電氣工程自動化與智能化技術之研究

周必強

（陜西永壽縣電力局 陜西咸陽 713400）

電氣工程自動化與智能化技術之研究

周必強

（陜西永壽縣電力局 陜西咸陽 713400）

在電力系統運行中，電氣工程自動化的建設在一定程度上決定了系統的運行質量。為了促進整個電氣工程自動化領域的健康發展，將智能化技術引入其中日漸引起社會的廣泛關注。在本文，筆者結合智能化技術的理論知識，淺析其在電氣工程自動化中的應用。

智能化技術；電氣工程；自動化

引言

電氣工程自動化是集計算機網絡技術、信息技術、電氣技術和控制技術等高端新興技術為一體的學科。智能化技術是計算機技術與人工智能理論的統一，其在電氣工程自動化中的應用是整個國家現代化水平的重要體現。換而言之，智能化技術的應用使得電氣控制過程更加的快速和便捷，即其主要從效率、精度和速度上來衡量電氣工程的自動化控制水平。在本案，筆者首先介紹智能化技術的相關理論知識，然后在進一步探究其在電氣工程自動化中的應用。

1 智能化技術的理論基礎

自從1956年“智能”概念首次提出以來便逐漸在不同行業中得到了廣泛的應用，其主要通過對人的思維模式和技術等進行模擬、擴展及延伸來實現具體的應用，同時智能化技術涉及了哲學、仿生學、心理學、語言學、控制論、信息論和自動化等學科的內容，其中智能的過程是賦予機器與人類大腦相同智能的過程，以保證機器人從事原本僅有人類所能從事的工作。在科學技術飛速發展的今天，計算機的應用幾乎成了人類生活和工作的一部分，而在計算機編程中，便需通過模仿人類大腦來收集、處理、交換及回饋相關的信息。因此，通過模仿可促進電氣工程自動化的發展。在電氣自動化中，智能化技術的應用價值包括：①無需建立控制模型，則可直接省去對待控對象模型的設計，從而將一些不可控因素控制在了源頭，繼而提升了自動化控制器的精度；②實現了無人化操控，則通過改變控制技術，便可實現自我調節，同時亦可在一定距離中實現無人控制的自動化調節，從而減少了人力所需及提高了控制的精度和效率；③在處理不同數據時具有極強的一致性，即：對輸入的數據，智能化控制器通過處理便可準確加以估計及實現快速評估。目前，電氣工程自動化已經步入智能化階段，這一發展成果在促進行業發展及社會進步上意義重大。

2 智能化技術在電氣工程自動化中的應用

在電氣工程自動化中，智能化技術的應用主要表現在下列三個方面：

2.1 模糊邏輯控制

目前，模糊控制器代替了PID控制器在電氣工程自動化控制中的應用，其應用范圍甚至已擴展到數字動態的傳動系統等領域。在S型、M型的模糊邏輯控制中，可在調速控制中應用的控制器應為M型，但無論是M型或是S型，都有其相應的規則庫，一般稱作if then模糊規則集。在這一模糊規則集中，G、H為模糊集，其中G與ifX對應，H與Y對應，則有W=（ifX，Y），此乃S型控制器的規則。M型控制器是由知識庫、推理機和（反）模糊化組成。其中，推理機的作用最為關鍵，即：當模糊控制行為出現時，其可采用人的思維模式通過推理并做出決定；知識庫是由語言控制的規則庫與數據庫組成，其中規則庫采用單獨的開發方法，其中在建模中，一般會用到模糊控制器與神經網絡推理機，但在建立操作器的控制中，便需將專家的知識與經歷放在控制與應用目標上；模糊化是測量、量化和模糊化變量的重要手段，其函數表現形式具有多樣化的特征；在反模糊化中，反模糊化技術通常用在模糊化中，而中間平均技術則用在量化中。以電動機轉速調節的模糊邏輯控制系統設計為例。圖1為模糊邏輯控制結構圖。

圖1 模糊邏輯控制結構圖

結合圖1，假設偏差e模糊化的正、負偏差分別為NE、PE；偏差變化率△e模糊化的正、負偏差變化率分別為N△E、P△E；控制量增量△u模糊化的正、負、零增量分別為 N△U、Z△U、P△U，則有：If e=NE and△e=N△E then△U=Z△U；If e=NE and△e=P△E then△U=N△U；If e=PE and△e=N△E then△U=P△U；If e=PE and△e=P△E then△U=Z△U。

2.2 PLC技術

在電氣工程自動化控制中，PLC技術的應用主要表現在如下兩個方面：①應用在順序控制中，其中順序控制是以順序控制系統為對象，即：在輸入信號以后，不同執行機構按預設的生產工藝順序自動且有序地操作。在順序控制中，PLC技術的應用對人力的減少、生產穩定性及工作效率的提高具有重要的作用，比如在火電廠的除灰系統中，PLC技術的應用不僅實現了無人值守，還減少了人力需求，繼而提高了企業的效益。②應用于開關量控制中。PLC技術一開始僅用在開關量的邏輯控制中，但在科學技術發展的推動下，現已在應用范圍上得到了拓展。PLC的本質是以自定義的虛擬繼電器來取代機械繼電器，且虛擬繼電器可忽略不計反應時間，則將PLC技術應用在開關量控制上是可行的。例如，在斷路器控制中，斷路器一般受控于繼電器，但這種控制方式的反應速度較慢，而將其更換為PLC控制，則可較快斷路控制的反應速度。從而減少了對器材的損傷。另外，面對日新月異的科技發展局面，PLC在電氣自動化控制中的應用前景越來越廣泛，且正向數字化、網絡化和干擾性更強等方向發展，從而使其應用價值更高。

2.3 CAD設計

在計算機技術飛速發展的推動下，電氣工程自動化設備迎來了新一輪的革新浪潮。在這一背景下，傳統的手工產品設計方式已無法滿足現代社會的發展需要，取而代之的是CAD設計。電氣系統設計的內容包括電氣件布線圖與電氣原理圖設計、編輯設備材料表及輸出計算書等。在這一過程中，CAD設計的應用無疑在保證上述功能得以實現的基礎上，實現了設計周期的縮短、工作效率的提高及人力需求的減少。例如，在CAD設計模式下，配電箱可采用數據輸入法與數據提取法兩種自動化設計方法，并實現了自動選型、計算和繪制系統圖的功能。另外，由CAD繪制的電氣控制線路安裝接線圖是以電氣設備及元件安裝配線和電氣故障檢修為服務對象：①可直接顯示出電氣設備不同元件的空間位置與接線情況；②可按機床設備的接線圖安裝和檢修機床電氣設備，注意在實際工作中，一般將電氣原理圖與接線圖結合使用。總之，在電氣系統設計中，CAD技術的應用在避免人為出錯率、提高工作效率等方面具有重要作用。

2.4 故障診斷

在電氣系統的運行中，電氣設備將不可避免地出現故障。對此，智能化技術的應用將可為電氣設備的診斷提供更為準確和全面的方法。比如，在電氣設備中，變壓器的作用舉足輕重，因此監測人員對其的運行狀況十分重視，且對其的檢測與維修頻率十分高。變壓器故障的智能化診斷方式為：先通過分析變壓器滲漏油分解出的氣體來快速確定故障的范圍，然后再逐漸縮小范圍來最終確定故障點，并結合故障情況進行維檢修。又如：線路是電氣系統中的關鍵部分，會對電氣自動化和智能技術應用造成影響，為此，需要科學的展開線路故障檢測工作，提高檢測的效果和檢測的質量。線路的智能化診斷方式為：通過分析數據采集系統中的接地電流，線路負荷電流、線路對地電場等數據，判斷線路的基本狀況，了解線路的運行狀況，根據這些數據信息，并通過電流與設定電流值之間的比對，對線路的短路、斷路等情況進行判定，最終，確定故障的具體線路，逐漸縮小范圍，實現故障點的確定，結合線路的具體故障情況，實現對線路的檢修。可見，智能化技術的應用無疑實現了變壓器和線路故障診斷的及時性、快速性和高效性，從而保證了變壓器與線路的正常工作狀態，規避故障的進一步擴大，提高電氣工程運行的有效性。

3 結語

綜上，在電氣工程自動化控制中，智能化技術的應用提高了產品的生產效率、減少了產品生產所需的勞動力，并最終為企業創造了豐厚的效益。但在未來的世界中，科學技術的更新換代周期越來越短，因此智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用尤其要做到與時俱進，從而最大化地以腦力勞動取代體力勞動，以降低企業在勞動上的成本支出，進而提高企業在未來世界市場的競爭力。

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TM76

A

1004-7344（2016）17-0080-02

2016-5-31

周必強（1975-），男，助理工程師，本科，主要從事電氣工程及其自動化方面工作。