試論電氣工程及其自動(dòng)化的智能化技術(shù)應(yīng)用

國(guó)網(wǎng)天津市電力公司東麗供電分公司 尹溫碩

1 引言

隨著電氣工業(yè)的迅速發(fā)展，各種電氣技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也日益廣泛，尤其是目前智能化技術(shù)的應(yīng)用已取得了一定的成果。為了實(shí)現(xiàn)電氣行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，必須加強(qiáng)對(duì)智能化技術(shù)的研究和管理，加大對(duì)智能化技術(shù)的應(yīng)用，將各種資源進(jìn)行整合和配置，從而提高電氣工程的安全和穩(wěn)定。所以，必須正確理解智能化技術(shù)，并根據(jù)現(xiàn)實(shí)條件，充分利用其優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而推動(dòng)電氣工程及其自動(dòng)化的發(fā)展。

2 智能化技術(shù)的概念與優(yōu)勢(shì)

智能化技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展產(chǎn)生的一種新興技術(shù)，其本身就是計(jì)算機(jī)技術(shù)的一個(gè)重要分支。目前。我國(guó)科技越來(lái)越發(fā)達(dá)，包括電腦、GPS、傳感器等在內(nèi)的智能化技術(shù)也在不斷進(jìn)步。自動(dòng)化智能化技術(shù)是電氣工程發(fā)展的基礎(chǔ)，現(xiàn)階段大多數(shù)人類生活已經(jīng)離不開科學(xué)技術(shù)帶來(lái)的方便，特別是電氣工程。目前，我國(guó)在應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)時(shí)，大多側(cè)重于對(duì)信息的采集、整理和分析，并據(jù)此作出判斷，以科學(xué)地解決人們?cè)谏a(chǎn)和生活中遇到的問(wèn)題。智能化技術(shù)是一種幫助人們進(jìn)行判斷、完成單調(diào)工作和思維活動(dòng)的仿真手段，可以為人們帶來(lái)便利。所以，將智能化技術(shù)應(yīng)用到設(shè)備上，可以讓設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制，這也是目前國(guó)內(nèi)制造業(yè)一直在努力的方向[1]。

目前，用戶的要求越來(lái)越復(fù)雜，越來(lái)越多樣化，傳統(tǒng)電氣工程的發(fā)展已不能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展。與其他的生產(chǎn)技術(shù)相比，智能化技術(shù)具有較多優(yōu)點(diǎn)：一是智能制造具有更高的生產(chǎn)效率和更高的控制精度，這對(duì)改善電氣工程的調(diào)節(jié)和控制效果具有重要意義。電氣工程中智能化技術(shù)的信息處理和分析，大多采用CPU實(shí)現(xiàn)，總體運(yùn)算速度很高。

二是智能化技術(shù)應(yīng)用效果顯著，可以直觀地反映在數(shù)據(jù)中。智能化技術(shù)可以將電氣工程中的數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)化為文字，讓電氣工程中的數(shù)據(jù)信息更加直觀，更加具體。

三是智能化技術(shù)的控制系統(tǒng)也更加完善，調(diào)整起來(lái)也更加容易。智能化技術(shù)處理各類數(shù)據(jù)的一致性較強(qiáng)，從而提高了系統(tǒng)的自控能力。

四是該系統(tǒng)無(wú)需進(jìn)行模型化，即可實(shí)現(xiàn)智能控制。為了保證電氣工程的安全穩(wěn)定，必須建立一種能有效控制其控制模式。然而，由于對(duì)象的動(dòng)態(tài)方程十分復(fù)雜，因此在實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的效果不理想。而智能控制可以有效地解決目標(biāo)模型的復(fù)雜性、變異性，并在一定程度上降低了不確定性對(duì)系統(tǒng)的影響，從而提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。

3 在電氣工程及其自動(dòng)化領(lǐng)域中應(yīng)用智能化技術(shù)的價(jià)值

智能化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用較為廣泛，通過(guò)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的連接，建立了一個(gè)運(yùn)行模式，并通過(guò)人為的控制來(lái)提高系統(tǒng)的工作效率，電氣工程的施工和管理都離不開智能化技術(shù)[2]。

3.1 實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的控制流程

在實(shí)際的生產(chǎn)管理中，有關(guān)企業(yè)要想提高生產(chǎn)的效率和效益，必須確?？刂屏鞒痰暮侠砗屯晟?，因此必須重視智能化技術(shù)在電氣工程與自動(dòng)化生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中的運(yùn)用。其不但可以提高生產(chǎn)效率和效益，而且可以減輕企業(yè)整體管理的困難。另外，自動(dòng)控制設(shè)備可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且調(diào)試過(guò)程更加簡(jiǎn)便，有利于電氣工程智能化技術(shù)體系的有效運(yùn)行。但由于智能化技術(shù)系統(tǒng)的管理工作十分繁雜，在實(shí)際應(yīng)用中很容易隨著數(shù)據(jù)參數(shù)的變化而發(fā)生變化，一旦發(fā)生了差錯(cuò)，就必須增加投入，以檢驗(yàn)是否有錯(cuò)誤，從而影響到企業(yè)的正常生產(chǎn)。因此，不斷擴(kuò)大企業(yè)智能化技術(shù)維修水平，對(duì)提高其在電氣工程及其自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用具有十分重要的意義。

3.2 保證精確的控制模式

智能控制技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用和控制效率，主要取決于存儲(chǔ)容量和動(dòng)態(tài)方程式比例，而控制的低效也會(huì)對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)和管理產(chǎn)生一定的影響。在過(guò)去的電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，由于所建立的控制模型往往比較復(fù)雜，導(dǎo)致控制數(shù)據(jù)處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，在進(jìn)行控制時(shí)，往往會(huì)因?yàn)椴荒苷_地判斷有關(guān)的信息而導(dǎo)致操作失誤，從而影響對(duì)控制程序的全面理解，導(dǎo)致電氣工程生產(chǎn)進(jìn)度的延緩。智能化技術(shù)可以使自動(dòng)控制模式簡(jiǎn)化，在不需要對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行建模的情況下，減少了人為因素的影響，從而提高了控制的精確度，減少了人為的影響[3]。

3.3 實(shí)現(xiàn)有效的自主管理

在電氣工程自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，由于模型的復(fù)雜性，導(dǎo)致了系統(tǒng)的不穩(wěn)定。通過(guò)引入智能化技術(shù)，可以有效地控制和反饋電氣工程中的設(shè)備、儀表、參數(shù)，從而提高對(duì)電氣工程的控制水平，減少了系統(tǒng)的二次建模，減少了系統(tǒng)的投資，同時(shí)也減少了由于各種因素造成的錯(cuò)誤。在智能控制的同時(shí)，還可以對(duì)反饋的信息進(jìn)行主動(dòng)的預(yù)警，從而可以及時(shí)糾正錯(cuò)誤，降低生產(chǎn)危險(xiǎn)。同時(shí)，將智能化技術(shù)應(yīng)用于電力工程中，將有助于建立一個(gè)統(tǒng)一的電氣自動(dòng)化控制體系，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的各類設(shè)備進(jìn)行綜合管理，從而使電氣工程的自動(dòng)化效率和服務(wù)水平都可以得到改善，推動(dòng)電氣工程的平穩(wěn)運(yùn)行和自動(dòng)化。電氣工程與自動(dòng)化控制的傳統(tǒng)控制工作效率較低，難以適應(yīng)當(dāng)今電氣工程的自動(dòng)化水平。所以，通過(guò)智能控制設(shè)備，可以提高電氣工程的調(diào)度效率。將智能化技術(shù)引入到電氣工程自動(dòng)控制設(shè)備中，可以自動(dòng)調(diào)節(jié)所設(shè)定的模型參數(shù)，降低人工成本。

4 智能化技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化領(lǐng)域中的具體應(yīng)用

4.1 工程的設(shè)計(jì)優(yōu)化

采用智能化技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，既可以減少工程設(shè)計(jì)者的工作量，又可以通過(guò)大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，從而使工程的整體設(shè)計(jì)更加先進(jìn)。在目前的電氣工程中，對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的需求是非常普遍的，傳統(tǒng)的電氣設(shè)備設(shè)計(jì)都是根據(jù)設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際操作來(lái)進(jìn)行的，可以說(shuō)，電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)的質(zhì)量都是由工程師自身的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)來(lái)決定的，在某種程度上，電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)方案的結(jié)構(gòu)并不符合規(guī)范的要求，結(jié)果往往達(dá)不到預(yù)期的效果。從而給工程的后續(xù)工作帶來(lái)較大的隱患，造成了負(fù)面影響。采用智能化技術(shù)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)與優(yōu)化，不僅可以大大降低設(shè)計(jì)者的工作量，節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間，又可以滿足用戶的使用要求，提高設(shè)計(jì)水平，增強(qiáng)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)，利用遺傳算法對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，提高了控制系統(tǒng)的圖像處理能力，從多個(gè)角度保證了系統(tǒng)的先進(jìn)性和實(shí)用性，使設(shè)計(jì)工作更加高效[4]。

4.2 可編程邏輯控制器技術(shù)

可編程邏輯控制器是一種以單片機(jī)為基礎(chǔ)的電子系統(tǒng)裝置，其被用來(lái)執(zhí)行邏輯操作、順序控制、定時(shí)/計(jì)數(shù)、算術(shù)等多種操作，可以控制多種機(jī)械或制造工藝。由于可編程邏輯控制器技術(shù)可以更好地適應(yīng)電氣工程的運(yùn)行要求，在電氣工程中具有絕對(duì)的協(xié)調(diào)能力，因而可以較大提高電氣工程的運(yùn)行效率。可編程邏輯控制器技術(shù)的運(yùn)用，不但使操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到了改善，而且對(duì)電氣工程的自動(dòng)化運(yùn)行也起到了較好的作用?？删幊踢壿嬁刂破鬈浝^電器替代了常規(guī)的物理器件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電源的自動(dòng)開關(guān)，同時(shí)也使電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定得到了較大的改善?？删幊踢壿嬁刂破骷夹g(shù)的推廣，為電氣工程及其自動(dòng)化的發(fā)展提供了有力的保障。

4.3 工程的智能管控

將智能化技術(shù)引入電氣工程自動(dòng)化領(lǐng)域，可以提高電氣工程自動(dòng)化的控制水平，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、高效的控制。同時(shí)，電氣工程自動(dòng)化控制將為智能化技術(shù)提供一個(gè)綜合性的實(shí)踐平臺(tái)，從而建立起更為完善的生產(chǎn)系統(tǒng)，充分彰顯智能化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)智能化技術(shù)在電氣工程中的進(jìn)一步發(fā)展。

4.3.1 應(yīng)用于日常管控

由于電氣工程及其自動(dòng)化的特點(diǎn)，同時(shí)設(shè)備的地理位置對(duì)工作場(chǎng)所的選擇也有一定的影響，使得操作人員需要在高溫、噪聲等條件下工作，從而導(dǎo)致操作人員的情緒緊張、煩躁，降低了工作質(zhì)量和工作效率，可以有效地解決目前電氣工程與自動(dòng)化領(lǐng)域突出的問(wèn)題，簡(jiǎn)化電氣設(shè)備的管理與控制流程，降低了人力、物力的投入，實(shí)現(xiàn)設(shè)備與運(yùn)行的分離，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。如采用分布式結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)智能化技術(shù)進(jìn)行科學(xué)、合理的應(yīng)用，生產(chǎn)、審計(jì)、控制等工作模塊能夠有效地將控制線路和功能分開，在這段時(shí)間里，還會(huì)建立一個(gè)獨(dú)立的管理模塊，在發(fā)生故障時(shí)，只要不對(duì)其他模塊造成影響，就能有效地防止問(wèn)題發(fā)生，減少系統(tǒng)的危險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力自動(dòng)化系統(tǒng)的有效控制與管理，保證電氣工程的安全穩(wěn)定[5]。

4.3.2 應(yīng)用于智能化操控

電氣行業(yè)的發(fā)展離不開智能化、自動(dòng)化，智能化技術(shù)在今后的發(fā)展中扮演著越來(lái)越重要的角色。將智能化技術(shù)應(yīng)用于電氣工程及自動(dòng)化系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制、高效控制和遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。在自動(dòng)化系統(tǒng)中，采用智能化技術(shù)可以避免因環(huán)境改變而造成的資源浪費(fèi)。在整體工作風(fēng)險(xiǎn)大的情況下，采用智能化技術(shù)還可以有效地識(shí)別環(huán)境的變化。在這個(gè)過(guò)程中，必須設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)，使智能系統(tǒng)能夠做出準(zhǔn)確的預(yù)警。在數(shù)據(jù)信息不正常的情況下，自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，避免了安全事故的發(fā)生。

4.3.3 應(yīng)用于安全防御

智能化技術(shù)的高效應(yīng)用，可以改進(jìn)傳統(tǒng)控制方式的不足和缺點(diǎn)，可以主動(dòng)地分析和學(xué)習(xí)設(shè)備中出現(xiàn)的問(wèn)題和病毒，快速收集數(shù)據(jù)，采取有效的保護(hù)措施，為電氣工程及其自動(dòng)化控制工作提供了可靠的保證。

4.4 工程的故障診斷

故障是電氣設(shè)備在使用過(guò)程中必然存在的問(wèn)題，故障診斷和維修工作對(duì)保證電氣設(shè)備的工作起著至關(guān)重要的作用，而常規(guī)的故障診斷工作通常都是依靠人力來(lái)進(jìn)行，而在此期間，維修人員的技術(shù)水平將直接影響到診斷和維修水平。在現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)中，利用智能化技術(shù)對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)分析，當(dāng)電氣設(shè)備在使用過(guò)程中出現(xiàn)高溫、振動(dòng)等異常情況時(shí)，智能系統(tǒng)就會(huì)在后臺(tái)發(fā)出警報(bào)，同時(shí)還可以對(duì)電氣設(shè)備的實(shí)際操作進(jìn)行分析，并制定相應(yīng)的維修和保養(yǎng)計(jì)劃，從而提高設(shè)備的維修效率，確保電氣工程的穩(wěn)定與安全。智能故障診斷技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于電氣工程中，成為電氣工程的重要組成部分。

同時(shí)，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以及時(shí)地發(fā)現(xiàn)故障，并采取相應(yīng)的處理措施，從而節(jié)省維修費(fèi)用，降低設(shè)備的損毀，將事故損失降低到最小。首先，智能化技術(shù)在實(shí)際故障診斷和維護(hù)工作中的應(yīng)用，對(duì)維護(hù)工作有一定的指導(dǎo)作用。智能化系統(tǒng)可以幫助技術(shù)人員更好地了解電氣工程中的故障情況，從而更好地確認(rèn)電氣工程中的故障原因和故障的具體位置，加快檢修工作的實(shí)施，并可對(duì)系統(tǒng)的故障進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)。當(dāng)檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)不正常的現(xiàn)象時(shí)，要通知維護(hù)部門，對(duì)故障進(jìn)行分析和處理。

在實(shí)際的操作中，技術(shù)人員可以通過(guò)合理運(yùn)用智能化技術(shù)，能夠有效地識(shí)別和采集電氣工程環(huán)境中的環(huán)境信息，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行有效的分析和處理。智能化系統(tǒng)一旦發(fā)現(xiàn)異常信息，比如異常的溫度上升信息、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的變動(dòng)信息，就會(huì)被智能系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別出來(lái)。在識(shí)別工作結(jié)束后，將異常數(shù)據(jù)直接傳送給工程技術(shù)人員或維護(hù)人員的管理設(shè)備，從而使其對(duì)異常狀況、故障問(wèn)題做出正確的判斷。通過(guò)對(duì)可疑故障部位的信息采集和分析，智能化系統(tǒng)能夠制定完善、詳細(xì)的故障報(bào)告，針對(duì)不同的故障情況，給出相應(yīng)的處理方案，以保證檢修人員對(duì)故障的正確理解，從而提高電氣工程的維護(hù)工作效率。

其次，智能化控制系統(tǒng)還能夠?qū)S護(hù)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)維護(hù)人員進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的預(yù)警。如在電氣工程運(yùn)行中，變壓器一旦發(fā)生油泄漏情況，就會(huì)發(fā)生汽化現(xiàn)象，檢修過(guò)程中會(huì)發(fā)生火花，這是很危險(xiǎn)的。智能系統(tǒng)可以對(duì)特定的風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別進(jìn)行分析和預(yù)警，幫助維護(hù)人員正確地了解具體的危險(xiǎn)狀況，并做好自身的安全保護(hù)。在電氣工程及自動(dòng)化領(lǐng)域，運(yùn)用智能化技術(shù)進(jìn)行故障診斷和處理，確保了有關(guān)設(shè)備和系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠地工作，全面采集和分析各種信息，提高電氣工程的安全性。

5 智能化技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)化路徑

隨著智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣工程的運(yùn)行效率也在不斷地提升，其中速度與效率是衡量系統(tǒng)自動(dòng)化程度的主要因素，采用智能化技術(shù)可以在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高速率的運(yùn)行，并大大改善了系統(tǒng)的性能。同時(shí)，要使智能化技術(shù)具有多種功能，就需要從系統(tǒng)的內(nèi)部構(gòu)造出發(fā)，通過(guò)創(chuàng)建一個(gè)可視化的界面，讓用戶在方便用戶和滿足用戶需求的窗口中有效地工作，從而達(dá)到人性化的設(shè)計(jì)目的。在電氣工程中運(yùn)用可視化技術(shù)，可以減少設(shè)計(jì)時(shí)間、改善產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)省設(shè)計(jì)費(fèi)用、增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。另外，將可編程邏輯控制器運(yùn)用于電氣工程，使用者可以根據(jù)自己的需要，對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?，使之更符合自己的要求，提高使用者的滿意度。

5.1 強(qiáng)化智能化技術(shù)的理論支撐

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，電氣工程及其自動(dòng)化領(lǐng)域?qū)χ悄芑?、自?dòng)化技術(shù)的研究日益深入，使得智能化技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，從而使電氣工程領(lǐng)域智能化技術(shù)的理論得到進(jìn)一步的發(fā)展和完善。但是，智能化技術(shù)的應(yīng)用時(shí)間比較短，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，需要進(jìn)一步提高技術(shù)人員的專業(yè)素質(zhì)，以實(shí)現(xiàn)智能化技術(shù)的不斷優(yōu)化和完善，使其理論知識(shí)更加完善，以適應(yīng)目前的電氣工程及自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，改進(jìn)其存在的某些缺陷。

5.2 加大智能化技術(shù)系統(tǒng)的研發(fā)力度

電氣工程及其自動(dòng)化領(lǐng)域中，智能化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展離不開智能化技術(shù)系統(tǒng)的支撐，因此要在當(dāng)前的技術(shù)體系層面上實(shí)現(xiàn)有效的突破，就必須在技術(shù)上不斷地創(chuàng)新，以期在通信網(wǎng)絡(luò)、火災(zāi)報(bào)警、設(shè)備監(jiān)測(cè)等方面取得長(zhǎng)足的進(jìn)步，并將其應(yīng)用于電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)的開發(fā)中。

6 結(jié)語(yǔ)

總之，隨著電氣工程及其自動(dòng)化領(lǐng)域科技的進(jìn)步，智能化技術(shù)將會(huì)朝著模塊化、集成化方向發(fā)展，將其應(yīng)用到電氣工程及其自動(dòng)化控制的系統(tǒng)中，不僅可以提高工程的自動(dòng)化控制程度，還可以增加其工作效率。因此，有關(guān)企業(yè)應(yīng)該加大智能化在電氣工程及其自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用研究，強(qiáng)化智能化技術(shù)的理論支撐，加大智能化技術(shù)系統(tǒng)的研發(fā)，以促進(jìn)電氣行業(yè)的健康發(fā)展。