試論電氣工程及其自動(dòng)化的智能化技術(shù)應(yīng)用

于耀迪

（南京工程學(xué)院電力工程學(xué)院，江蘇 南京 211112）

電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的智能化應(yīng)用，可以為人們的生活和生產(chǎn)提供先進(jìn)技術(shù)載體，使有關(guān)設(shè)備的性能和生產(chǎn)效率顯著提升，這能夠顯著降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，為企業(yè)帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益。除此以外，電氣工程及其自動(dòng)化與智能化技術(shù)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)中的應(yīng)用也可以在一定程度上影響我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展改革的方向，這對(duì)于我國(guó)科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新有著十分重要的積極意義。

1 電氣工程及其自動(dòng)化和智能化技術(shù)

1.1 電氣工程及其自動(dòng)化和智能化技術(shù)的概念

從專業(yè)角度上講，電氣工程及其自動(dòng)化涉及多個(gè)學(xué)科，如電子信息技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)等，擁有較強(qiáng)的專業(yè)性和綜合性。而在使用電氣工程系統(tǒng)過程中，相應(yīng)人員要能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各種硬件與軟件結(jié)合的融會(huì)貫通，并且能夠做好不同系統(tǒng)與元器件的整合以及電工技術(shù)與電子技術(shù)的整合等工作。現(xiàn)階段，智能化技術(shù)主要指計(jì)算機(jī)能夠通過不同方式實(shí)現(xiàn)對(duì)人類行為的模擬，從而能夠起到部分或全部替代人工操作的效果。盡管這一研究取得了突破性的成果，但是我們?nèi)匀灰庾R(shí)到，智能化技術(shù)除了會(huì)涉及計(jì)算機(jī)、電工技術(shù)等理工科專業(yè)外，還會(huì)涉及哲學(xué)、心理學(xué)以及倫理學(xué)等多個(gè)方面的內(nèi)容。總之，智能化技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用是全方位和多樣性的，相關(guān)人員必須結(jié)合人類自身的需求以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平來實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的智能化技術(shù)科學(xué)創(chuàng)新，使該技術(shù)的發(fā)展過程與人類的未來需求相匹配，從而能夠保障人們經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

1.2 電氣工程及其自動(dòng)化的發(fā)展

在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中，電力資源是不可或缺的資源之一，而電力也是電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)不可或缺的關(guān)鍵要素，同時(shí)，智能化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也為電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展提供了重要基礎(chǔ)。目前，我國(guó)所運(yùn)用的電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)主要是通過對(duì)過電壓與過電流的保護(hù)以及電流檢測(cè)等來實(shí)現(xiàn)對(duì)電力電子的開關(guān)，這為我國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展做出了突出的貢獻(xiàn)。通過對(duì)階段我國(guó)電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)中的智能化技術(shù)運(yùn)用分析情況來看，雖然相比以往，智能技術(shù)的應(yīng)用范圍實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)大，但是不同地區(qū)由于受到發(fā)展情況以及技術(shù)運(yùn)用等限制，智能化技術(shù)的使用仍然存在相應(yīng)的問題，而這些問題的存在也在一定程度上給我國(guó)電氣工程及其自動(dòng)化的發(fā)展造成了阻礙。

總之，由于我國(guó)廣袤的國(guó)土面積以及發(fā)展情況的不均衡性，同時(shí)不同企業(yè)的技術(shù)發(fā)展水平以及工作人員專業(yè)素養(yǎng)之間的差異性，我國(guó)不同區(qū)域的電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的產(chǎn)品和設(shè)備設(shè)計(jì)往往都存在一定的不確定性。然而，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的缺乏除了增大了企業(yè)對(duì)于電氣化產(chǎn)品的管理難度之外，也為企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益的持續(xù)發(fā)展帶來了阻礙。現(xiàn)階段，許多企業(yè)在進(jìn)行電氣工程及其自動(dòng)化工程的質(zhì)量判斷時(shí)，往往只是結(jié)合檢測(cè)報(bào)告來進(jìn)行判別，這一過程雖然能夠具備一定的參考性，但是實(shí)際調(diào)查過程的缺失卻反映出了企業(yè)在管理過程中的漏洞所在。部分企業(yè)為了降低施工成本、縮短施工周期，往往會(huì)使用一些劣質(zhì)的材料，也不會(huì)嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行施工。這就可能會(huì)在一定程度上導(dǎo)致電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)行過程中出現(xiàn)相應(yīng)的故障和安全隱患，這些隱患的存在除了會(huì)降低企業(yè)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)效益外，還可能會(huì)對(duì)相關(guān)操作人員的人身安全造成影響，這對(duì)于企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展是極為不利的。

1.3 智能化技術(shù)的發(fā)展

（1）專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)主要指電氣工程自動(dòng)化中的一類系統(tǒng)軟件，其能夠通過對(duì)人類知識(shí)的捕捉來為相應(yīng)決策提供支持與參考。除此以外，專家系統(tǒng)還有助于后續(xù)控制模塊的在線操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)有關(guān)問題的解釋與論證推理。一般來說，智能化技術(shù)中的專家系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)、解釋機(jī)制以及用戶界面等多個(gè)模塊。

（2）機(jī)器學(xué)習(xí)。機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的創(chuàng)立過程是為了有助專家系統(tǒng)的運(yùn)行，具體來說，專家系統(tǒng)的主要運(yùn)行機(jī)制是實(shí)現(xiàn)對(duì)案例的收集與整理，而機(jī)器學(xué)習(xí)則是能夠通過對(duì)這些案例的分析，運(yùn)用更高層次的人工神經(jīng)智能技術(shù)，來建立一個(gè)系統(tǒng)學(xué)習(xí)知識(shí)模塊，從而能夠?yàn)楹罄m(xù)問題的解決提供更加科學(xué)的解決方案。

（3）模式識(shí)別。模式識(shí)別在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中主要用在過程監(jiān)控中，主要包括對(duì)于物體的感知過程以及對(duì)任務(wù)的模式識(shí)別。前者是理論知識(shí)的范疇，后者則屬于對(duì)于理論知識(shí)的實(shí)踐與運(yùn)用，這一過程能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電氣化系統(tǒng)內(nèi)部過程狀態(tài)和結(jié)構(gòu)的整合。

（4）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)屬于智能化系統(tǒng)中的輸入和輸出非線性映射，不同層次之間有神經(jīng)元進(jìn)行連接，而不同的神經(jīng)信號(hào)則可以借助神經(jīng)元在各個(gè)模塊之間進(jìn)行傳遞?，F(xiàn)階段，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于不同智能化系統(tǒng)中的故障檢測(cè)與診斷模塊中。

1.4 智能化技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

（1）信息收集與處理。基于智能化技術(shù)所使用的計(jì)算模式和技術(shù)，其最大的特點(diǎn)就是能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)信息的快速收集與處理，降低人類在進(jìn)行腦力勞動(dòng)時(shí)的強(qiáng)度，從而提升人們的工作效率和工作水平。舉例來說，通過對(duì)一些軟件的編程和使用，人們就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于各種復(fù)雜信息的快速收集與整理，而智能化技術(shù)則能夠在保障收集效率的同時(shí)，也能夠保障相應(yīng)信息的準(zhǔn)確度和精確性。

（2）系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)控功能。智能化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電子自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行中不同工作設(shè)備和工作模塊的實(shí)時(shí)監(jiān)控與記錄。一旦相應(yīng)的設(shè)備和模塊的運(yùn)行超過預(yù)定值或正常范圍，系統(tǒng)就會(huì)對(duì)異常進(jìn)行記錄并且上報(bào)。除此以外，智能化技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)異常的自動(dòng)報(bào)警以及圖片信息的自動(dòng)記錄，這是傳統(tǒng)監(jiān)控過程所不能實(shí)現(xiàn)的。

（3）操作控制功能。在電氣系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，相關(guān)工作人員可以利用計(jì)算機(jī)程序?yàn)檩d體，運(yùn)用智能化技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)該系統(tǒng)的控制。舉例來說，工作人員只需要在遠(yuǎn)程通過電腦操作就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備的關(guān)閉。同時(shí)，智能化系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同工作人員權(quán)限的變更，確保企業(yè)運(yùn)行的安全和穩(wěn)定。除此以外，企業(yè)還能夠借助智能化技術(shù)來模擬相應(yīng)故障，從而制定多種針對(duì)性的問題解決預(yù)案。

2 電氣工程及其自動(dòng)化中智能化技術(shù)的作用與應(yīng)用

2.1 電氣工程及其自動(dòng)化中應(yīng)用智能化技術(shù)的作用

（1）優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。通過對(duì)傳統(tǒng)的電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路往往只是通過各種實(shí)驗(yàn)進(jìn)行理論驗(yàn)證，因此技術(shù)含量相對(duì)較低。而一旦設(shè)計(jì)過程涉及較為復(fù)雜的工藝和技術(shù)，那么驗(yàn)證過程往往要耗費(fèi)大量的時(shí)間和人力成本，并且也很難保障最終設(shè)計(jì)產(chǎn)品的質(zhì)量。隨著我國(guó)在科研領(lǐng)域研發(fā)資金投入的不斷加大以及科研工作人員的不懈努力，電氣工程自動(dòng)化的智能化技術(shù)有了更高的突破。在電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，相關(guān)科研人員已經(jīng)由傳統(tǒng)的驗(yàn)證型思維方式向著智能化生產(chǎn)方式進(jìn)行轉(zhuǎn)變。相比傳統(tǒng)的驗(yàn)證型思維方式，智能化的生產(chǎn)方式除了能夠降低生產(chǎn)成本外，同時(shí)，還可以擁有更高的生產(chǎn)精度和生產(chǎn)效率。這種情況可以在最大程度上幫助企業(yè)提高電氣產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，從而能夠?yàn)槠髽I(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力以及經(jīng)濟(jì)效益的提升做出貢獻(xiàn)。

（2）強(qiáng)化事故與故障的監(jiān)控與處理。需要指出的是，電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)難免會(huì)出現(xiàn)一些設(shè)備和系統(tǒng)故障。不過，智能化技術(shù)的運(yùn)用相比傳統(tǒng)的電氣工程系統(tǒng)運(yùn)行模式有著更好的危機(jī)處理辦法。舉例來說，智能化技術(shù)在電氣設(shè)備、發(fā)動(dòng)機(jī)以及變壓器等模塊的故障診斷中有著更高的準(zhǔn)確率和更快的檢索效率，同時(shí)，工作人員還可以利用智能化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)系統(tǒng)以及設(shè)備的智能化控制。

（3）簡(jiǎn)化電氣工程及其自動(dòng)化的控制流程。電氣工程自動(dòng)化智能技術(shù)往往需要較少的控制模塊和數(shù)字模型，因此，其在運(yùn)行過程中出現(xiàn)系統(tǒng)誤差的可能性較低。除此以外，與其他生產(chǎn)過程相比，電氣工程自動(dòng)化設(shè)備的生產(chǎn)有著嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)規(guī)范，這也在一定程度上降低了后續(xù)發(fā)生故障的可能性。舉例來說，如果電氣工程自動(dòng)化在生產(chǎn)時(shí)某一步驟由于各種原因出現(xiàn)了操作失誤，那么整個(gè)生產(chǎn)過程都會(huì)面臨延期甚至停機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。雖然這種過程在一定程度上可以降低后續(xù)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性，但是也給企業(yè)的生產(chǎn)成本和經(jīng)濟(jì)效益帶來了一定的壓力。基于此，相關(guān)企業(yè)就需要在生產(chǎn)過程中就運(yùn)用好智能化技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化控制流程的不斷簡(jiǎn)化。這種過程與傳統(tǒng)的生產(chǎn)過程相比有著自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，比如，智能化技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)和全面的收集在生產(chǎn)過程中的各項(xiàng)信息，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)不同種類生產(chǎn)故障案例的分析與對(duì)此，從而為工作人員找出最佳的故障處理方案。這對(duì)于企業(yè)故障排查以及生產(chǎn)效率的提升都有著十分重要的作用。

2.2 電氣工程及其自動(dòng)化中智能化技術(shù)的應(yīng)用

（1）運(yùn)作方面的應(yīng)用。在傳統(tǒng)的電氣工程運(yùn)作中，往往只是由單一的人力進(jìn)行作業(yè)，而這一作業(yè)過程不僅會(huì)出現(xiàn)效率較低的情況，同時(shí)，還可能會(huì)產(chǎn)生較多的失誤。而將自動(dòng)化的智能技術(shù)引入電氣工程中，人們就可以通過簡(jiǎn)單的程序設(shè)定來進(jìn)行有關(guān)操作，并且能夠在第一時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)工程運(yùn)作過程中可能出現(xiàn)的問題。通過這一模式的使用，企業(yè)能夠在最大程度上提升自身的生產(chǎn)效率，進(jìn)而降低生產(chǎn)成本，提高自身的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）自我診斷方面的應(yīng)用。事實(shí)上，電氣工程系統(tǒng)往往會(huì)由于各種內(nèi)外因素導(dǎo)致其在運(yùn)行期間產(chǎn)生一定的設(shè)備運(yùn)行故障問題。舉例來說，電氣工程系統(tǒng)中較為重要的零部件之一為變壓器，如何保障變壓器的安全和穩(wěn)定運(yùn)行是相關(guān)工作人員要面臨的重點(diǎn)課題。而將電氣工程自動(dòng)化的智能技術(shù)引入電氣工程系統(tǒng)運(yùn)行中，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)變壓器運(yùn)行情況的科學(xué)跟蹤與記錄，同時(shí)，一旦變壓器在運(yùn)行中出現(xiàn)故障，智能化技術(shù)也可以在第一時(shí)間內(nèi)對(duì)其進(jìn)行全面而準(zhǔn)確的復(fù)檢。總之，智能化技術(shù)的引用能夠幫助工作人員盡可能地提高故障排查效率，這對(duì)于電氣設(shè)備故障率的降低有著很重要的積極意義。

（3）在電網(wǎng)中的應(yīng)用。在電網(wǎng)中，電氣工程自動(dòng)化智能化技術(shù)能夠在干線的開關(guān)控制以及線路本身使用中扮演十分重要的角色。具體來說，借助智能化技術(shù)，工作人員能夠快速劃分主線與支線，從而能夠及時(shí)解決電網(wǎng)在運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的故障。同時(shí)，智能化技術(shù)的使用也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器的穩(wěn)定保護(hù)，并且信息技術(shù)能夠使得信號(hào)在不同單位之間進(jìn)行快速傳輸。相關(guān)人員也可以利用信息技術(shù)的共享特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行過程的遠(yuǎn)程操控與信息獲取。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電氣工程及其自動(dòng)化的智能化技術(shù)在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)社會(huì)中扮演著越來越突出的角色。不過，我們同樣需要意識(shí)到，我國(guó)的有關(guān)技術(shù)仍然處于起步階段，相關(guān)部門和科研人員必須保持戒驕戒躁的精神和潛心鉆研的理念，不斷提升我國(guó)電氣工程及其自動(dòng)化智能技術(shù)的水平，從而能夠?yàn)槲覈?guó)科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展做出貢獻(xiàn)。