù)庫(kù)中，再結(jié)合不斷的自學(xué)與自推導(dǎo)來(lái)完成對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的控制。因此，這種方式適應(yīng)力較強(qiáng)，能夠在不同工作要求下較好的運(yùn)行。

綜上，智能化技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中應(yīng)用是必然趨勢(shì)，企業(yè)要加大對(duì)智能化技術(shù)的研究，不斷地改進(jìn)技術(shù)，提高智能化技術(shù)水平。這樣一來(lái)，不僅能夠提高電氣自動(dòng)化控制的精準(zhǔn)性和高效性，還可以進(jìn)一步保證設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定安全，從而助力電氣企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。