智能化技術(shù)在電氣控制工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用探索

申 童，未普嬌

（華北理工大學(xué)輕工學(xué)院，河北 唐山 063000）

隨著工業(yè)社會(huì)的發(fā)展，對(duì)電力工程技術(shù)提出更高的要求，要結(jié)合高科技提升技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備控制自動(dòng)化。信息時(shí)代智能建筑應(yīng)運(yùn)而生，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，智能建筑在各地得到推廣。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)是智能建筑控制核心，當(dāng)前世界能源形勢(shì)嚴(yán)峻，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)能降低建筑能耗。當(dāng)前智能化技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中應(yīng)用廣泛，自動(dòng)化模式創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)控制工程的全面發(fā)展。智能化技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用包括電氣故障診斷等方面。

1 電氣自動(dòng)化控制智能技術(shù)概述

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)主要由接收設(shè)備等部分構(gòu)成。執(zhí)行終端是電氣自動(dòng)化系統(tǒng)重要部分，有序完成各部分工作時(shí)限電氣系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析[1]。工作內(nèi)容包括采集電氣終端系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)參數(shù)調(diào)度，分析判斷獲取電氣系統(tǒng)運(yùn)行狀況。將相關(guān)電氣設(shè)備操作等命令下達(dá)到執(zhí)行端。電氣系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制設(shè)備在變電站與執(zhí)行端傳遞信息。智能化技術(shù)在電氣控制工程中的應(yīng)用體現(xiàn)在電力設(shè)備運(yùn)行，系統(tǒng)可對(duì)自身狀態(tài)全面評(píng)估。工作人員可借助智能技術(shù)了解電力設(shè)備功能狀態(tài)，維護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。

電氣系統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)功能包括遙控與遙測(cè)，系統(tǒng)根據(jù)電氣系統(tǒng)操作需要不斷擴(kuò)展，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)要具有自我監(jiān)測(cè)等功能。導(dǎo)入通過使用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，及時(shí)自主反饋處理編譯后的相關(guān)信息[2]。系統(tǒng)中導(dǎo)入微機(jī)，符合電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)未來發(fā)展方向。電氣系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)在計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)，要充分發(fā)揮在電氣應(yīng)用中的自我檢查作用，發(fā)揮系統(tǒng)自動(dòng)保護(hù)等功能，實(shí)現(xiàn)順利的電力生產(chǎn)。智能化技術(shù)涵蓋內(nèi)容有很多，借助相關(guān)機(jī)器設(shè)備，使智能化技術(shù)應(yīng)用于建設(shè)中，對(duì)復(fù)雜項(xiàng)目系統(tǒng)全面處理。

智能化技術(shù)最早出現(xiàn)于50年代，眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。電氣事故發(fā)生率逐漸下降，地前期工程自動(dòng)控制性能提升，使得智能化技術(shù)成為電氣工程發(fā)展趨勢(shì)。電氣自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中應(yīng)用具有較好的監(jiān)測(cè)優(yōu)勢(shì)，通常要對(duì)相關(guān)的電氣設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，更好地排除運(yùn)行故障?？赏ㄟ^監(jiān)測(cè)電氣設(shè)備相關(guān)參數(shù)等確保設(shè)備故障診斷精確性。電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)相關(guān)設(shè)備運(yùn)行管理智能化，當(dāng)今系統(tǒng)在電氣工程中廣泛應(yīng)用，促進(jìn)電氣工程管理自動(dòng)化。電氣工程自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)更高使用價(jià)值，必須具有科學(xué)合理性，提高我國(guó)各行業(yè)運(yùn)行管理水平。電氣自動(dòng)化技術(shù)要嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)各功能間相互聯(lián)系。

2 電氣工程自動(dòng)化控制智能技術(shù)優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)

當(dāng)前國(guó)內(nèi)科技得到很大進(jìn)步，提高電氣工程自動(dòng)化的地位，隨著智能化的發(fā)展，電氣工程智能化管控能力提升。國(guó)內(nèi)對(duì)電氣工程智能化技術(shù)需求迫切，如何解決傳統(tǒng)電氣工程自動(dòng)化技術(shù)低效問題，是當(dāng)前電氣工程人員需要研究的問題。智能化技術(shù)具有智能化作業(yè)特點(diǎn)，可降低工程耗費(fèi)資金，是自動(dòng)化發(fā)展的重要趨勢(shì)。電氣工程自動(dòng)化智能技術(shù)具有較高一致性，增強(qiáng)系統(tǒng)調(diào)控的便捷性等特點(diǎn)。

智能化科技在電氣工程應(yīng)用中，可以快速完成數(shù)據(jù)評(píng)估工作，評(píng)估處置非常科學(xué)有效，智能化技術(shù)使用在電氣工程中的管控效果不同，使用智能化技術(shù)需根據(jù)管理目標(biāo)進(jìn)行研究，為電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)智能技術(shù)運(yùn)用建立有利條件。傳統(tǒng)管控設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)技術(shù)缺乏先進(jìn)性，通過數(shù)據(jù)改變客觀因素難以應(yīng)對(duì)，對(duì)系統(tǒng)控制效率帶來很大影響。智能化技術(shù)在電氣工程中使用自動(dòng)化管控系統(tǒng)，優(yōu)化模型的設(shè)計(jì)程序，避免模型設(shè)計(jì)中遇到的問題。智能化技術(shù)在電氣工程中應(yīng)用具有重要意義。隨著智能化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用，智能管控裝置在電氣工程中得到應(yīng)用，不需人力資源配合，可通過動(dòng)畫系統(tǒng)有關(guān)參數(shù)作參考，使電氣系統(tǒng)調(diào)整管控更加高效。實(shí)現(xiàn)電氣工程自動(dòng)化管控系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)等遠(yuǎn)程調(diào)整，為電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)調(diào)控帶來技術(shù)幫助。

電氣工程智能化管控重點(diǎn)是通過建模實(shí)現(xiàn)，使用智能技術(shù)可以避免模型復(fù)雜情況，運(yùn)用管控電氣工程相關(guān)設(shè)施，可以提高電氣工程自動(dòng)化作業(yè)成效。電氣工程自主管控作業(yè)通過創(chuàng)建模型實(shí)現(xiàn)，創(chuàng)建模型與實(shí)際不符情況，大多通過電氣工程調(diào)整解決。實(shí)際作業(yè)中有很多無法預(yù)估情況，電氣工程自動(dòng)化管控使用智能技術(shù)，可以預(yù)防突發(fā)事件出現(xiàn)。電氣工程自動(dòng)化控制應(yīng)用智能技術(shù)可對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)整，保證系統(tǒng)作業(yè)效率。智能化管控系統(tǒng)經(jīng)數(shù)據(jù)參數(shù)達(dá)到及時(shí)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)遠(yuǎn)端管控。

3 智能技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)中的不足

電氣工程自動(dòng)化控制智能技術(shù)具有高效化，智能化與柔性化特點(diǎn)，近年來我國(guó)電氣工程得到快速發(fā)展，但相比發(fā)達(dá)國(guó)家存在很大差距。隨著電氣工程的廣泛應(yīng)用，許多國(guó)民經(jīng)濟(jì)相關(guān)領(lǐng)域積極應(yīng)用電氣工程自動(dòng)化技術(shù)，但電氣工程自動(dòng)化應(yīng)用中存在許多不足。主要問題是缺乏創(chuàng)新，電氣工程設(shè)備故障管理模式落后，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)缺乏有效防御手段。

傳統(tǒng)電氣工程自動(dòng)化控制應(yīng)用存在許多問題，導(dǎo)致帶去你工程控制系統(tǒng)出現(xiàn)層次性缺陷，如故障處理問題重點(diǎn)關(guān)注大型事故處理，降低電氣工程運(yùn)轉(zhuǎn)效率，導(dǎo)致電氣產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益下降。目前電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行無法解決智能防御系統(tǒng)問題，影響電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)安全性。如系統(tǒng)雙平面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中接入層不具備完善防入侵體系，VPN手段不具備較高抵抗能力。防御技術(shù)缺陷明顯，只能對(duì)數(shù)據(jù)中淺層病毒識(shí)別，VPN技術(shù)運(yùn)行中需要大量數(shù)據(jù)支持，提升電力系統(tǒng)傳輸效率。由于系統(tǒng)數(shù)據(jù)存在安全隱患，易引發(fā)電力系統(tǒng)癱瘓。

智能技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)中缺乏應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)電氣工程操作中不技術(shù)水平較低，僅有理論研究缺乏實(shí)踐應(yīng)用，影響我國(guó)電氣工程自動(dòng)化的提高。我國(guó)智能技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)中應(yīng)用缺乏人力物力支持，智能技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新相比發(fā)達(dá)國(guó)家存在很大差距，由于我國(guó)智能技術(shù)處于低水平，使得智能技術(shù)創(chuàng)新面臨很大挑戰(zhàn)。在電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)優(yōu)化方面得不到有效處理，要想創(chuàng)新智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，需要國(guó)家提供必要資金支持，為智能技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)中提供幫助。

4 電氣工程自動(dòng)化控制中的智能化技術(shù)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，電氣工程日益重要。傳統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)效率低下，智能化技術(shù)充分運(yùn)用計(jì)算機(jī)等高科技，推動(dòng)電氣工程的發(fā)展。近年來我國(guó)電氣自動(dòng)化技術(shù)迅速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)控制器智能化，現(xiàn)代控制器智能化技術(shù)得到提升，具有可實(shí)現(xiàn)無人化操控，無需控制模型，處理不同數(shù)據(jù)具有一致性等特點(diǎn)。智能化技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中應(yīng)用廣泛，主要包括模糊邏輯控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)等。

英國(guó)大學(xué)研發(fā)模糊控制器替代PID控制器實(shí)現(xiàn)電氣工程自動(dòng)化控制，模糊控制器常用于數(shù)字動(dòng)態(tài)傳動(dòng)系統(tǒng)，目前M型與S型模糊邏輯控制應(yīng)用中具有相應(yīng)規(guī)則庫(kù)，模糊集是G與H，Y是H ,W=(fX,Y)。推理機(jī)、模糊化與反模糊化是M型控制器的組成部分，出現(xiàn)模糊控制行為可以進(jìn)行推理做出決定。知識(shí)庫(kù)由數(shù)據(jù)庫(kù)與語(yǔ)言控制規(guī)則庫(kù)組成，規(guī)則庫(kù)使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理機(jī)在建模中操作，控制與應(yīng)用目標(biāo)要放上專家經(jīng)歷只是，模糊化是進(jìn)行變量的測(cè)量，反模糊化技術(shù)用于模糊化。人機(jī)接口是其組成部分，集控室系統(tǒng)是自動(dòng)控制，輸煤控制系統(tǒng)中現(xiàn)場(chǎng)傳感器可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離顯示屏監(jiān)控視頻，PLC技術(shù)軟繼電器代替?zhèn)鹘y(tǒng)供電系統(tǒng)實(shí)物原件使用，提升供電系統(tǒng)安全性。

目前高校電氣設(shè)計(jì)優(yōu)化將專家系統(tǒng)用于電氣工程中處于探索階段，電機(jī)專家系統(tǒng)取得一定成效。高精度計(jì)算是遺傳算法的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用智能化技術(shù)遺傳算法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)非常重要，智能化技術(shù)可在電氣工程發(fā)生故障時(shí)發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可及時(shí)診斷電氣設(shè)備故障結(jié)果。定子電流辨別控制經(jīng)電氣動(dòng)態(tài)參數(shù)，由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)多層前饋性構(gòu)造，反向?qū)W習(xí)算法在使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷監(jiān)測(cè)電氣工程驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中得到體現(xiàn)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反向轉(zhuǎn)波算法定位時(shí)間大大減少，智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)估計(jì)器有很好的的抗擾噪音能力，不需控制模型，使得智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用語(yǔ)模式識(shí)別。智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加強(qiáng)診斷系統(tǒng)中的可靠性，充足的激勵(lì)函數(shù)存在于網(wǎng)絡(luò)中，通常通過嘗試法可解決選擇激勵(lì)函數(shù)與最優(yōu)隱藏結(jié)點(diǎn)問題。非線性函數(shù)近似值獲得得益于使用反向傳播技術(shù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)產(chǎn)生很大影響，調(diào)整網(wǎng)絡(luò)權(quán)重反饋結(jié)點(diǎn)誤差即可。

5 電氣自動(dòng)控制工程中的智能化技術(shù)應(yīng)用

中國(guó)科技發(fā)展對(duì)電氣工程帶來更多機(jī)遇與挑戰(zhàn)，電氣工程自動(dòng)化智能技術(shù)得到深入研究。自動(dòng)化控制是電力工程中的重要環(huán)節(jié)，可以提高電氣工程整體質(zhì)量，智能化技術(shù)在電力工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用，推動(dòng)電氣工程的發(fā)展。使用智能技術(shù)的電氣工程可以更好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，減少人們的勞動(dòng)量。通過智能化控制技術(shù)可降低企業(yè)勞動(dòng)成本，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。電氣自動(dòng)控制工程中智能技術(shù)應(yīng)用包括電氣控制設(shè)置，電氣優(yōu)化設(shè)計(jì)，電氣故障診斷等方面。

電氣自動(dòng)控制工程運(yùn)行中常出現(xiàn)復(fù)雜的電子設(shè)計(jì)內(nèi)容，如無法全面掌握會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)無法運(yùn)轉(zhuǎn)。相關(guān)人員可利用CAD技術(shù)為后續(xù)設(shè)計(jì)工作提供豐富的理論指導(dǎo)，智能化技術(shù)應(yīng)用下縮短主體設(shè)計(jì)工作時(shí)間，減少人工工作內(nèi)容。設(shè)計(jì)工作是電氣自動(dòng)控制工程中的重要部分，設(shè)計(jì)中要應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)，將智能化技術(shù)應(yīng)用于電氣優(yōu)化設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)可自行完成相應(yīng)任務(wù)，有效保證工作人員安全，為企業(yè)帶來更高經(jīng)濟(jì)效益。傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)中對(duì)控制工作要求嚴(yán)格，實(shí)際控制中需要實(shí)時(shí)監(jiān)控，采用智能化電氣自動(dòng)控制，將數(shù)據(jù)檢測(cè)集中于智能監(jiān)控系統(tǒng)，借助編制程序監(jiān)督，做到電氣控制自動(dòng)化。電氣控制系統(tǒng)可展示良好智能化特點(diǎn)。

圖1 基于智能技術(shù)的電氣控制系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)

電氣自動(dòng)化是精密度較強(qiáng)的控制儀器，做到自動(dòng)化控制程序全面設(shè)計(jì)。將智能技術(shù)應(yīng)用于設(shè)定程序時(shí)，有利于后續(xù)維護(hù)管理工作執(zhí)行。電氣系統(tǒng)運(yùn)行中由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜度較高，故障診斷是系統(tǒng)維護(hù)管理的重要部分，智能化技術(shù)下，人們可以對(duì)故障內(nèi)容準(zhǔn)確判斷，工作人員要借助智能化技術(shù)，預(yù)定預(yù)警反饋制度。在智能技術(shù)應(yīng)用中，通過光化學(xué)等技術(shù)應(yīng)用強(qiáng)化電氣故障診斷科學(xué)性，在精密企業(yè)故障診斷中，智能化技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯。智能化技術(shù)可幫助工作人員全面預(yù)測(cè)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)。電氣自動(dòng)化工程處于安全運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)用智能技術(shù)主要為確保電氣安全防護(hù)效果。