電氣工程及其自動化的智能化技術(shù)應(yīng)用探析

汪晶晶，儲百坤

（安徽省江淮船舶檢驗(yàn)局，安徽 合肥 230001）

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。計算機(jī)信息技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，為電氣工程及其自動化的發(fā)展奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)[1]。智能化技術(shù)在電氣工程及其自動化中的融合發(fā)展，能將電氣領(lǐng)域推動到智能化的層次。但是在當(dāng)前的發(fā)展中，智能化技術(shù)在電氣工程中的發(fā)展應(yīng)用時間并不長，仍然處于初步發(fā)展階段，在功能開發(fā)以及技術(shù)提升方面有著很大的提升空間[2]。在當(dāng)前電氣行業(yè)的發(fā)展中，智能化技術(shù)與電氣工程的融合應(yīng)用成為業(yè)內(nèi)人士探討的重點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)電氣行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，必須加強(qiáng)對智能化技術(shù)的研究和管理，加大對智能化技術(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，進(jìn)而推動電氣工程及其自動化的發(fā)展[3]。

1 智能化技術(shù)相關(guān)概述

1.1 智能化技術(shù)的概念

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)，其本身就是計算機(jī)技術(shù)的一個重要分支。目前。我國科技越來越發(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)帶來的方便，特別是電氣工程[4]。目前，我國在應(yīng)用自動化技術(shù)時，大多側(cè)重于對信息的采集、整理和分析，并據(jù)此作出判斷，以科學(xué)地解決人們在生產(chǎn)和生活中遇到的問題。智能化技術(shù)是一種幫助人們進(jìn)行判斷、完成單調(diào)工作和思維活動的仿真手段，可以為人們帶來便利。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)行自動控制，這也是目前國內(nèi)制造業(yè)一直在努力的方向。目前，用戶的要求越來越復(fù)雜，越來越多樣化，傳統(tǒng)電氣工程的發(fā)展已不能適應(yīng)現(xiàn)代社會的發(fā)展[5]。

1.2 電氣行業(yè)中智能化技術(shù)的特點(diǎn)

1.2.1 智能化技術(shù)推動了無人化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

當(dāng)前，智能化技術(shù)在電氣工程行業(yè)中廣泛應(yīng)用，有效地減少了人力的使用，尤其是設(shè)備操作人員數(shù)量顯著下降，從側(cè)面角度強(qiáng)化了設(shè)備的穩(wěn)定性。例如，引入智能化技術(shù)后，電氣工程設(shè)備可在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，如此一來，操作人員只需要進(jìn)行簡單的屏幕控制即可，最大程度上提高了設(shè)備的響應(yīng)速度。另外，由于智能化技術(shù)可遠(yuǎn)程遙控，所以操作人員的安全性得到了保障，尤其是5G 技術(shù)的結(jié)合，進(jìn)一步提高了設(shè)備的工作效率，完成了無人化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這是未來電氣行業(yè)發(fā)展的必然趨勢[6]。

1.2.2 智能化技術(shù)無需控制模型

對于控制系統(tǒng)來說，智能化技術(shù)優(yōu)勢顯著，主要體現(xiàn)在打破了模型設(shè)計的約束。一般來說，傳統(tǒng)的電氣工程控制系統(tǒng)必須以模型設(shè)計為基礎(chǔ)，如果模型設(shè)計出現(xiàn)變化，其對應(yīng)的控制系統(tǒng)就會失去作用。智能化技術(shù)強(qiáng)調(diào)的是系統(tǒng)的精確控制，并能夠?qū)ψ兓哪Ｐ驮O(shè)計做準(zhǔn)確的處理，從本質(zhì)角度提高了系統(tǒng)的可控性。由此可見，智能化技術(shù)的系統(tǒng)控制不需要模型設(shè)計，其控制效果更為精確，符合時代的發(fā)展需求[7]。

1.3 智能化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

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[8]。

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

2.1 智能化技術(shù)在電氣工程的設(shè)計優(yōu)化中的應(yīng)用

采用智能化技術(shù)進(jìn)行設(shè)計，既可以減少工程設(shè)計者的工作量，又可以通過大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，從而使工程的整體設(shè)計更加先進(jìn)。在目前的電氣工程中，對自動化控制系統(tǒng)的需求是非常普遍的，傳統(tǒng)的電氣設(shè)備設(shè)計都是根據(jù)設(shè)計人員的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際操作來進(jìn)行的，可以說，電氣設(shè)備的設(shè)計和設(shè)計的質(zhì)量都是由工程師自身的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)來決定的，在某種程度上，電氣設(shè)備的設(shè)計方案的結(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)計與優(yōu)化，不僅可以大大降低設(shè)計者的工作量，節(jié)省設(shè)計時間，又可以滿足用戶的使用要求，提高設(shè)計水平，增強(qiáng)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用價值。在以前的電氣設(shè)備設(shè)計過程中設(shè)計人員常常會根據(jù)自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對設(shè)備進(jìn)行處理，導(dǎo)致工程設(shè)計缺乏科學(xué)依據(jù)。另外，設(shè)計人員自身的經(jīng)驗(yàn)也具備諸多的個人因素，這樣也會造成電氣設(shè)備設(shè)計不準(zhǔn)確和不標(biāo)準(zhǔn)的情況出現(xiàn)，最終影響到整個電氣設(shè)備的設(shè)計水平以及相應(yīng)成本的增加。然而，應(yīng)用了智能化技術(shù)之后，可以增強(qiáng)整個電氣設(shè)計的精準(zhǔn)性，保障相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行效率和穩(wěn)定，對電氣工程的后期使用也會帶來積極的推動作用[9]。

2.2 智能化技術(shù)在電氣工程故障診斷中的應(yīng)用

電氣工程系統(tǒng)的運(yùn)行過程中很容易受到多種因素影響，導(dǎo)致電氣故障出現(xiàn)，而如果技術(shù)人員無法將故障消除，會嚴(yán)重影響到電氣系統(tǒng)安全，嚴(yán)重者還會出現(xiàn)人員傷亡，不利于企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。因此，技術(shù)人員需要合理應(yīng)用自動化智能化技術(shù)，將其與電氣故障診斷工作相結(jié)合，尤其是故障診斷與排查方面，提高電氣工程故障診斷水平，如變壓器，變壓器是電氣工程系統(tǒng)運(yùn)行過程中最為常見的一項(xiàng)設(shè)備，工作人員在對變壓器故障診斷時可以利用智能化操控系統(tǒng)來綜合分析變壓器各項(xiàng)性能，如滲油、漏油、分解氣體等，從而快速對故障區(qū)域定位，控制故障的影響范圍。并且該技術(shù)還能為技術(shù)人員提供維修方案，保證維修方案的科學(xué)，讓故障設(shè)備能快速恢復(fù)，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。其次，將電氣自動化智能化技術(shù)與電氣故障相結(jié)合還可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)檢查和維修，將系統(tǒng)運(yùn)行過程中可能存在安全隱患問題及時規(guī)避，工作人員需要根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況以及電氣系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)為依據(jù)制定融合策略，實(shí)現(xiàn)長效融合目標(biāo)，提高設(shè)備使用壽命，對各項(xiàng)資源有機(jī)協(xié)調(diào)，減少資源浪費(fèi)率，控制企業(yè)生產(chǎn)成本[10]。

2.3 智能化技術(shù)在電氣工程控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

自動化智能技術(shù)在控制系統(tǒng)中應(yīng)用分為模糊邏輯控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制兩種，其中模糊邏輯控制主要是將智能化技術(shù)與傳統(tǒng)PID 控制器轉(zhuǎn)換，由模糊化、反模糊化、推理機(jī)、知識庫相互組建而成，推理機(jī)可以在模糊行為下通過邏輯推算開展推理工作，將正確操控指令發(fā)出，而知識庫主要分為規(guī)則庫和數(shù)據(jù)庫，在實(shí)際作業(yè)中可以通過相應(yīng)數(shù)據(jù)對系統(tǒng)運(yùn)行方案合理制定，保證操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制中應(yīng)用自動化智能化技術(shù)，能彌補(bǔ)傳統(tǒng)控制技術(shù)問題，在傳統(tǒng)電氣工程中主要是使用梯形控制技術(shù)，而梯形控制技術(shù)定位速度較為緩慢，因此智能化自動化技術(shù)能將其問題規(guī)避，并且還能通過反向?qū)W習(xí)運(yùn)算功能，讓子系統(tǒng)能按照相應(yīng)參數(shù)開展研究和分析，實(shí)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動化控制目標(biāo)，讓操作流程更加簡化，不需要創(chuàng)建數(shù)據(jù)模型。電氣自動化智能化技術(shù)可以將各終端設(shè)備緊密聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)智能化控制，將傳統(tǒng)人為操作問題有效解決，提高電氣工程自動化水平，控制企業(yè)生產(chǎn)成本，對各項(xiàng)資源有效協(xié)調(diào)，讓企業(yè)能獲得良好發(fā)展前景，為智能化技術(shù)發(fā)展創(chuàng)造良好氛圍[11]。

2.4 智能化技術(shù)在電氣工程狀態(tài)檢測中的應(yīng)用

電氣自動化技術(shù)通過檢測電氣工程的工況，與傳感技術(shù)的結(jié)合提高了電氣監(jiān)控的效率，電氣自動化技術(shù)還可以了解狀態(tài)并控制效果。通過自動化技術(shù)與傳感技術(shù)相結(jié)合，滿足電氣工程的動態(tài)需求，可以及時處理信息。自動化技術(shù)的引入改變了傳統(tǒng)電氣工程中的人為維護(hù)和操作模式，使電氣工程人機(jī)交互，使設(shè)備管理和監(jiān)控人員可以使用計算機(jī)進(jìn)行操作?？茖W(xué)地對電源系統(tǒng)進(jìn)行修改和調(diào)整參數(shù)，實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行，減少人員使用。解決可能存在的問題，以有效預(yù)防問題發(fā)生的可能性。借助電氣自動化技術(shù)，主動查找故障的原因。一旦檢測到指標(biāo)數(shù)據(jù)異常，運(yùn)行系統(tǒng)就會發(fā)出警報，提醒人員分析故障問題。

2.5 智能化技術(shù)在電氣工程動態(tài)監(jiān)控中的應(yīng)用

動態(tài)監(jiān)控是電氣自動化技術(shù)中重要技術(shù)，應(yīng)用到電氣工程中，可以進(jìn)行全面的實(shí)時監(jiān)控，相關(guān)人員通過動態(tài)監(jiān)控定位問題，及時解決問題，確保始終穩(wěn)定高效運(yùn)行。企業(yè)應(yīng)合理運(yùn)用動態(tài)傳感技術(shù)對系統(tǒng)進(jìn)行管理，培養(yǎng)相關(guān)系統(tǒng)管理人員掌握該技術(shù)，并將技術(shù)應(yīng)用到系統(tǒng)管理中。得益于有效的電氣自動化方法，防止了由于人工監(jiān)控方式或?qū)ο到y(tǒng)運(yùn)行判斷錯誤導(dǎo)致的系統(tǒng)問題。傳統(tǒng)的人員控制中，不可避免地會發(fā)生人員無法第一時間發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行問題，使電氣系統(tǒng)的運(yùn)行復(fù)雜化。管理人員可以利用動態(tài)監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行工作，匯總動態(tài)監(jiān)控運(yùn)行數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)和解決系統(tǒng)問題，使系統(tǒng)能夠高效地使用，提供優(yōu)質(zhì)的電力服務(wù)，為社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)操作下，使用計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)終端控制，對于大規(guī)模的電氣工程，如果只是采用一臺計算機(jī)管理并處理相關(guān)的運(yùn)行信息，可能會影響整體效率，尤其是通信質(zhì)量不佳，還可能對電氣系統(tǒng)運(yùn)行造成威脅，需要重點(diǎn)設(shè)計。通過集中跟蹤，簡化繁瑣的操作。電氣自動化監(jiān)控技術(shù)，具有維護(hù)方便以及控制操作方便的特點(diǎn)。在電氣工程中，集中監(jiān)控可以滿足遠(yuǎn)程監(jiān)控的要求，提高信息處理的速度。

3 推進(jìn)智能化技術(shù)應(yīng)用的實(shí)施方案

3.1 施工前的準(zhǔn)備工作

在正式進(jìn)行電氣工程施工之前，相關(guān)的施工人員需要對整個電氣工程的施工設(shè)計圖紙和設(shè)計方案都要有一個更加詳細(xì)的了解，然后在這個基礎(chǔ)上，結(jié)合電氣工程的實(shí)際建設(shè)狀況來進(jìn)行自動化技術(shù)的應(yīng)用，這樣一來就能夠有效地實(shí)現(xiàn)整個電氣工程施工質(zhì)量和施工效率的提升。與此同時，相關(guān)的施工人員在正式進(jìn)行施工之前，還需要從實(shí)際施工的角度出發(fā)來對整個施工方案加以審視，一旦發(fā)現(xiàn)施工設(shè)計方案當(dāng)中有不合理的地方，就要立即做出改進(jìn)和完善，進(jìn)而確保在實(shí)際的施工過程當(dāng)中減少問題的產(chǎn)生。

3.2 主體施工環(huán)節(jié)的施工技術(shù)

在主體施工環(huán)節(jié)就是對自動化施工技術(shù)的具體應(yīng)用，因此說要從多個方面出發(fā)來進(jìn)行實(shí)踐操作。首先來說需要確保材料使用的標(biāo)準(zhǔn)化，在進(jìn)行正式施工之前，需要對施工過程當(dāng)中所需要應(yīng)用到的材料進(jìn)行嚴(yán)密的檢查，確保材料的質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)能夠符合電氣工程的施工需要，進(jìn)而可以進(jìn)一步地對電氣工程的施工質(zhì)量加以保證。比如說在進(jìn)行電氣工程施工的時候會經(jīng)常地用到 PVC管，而一般來說，電氣工程中的PVC 管需要是中型以上的管材，因此說要保證重型管材在電氣工程當(dāng)中的應(yīng)用，此外電氣工程的施工和后續(xù)的使用都比較容易出現(xiàn)火災(zāi)的問題，所以還需要相應(yīng)的確保 PVC 管材是阻燃的。其次需要在更大的程度上來降低對建筑工程主體結(jié)構(gòu)的破壞，尤其是要對鋼筋保護(hù)層的厚度加以保障，不能對其產(chǎn)生破壞，只有這樣才能夠在更大的程度上來保證建筑工程的質(zhì)量和安全性，進(jìn)而為人們的生產(chǎn)生活營造出一個更好的環(huán)境。再次需要對連接的可靠性問題加以重視，因?yàn)樵谡降碾姎夤こ淌┕み^程當(dāng)中，不可避免會涉及管線之間、管線與管線盒之間的連接，施工過程當(dāng)中需要有效的確保各種連接的可靠性和緊密性，并且還要相應(yīng)的做好預(yù)防堵塞的措施，進(jìn)而為電氣工程的整體施工質(zhì)量加以保證。最后還要對開關(guān)與插座的設(shè)置加以重視，進(jìn)而得以在更大的程度上來確保整個電氣工程施工的安全性，并且人們在日后的使用過程當(dāng)中也要盡可能地避免危險問題的出現(xiàn)，繼而讓人們可以更好地進(jìn)行使用。

3.3 關(guān)于安裝與調(diào)試施工環(huán)節(jié)的施工技術(shù)

對于一個電氣工程來說，安裝與調(diào)試是最后的施工階段，在這個階段的施工過程當(dāng)中，自動化技術(shù)的科學(xué)合理應(yīng)用能夠?qū)φ麄€電氣工程的安全性和穩(wěn)定性加以保證，為工程做一個更高質(zhì)量的收尾，提高整個電氣工程的施工質(zhì)量。一般來說，在進(jìn)行這個階段施工的時候，需要對配電箱、接線盒等設(shè)備的施工技術(shù)加以重視，對所有布線的整齊程度做出保證，這樣一來就可以在更大的程度上避免由于布線問題而出現(xiàn)的安全隱患。此外，如果電氣工程是在工業(yè)廠房或者是民用建筑當(dāng)中來進(jìn)行的話，那么還需要對消防系統(tǒng)的建設(shè)工作加強(qiáng)重視，一旦在施工的過程當(dāng)中出現(xiàn)火災(zāi)問題的話，才可以及時地采取措施來進(jìn)行處理。

4 結(jié)語

在當(dāng)今社會的發(fā)展中，電氣工程及其自動化與智能化技術(shù)的融合發(fā)展是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，兩者的融合發(fā)展能夠有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)控制中的不足，提升其發(fā)展的穩(wěn)定性，提升安全性能。在智能化技術(shù)不斷發(fā)展提升的基礎(chǔ)上，能夠進(jìn)一步提升電氣工程及其自動化的智能化程度，推動其穩(wěn)定快速的發(fā)展。在具體的智能化技術(shù)應(yīng)用中，需要考慮的是成本的控制，并改善電氣產(chǎn)品的質(zhì)量，確保產(chǎn)品生產(chǎn)過程的安全性和智能性。只有根據(jù)時代的發(fā)展，對智能化技術(shù)進(jìn)行分析，制定全新的應(yīng)用方案，才能獲得經(jīng)濟(jì)上的提升，才能推動電氣行業(yè)的發(fā)展。因此，電力企業(yè)要加強(qiáng)工作人員的專業(yè)能力，提高對智能化技術(shù)的應(yīng)用水平，實(shí)現(xiàn)我國電力行業(yè)的全面穩(wěn)定發(fā)展。在未來的時間里，智能化技術(shù)的探索工作仍在繼續(xù)，必須做到與電氣工程的結(jié)合，為行業(yè)的發(fā)展提供動力。