電氣自動化技術在自動化控制中的應用

摘要：自動化控制是指在沒有人直接參與的情況下，利用自動控制裝置，使機器、設備或生產過程的某個工作狀態或參數自動地按照預訂的規律運行。在我國自動化控制技術廣泛應用于工業、農業、科研、商業、醫療等各行業領域。采用自動化控制可以用簡單的設備控制取代大量人工崗位，從而極大地提高勞動生產率，增加企業產能。因此，自動化控制是工業、農業、國防和科學技術現代化的重要條件和顯著標志。而本文就電氣自動化技術在自動化控制中的應用加以探討分析。

關鍵詞：電氣自動化技術、自動化控制、人工智能、控制系統、設計

1.電氣自動化技術在人工智能控制中的應用

由于電氣自動化系統的復雜性，涉及到很多領域專業的知識，因此對于電氣自動化設備工作人員有著很大要求，其不僅需要具備良好的個人素質，還需要對相關的專業知識進行深入了解。而人工智能控制技術的出現解決了這一難題。人工智能技術其主要核心就是應用計算機理論，在實際工作中對相關程序進行編程，實現在計算機控制下電氣自動化的智能控制。在一定意義上來講，對于電氣設備的智能化就是采用智能化設備取代人的實際勞動操作，這樣除了能夠提高實際的生產效率，還能夠在一定程度上降低生產成本。在電氣工程自動化當中對于人工智能的應用，不僅使電氣自動化設備在實際運行當中得到科學的提升，并且對設備的運行環境也得到極大的改善。

2.電氣自動化技術在自動化控制系統中的應用

在電氣自動化領域內，電氣設備的控制系統是一個十分重要的組成部分，自動化控制系統是當前電氣自動化的主要發展方向，而在設備的控制上，也要逐漸實現智能化，不僅可以增強工作效率，縮減資金成本，還可以降低從業者的勞動強度。比如自動化控制系統中的模糊控制、神經網絡控制、專家系統等，都是比較先進的控制系統，可以實現對各種電氣設備的有效控制，本文就以上3種控制系統進行說明。

2.1模糊控制

模糊控制的使用方法十分簡單，簡單實用的方式在自動化應用中顯示出其卓越的性能。而建立數學模型來實現對電力設備控制會更加精準，但建立常規的數學模型，工作繁雜，成本高昂，并不適用低端電力設備。而建立模糊關系模型十分簡單，實踐證明它有巨大的優越性。模糊控制理論的應用非常廣泛。常用的模糊控制技術有Sugeno與Mamdani兩種技術，模糊控制的方法能夠以一種更高的效率來處理交流傳動控制的相關問題，從而使得電氣設備的工作質量和工作效率有很大的提升。

2.2神經控制系統

神經網絡由于其非線性的特性、并行處理能力、及自動組織學習能力，受到了人們的普遍關注。神經網絡是由大量簡單的神經元以一定的網絡方式連接而成。神經網絡將大量的信息隱含在其連接權值上，以一定的計算方法調節權值，使神經網絡實現從m維空間到n維空間復雜的非線性映射。目前神經網絡控制系統的研究主要集中在神經網絡模型及結構設計、神經網絡學習算法的研究、神經網絡的硬件實現等問題上。

2.3專家控制系統

專家控制系統在電力自動化系統中的應用也很廣泛，包括對電力系統出現的緊急故障的發現、辨識，應急處理，系統恢復，切斷負荷，系統規劃，電壓控制，故障系統隔離，調配電系統自動化，電力系統的短期負荷預報，靜態與動態安全分析，以及先進的人機接口等方面均有所應用。雖然專家系統在電力系統中應用廣泛，但仍有其局限性，如：不具備創造性；缺乏復雜功能理解的適應性；缺乏改進措施，對出現的新故障處理能力有限；知識庫的驗證復雜等情況。且專家系統造價高昂。因此，在開發專家系統軟件方面應注意專家系統的成本代價與收益比對、有效性、實驗性及其局限性等問題。

3.電氣自動化技術中自動化監控系統應用

3.1集中監控

集中監控方式的優點是運行維護方便，對控制站的防護要求低，系統設計簡單。但由于集中監控的處理器的任務繁重。所以，處理速度受到影響較大。并且電氣設備全部進入監控，伴隨著監控對象的大量增加隨之而來的是主機冗余的下降、電纜數量增加，成本增加。長距離電纜帶來的干擾也可能影響系統的可靠性。同時，隔離刀閘的開閉和斷路器的連接采用硬接線，由于隔離刀閘的輔助接點牢固性差，造成設備無法正常運轉。并且這種接線的二次接線復雜，維修極不方便，大大增加了維護量，還存在由于查線或傳動過程中接線復雜而造成誤操作的可能性。

3.2遠程監控

遠程監控方式有節約電纜、節省安裝費用、可靠性高、組合方式靈活等優點。由于各種現場總線（如Lonworks總線，CAN總線等）的通訊速度低，而很多電氣網絡通訊量較大。所以，這種方式適用于小型監控系統，不適應大型的電氣自動化監控系統的構建。

3.3現場總線監控

目前由于以太網、現場總線等計算機網絡技術已經普遍應用于變電站、輸電網絡等綜合電氣自動化系統中，且已積累了大量的運行經驗，智能化電氣設備技術也有了較大提升，這些都為現場總線監控系統應用于電氣自動化控制提供良好的技術支持。現場總線監控方式使電氣自動化系統設計更加針對，對于不同的監控可以有不同的功能，這樣可以根據具體的監控情況來進行設計。采用這種監控方式除了具有遠程監控方式的全部優點外，還可以減少大量的隔離設備、端子柜、I/O卡件、模擬量變送器等設備，進而減少了系統建設成本。而且智能設備可以就地安裝，與監控系統通過通信線連接就能實現。也可以節省大量控制電纜，節約大量成本和安裝維護工作量。

4電氣自動化控制系統的未來發展趨勢

4.1電氣自動化控制系統朝著統一化和市場化發展電氣自動化的技術是朝著統一化的方向發展的，如果能將電氣自動化所設計的電氣產品的設計、開機和維護這些方面都統一設計和管理，那么可以提高電氣自動化的全面發展。如果只是把開發的系統和運行的系統分開考慮，那么就還停留在原來的基礎上，要通用化，使系統之間存在聯系。對于現場的設施和管理數據這些方面都要保持穩定的連接狀態。另一方面，也要把電氣自動化控制系統推向市場化。如果一個電氣設備想要長久的被消費者所喜愛，就要對市場不斷的關注，讓要求符合大眾的口味，那么這樣才能保證產品是適應市場的。企業在制造時，對電氣自動化不僅要保證要求上滿足，同時要不斷的深化改革，進行先進技術上的研發，使電氣自動化的技術更貼合市場，這也是產業發展的必然的趨勢。

4.2加強電氣自動化控制系統的標準化和安全性電氣自動化的控制系統在引進了國際上一些標準化的技術之后，對于接口要求標準化，這樣成本就會降低，生產中的數據的資源也能及時的共享。如果企業采取微軟的操作系統，為了考慮到自動化的設計要求，就可以在辦公室使用IP系統通過在管理系統和自動化控制之間用Pc系統，用標準化的程序接口來進行企業之間的數據的交換，從而就解決了通信的問題。

結語：電氣自動化技術無論是在可靠性還是在穩定性方面，都具有極大的優勢，因此在自動化控制中電氣自動化有著很廣泛的應用。在自動化控制應用過程中，對電氣自動化技術的發展和提升也有著推動作用，在很多應用中引入了更加先進的理念，使電氣自動化技術在原有的基礎上不斷進步提升。因此我們可以看見，在未來電氣自動化技術在自動化控制中的應用一定會達到到一個嶄新的高度。

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作者簡介：汪雨霏（1990-6-21），女，漢族，遼寧省沈陽市人，助理工程師職稱，大學本科學歷，研究方向：電氣及控制設計