智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用

趙永濤

(甘肅有色冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 金昌 737100)

0 引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，電氣工程技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，技術(shù)實(shí)力也得到了有效提高，尤其是在自動(dòng)化技術(shù)的帶動(dòng)下，電氣工程很多工作的實(shí)施擺脫了傳統(tǒng)的人工操作或?qū)Ｈ吮O(jiān)管，在很多技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了無(wú)人化作業(yè)，有效減少了人工操作產(chǎn)生的失誤和效率低下問(wèn)題。隨著電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，單純的自動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)不能完全滿足電氣工程行業(yè)的發(fā)展需求，尤其在工業(yè)4.0時(shí)代的到來(lái)后，智能化技術(shù)逐漸在各行各業(yè)得到應(yīng)用[1]。將智能化技術(shù)與電氣工程自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，能夠有效促進(jìn)電氣工程技術(shù)的進(jìn)一部提升，使自動(dòng)控制的過(guò)程不僅能夠自動(dòng)實(shí)施，且在科學(xué)化、柔性化方面也將得到大幅提升，有利于電氣工程行業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展。

1 電氣工程自動(dòng)化與智能化技術(shù)

電氣工程是電力技術(shù)體系的重要分支之一，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱行業(yè)，也是電能高效、合理利用的關(guān)鍵行業(yè)。尤其21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)工業(yè)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展十分迅猛，經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)于電氣工程技術(shù)的依賴性明顯增強(qiáng)，電氣工程及其相關(guān)行業(yè)的發(fā)展?jié)摿薮骩2]。電氣工程自動(dòng)化涉及到強(qiáng)電與弱電技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，技術(shù)體系包含了機(jī)械電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、送電配電技術(shù)、高壓電技術(shù)以及相關(guān)的信息傳輸技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等，具有很強(qiáng)的綜合性特征[3]。而在人工智能理念誕生后，智能化的技術(shù)也逐漸與各個(gè)行業(yè)實(shí)現(xiàn)融合，尤其在電氣控制技術(shù)和自動(dòng)化領(lǐng)域，智能化技術(shù)的應(yīng)用更加全面，將傳統(tǒng)的電氣工程自動(dòng)化技術(shù)與信息收集、計(jì)算機(jī)處理、邏輯運(yùn)算等技術(shù)相結(jié)合，使電氣工程的技術(shù)逐漸具有自主判斷和方案選擇等能力，使電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用性和可操作性明顯增強(qiáng)，技術(shù)應(yīng)用過(guò)程對(duì)于人力的依賴進(jìn)一步減弱，電氣工程逐漸實(shí)現(xiàn)自主工作特征。

2 智能化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 使電氣工程自動(dòng)化流程得到簡(jiǎn)化

智能化技術(shù)的應(yīng)用綜合考慮了電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的各個(gè)流程，并根據(jù)電氣工程的應(yīng)用方向合理設(shè)計(jì)與智能化技術(shù)的結(jié)合方式。智能化技術(shù)應(yīng)用后電氣工程的功能實(shí)現(xiàn)與電氣控制元件都受到計(jì)算機(jī)技術(shù)的監(jiān)測(cè)與控制，一方面有效減少了人工控制的過(guò)程，使電氣工程的各個(gè)工序?qū)嵤┗疽揽孔詣?dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)；另一方面，將現(xiàn)階段電氣工程自動(dòng)化技術(shù)固定工作模式轉(zhuǎn)換為具有邏輯判斷、環(huán)境監(jiān)測(cè)、工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)的智能控制，使電氣工程各個(gè)工序的實(shí)施時(shí)機(jī)、實(shí)施合理性明顯提升。

2.2 使電氣工程的控制能力得到提升

由于傳統(tǒng)的電氣工程自動(dòng)化技術(shù)所依靠的運(yùn)行程序是固定的，因此，其控制能力僅局限于正常的固定工況下，不具有柔性化和可變性特點(diǎn)。智能化技術(shù)應(yīng)用的控制程序與人腦的思維邏輯比較接近，控制過(guò)程能夠根據(jù)不同對(duì)象、不同環(huán)境條件采取最合理的方案，且智能化技術(shù)的另一大特點(diǎn)是具有學(xué)習(xí)和不斷提升的能力，隨著技術(shù)和算法的不斷優(yōu)化，電氣工程的智能控制效果還將得到提升，進(jìn)一步降低傳統(tǒng)工作中無(wú)法預(yù)測(cè)或估計(jì)的非主觀因素的影響，提高控制過(guò)程的精確性[4]。

2.3 使電氣工程的監(jiān)管工作更加便捷

電氣工程與機(jī)械工程或車輛工程不同，電氣工程的工作完成情況、電控設(shè)備運(yùn)行情況、電控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)等參數(shù)很難在日常檢查過(guò)程中直觀獲得，往往需要在電氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障或異常后，才通過(guò)人工的方式結(jié)合復(fù)雜的檢測(cè)手段確定故障位置。從智能控制的角度看，電氣工程的自動(dòng)化功能得到了升級(jí)，不僅系統(tǒng)內(nèi)部增設(shè)了大量的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和安全控制設(shè)備，能夠更全面地提供電氣系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)信息，方便日常管理，而且利用智能化技術(shù)的處理器和邏輯判斷功能，能夠?qū)收匣蛳到y(tǒng)異常做出技術(shù)預(yù)警，并分析故障原因，提供可行維修方案，有效降低電氣工程的日常監(jiān)管與維護(hù)工作強(qiáng)度。

2.4 使電氣工程的運(yùn)營(yíng)成本進(jìn)一步降低

傳統(tǒng)的電氣工程自動(dòng)化技術(shù)并不能完全實(shí)現(xiàn)無(wú)人化作業(yè)，技術(shù)應(yīng)用與后期使用和管理過(guò)程中需要雇傭大量技術(shù)、維護(hù)、操作人員以保證電氣工程的有效運(yùn)行，這在很大程度上提高了生產(chǎn)成本，且在電氣工程應(yīng)用的過(guò)程中，還存在故障維修、生產(chǎn)誤工等成本損耗。而通過(guò)智能化技術(shù)，一方面有效減少了人員雇用成本，另一方面有效減少了系統(tǒng)故障問(wèn)題，使因系統(tǒng)故障造成的維修成本和維修時(shí)間進(jìn)一步縮短，電氣工程的運(yùn)營(yíng)成本得到有效降低。

3 智能化技術(shù)的應(yīng)用形式

3.1 人與電氣控制系統(tǒng)的交互

智能化技術(shù)的引進(jìn)使傳統(tǒng)的電氣系統(tǒng)發(fā)生了質(zhì)的變化，不僅能夠智能完成眾多工作任務(wù)，還具備良好的人機(jī)交互功能。智能化的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在軟硬件方面都建立了良好的人機(jī)交互功能[5]。硬件方面電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)配套了大量的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口，具備良好的數(shù)據(jù)接收、分析和處理能力，配備的可編程控制器能夠替代人工進(jìn)行電氣控制，且具有良好的升級(jí)能力；軟件方面具有良好的人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)，技術(shù)人員可以通過(guò)液晶顯示器、連接筆記本電腦、遠(yuǎn)程控制等多種方式調(diào)用、查閱系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息，并對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行程序、提供的故障警示、運(yùn)營(yíng)方案優(yōu)化建議等進(jìn)行編輯和處理，系統(tǒng)還能對(duì)編輯處理后的方案進(jìn)行分析并提供相應(yīng)的建議。

3.2 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行安全與技術(shù)防護(hù)

現(xiàn)代化的電氣工程應(yīng)用多與互聯(lián)網(wǎng)和信息化結(jié)合，面對(duì)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)和信息環(huán)境，系統(tǒng)運(yùn)行的安全性急需得到提升，智能化技術(shù)能更好地預(yù)防網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題，避免出現(xiàn)非法獲取生產(chǎn)信息、技術(shù)方案等情況的出現(xiàn)。同時(shí)智能化技術(shù)還能有效避免重要信息的丟失，有效預(yù)防病毒造成的控制系統(tǒng)錯(cuò)亂問(wèn)題。由于智能化技術(shù)應(yīng)用了先進(jìn)的處理器技術(shù)，且系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)安全方面的自主升級(jí)，對(duì)于電氣系統(tǒng)存在的潛在安全問(wèn)題具有良好的預(yù)見(jiàn)性和預(yù)防性，降低不安全因素對(duì)電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)造成的不良影響。

3.3 電氣工程的智能設(shè)計(jì)優(yōu)化

電氣設(shè)備控制設(shè)計(jì)是電氣工程自動(dòng)化中的重要環(huán)節(jié)之一，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作具有復(fù)雜化特征，如果僅以人工方式開展設(shè)計(jì)工作，常存在數(shù)據(jù)收集、處理等環(huán)節(jié)消耗大量精力及時(shí)間等問(wèn)題，且設(shè)計(jì)過(guò)程考慮問(wèn)題的充分性不足，即使通過(guò)人工方式反復(fù)計(jì)算數(shù)據(jù)并核驗(yàn)資料，仍可能存在設(shè)計(jì)失誤或系統(tǒng)缺陷，加之人工設(shè)計(jì)效率低下，無(wú)論在設(shè)計(jì)效率還是復(fù)雜控制技術(shù)設(shè)計(jì)可靠性方面都難以與智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)相媲美?；诖?，很多電氣工程在設(shè)計(jì)和優(yōu)化改進(jìn)過(guò)程中與智能化技術(shù)相結(jié)合，一方面智能化技術(shù)在控制系統(tǒng)中應(yīng)用的大量數(shù)據(jù)采集裝置收集了大量的系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，系統(tǒng)運(yùn)行中的不合理問(wèn)題、故障因素等會(huì)在第一時(shí)間被智能系統(tǒng)收集；另一方面，智能系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)控制程序和電氣方案的自主優(yōu)化，通過(guò)遺傳算法、專家算法和實(shí)踐數(shù)據(jù)相結(jié)合，系統(tǒng)能夠根據(jù)專家?guī)旌蛿?shù)據(jù)庫(kù)信息實(shí)施自動(dòng)化的設(shè)計(jì)工作或輔助人工進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而更好地保障電氣工程設(shè)計(jì)的合理性。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)智能化技術(shù)應(yīng)用，有效推動(dòng)了電氣工程自動(dòng)化的發(fā)展，智能化技術(shù)具有先進(jìn)性、精確性、邏輯性、自主性特點(diǎn)，有利于電氣工程應(yīng)用中的安全性、穩(wěn)定性提升，不僅進(jìn)一步加強(qiáng)了自動(dòng)化控制的效果，還在節(jié)省生產(chǎn)資源、提高生產(chǎn)效率方面起到積極作用，因此在電氣自動(dòng)化中應(yīng)用智能化技術(shù)十分必要。

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