電氣自動化技術(shù)在自動化控制中的應(yīng)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(shè)備或生產(chǎn)過程的某個工作狀態(tài)或參數(shù)自動地按照預(yù)訂的規(guī)律運行。在我國自動化控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科研、商業(yè)、醫(yī)療等各行業(yè)領(lǐng)域。采用自動化控制可以用簡單的設(shè)備控制取代大量人工崗位，從而極大地提高勞動生產(chǎn)率，增加企業(yè)產(chǎn)能。因此，自動化控制是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的重要條件和顯著標(biāo)志。而本文就電氣自動化技術(shù)在自動化控制中的應(yīng)用加以探討分析。

關(guān)鍵詞：電氣自動化技術(shù)、自動化控制、人工智能、控制系統(tǒng)、設(shè)計

1.電氣自動化技術(shù)在人工智能控制中的應(yīng)用

由于電氣自動化系統(tǒng)的復(fù)雜性，涉及到很多領(lǐng)域?qū)I(yè)的知識，因此對于電氣自動化設(shè)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(zhì)，還需要對相關(guān)的專業(yè)知識進行深入了解。而人工智能控制技術(shù)的出現(xiàn)解決了這一難題。人工智能技術(shù)其主要核心就是應(yīng)用計算機理論，在實際工作中對相關(guān)程序進行編程，實現(xiàn)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(shè)備的智能化就是采用智能化設(shè)備取代人的實際勞動操作，這樣除了能夠提高實際的生產(chǎn)效率，還能夠在一定程度上降低生產(chǎn)成本。在電氣工程自動化當(dāng)中對于人工智能的應(yīng)用，不僅使電氣自動化設(shè)備在實際運行當(dāng)中得到科學(xué)的提升，并且對設(shè)備的運行環(huán)境也得到極大的改善。

2.電氣自動化技術(shù)在自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

在電氣自動化領(lǐng)域內(nèi)，電氣設(shè)備的控制系統(tǒng)是一個十分重要的組成部分，自動化控制系統(tǒng)是當(dāng)前電氣自動化的主要發(fā)展方向，而在設(shè)備的控制上，也要逐漸實現(xiàn)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(yè)者的勞動強度。比如自動化控制系統(tǒng)中的模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家系統(tǒng)等，都是比較先進的控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對各種電氣設(shè)備的有效控制，本文就以上3種控制系統(tǒng)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(yīng)用中顯示出其卓越的性能。而建立數(shù)學(xué)模型來實現(xiàn)對電力設(shè)備控制會更加精準(zhǔn)，但建立常規(guī)的數(shù)學(xué)模型，工作繁雜，成本高昂，并不適用低端電力設(shè)備。而建立模糊關(guān)系模型十分簡單，實踐證明它有巨大的優(yōu)越性。模糊控制理論的應(yīng)用非常廣泛。常用的模糊控制技術(shù)有Sugeno與Mamdani兩種技術(shù)，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(guān)問題，從而使得電氣設(shè)備的工作質(zhì)量和工作效率有很大的提升。

2.2神經(jīng)控制系統(tǒng)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由于其非線性的特性、并行處理能力、及自動組織學(xué)習(xí)能力，受到了人們的普遍關(guān)注。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由大量簡單的神經(jīng)元以一定的網(wǎng)絡(luò)方式連接而成。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將大量的信息隱含在其連接權(quán)值上，以一定的計算方法調(diào)節(jié)權(quán)值，使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)從m維空間到n維空間復(fù)雜的非線性映射。目前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究主要集中在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型及結(jié)構(gòu)設(shè)計、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法的研究、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的硬件實現(xiàn)等問題上。

2.3專家控制系統(tǒng)

專家控制系統(tǒng)在電力自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用也很廣泛，包括對電力系統(tǒng)出現(xiàn)的緊急故障的發(fā)現(xiàn)、辨識，應(yīng)急處理，系統(tǒng)恢復(fù)，切斷負(fù)荷，系統(tǒng)規(guī)劃，電壓控制，故障系統(tǒng)隔離，調(diào)配電系統(tǒng)自動化，電力系統(tǒng)的短期負(fù)荷預(yù)報，靜態(tài)與動態(tài)安全分析，以及先進的人機接口等方面均有所應(yīng)用。雖然專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，但仍有其局限性，如：不具備創(chuàng)造性；缺乏復(fù)雜功能理解的適應(yīng)性；缺乏改進措施，對出現(xiàn)的新故障處理能力有限；知識庫的驗證復(fù)雜等情況。且專家系統(tǒng)造價高昂。因此，在開發(fā)專家系統(tǒng)軟件方面應(yīng)注意專家系統(tǒng)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(shù)中自動化監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用

3.1集中監(jiān)控

集中監(jiān)控方式的優(yōu)點是運行維護方便，對控制站的防護要求低，系統(tǒng)設(shè)計簡單。但由于集中監(jiān)控的處理器的任務(wù)繁重。所以，處理速度受到影響較大。并且電氣設(shè)備全部進入監(jiān)控，伴隨著監(jiān)控對象的大量增加隨之而來的是主機冗余的下降、電纜數(shù)量增加，成本增加。長距離電纜帶來的干擾也可能影響系統(tǒng)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(shè)備無法正常運轉(zhuǎn)。并且這種接線的二次接線復(fù)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(fù)雜而造成誤操作的可能性。

3.2遠程監(jiān)控

遠程監(jiān)控方式有節(jié)約電纜、節(jié)省安裝費用、可靠性高、組合方式靈活等優(yōu)點。由于各種現(xiàn)場總線（如Lonworks總線，CAN總線等）的通訊速度低，而很多電氣網(wǎng)絡(luò)通訊量較大。所以，這種方式適用于小型監(jiān)控系統(tǒng)，不適應(yīng)大型的電氣自動化監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建。

3.3現(xiàn)場總線監(jiān)控

目前由于以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線等計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于變電站、輸電網(wǎng)絡(luò)等綜合電氣自動化系統(tǒng)中，且已積累了大量的運行經(jīng)驗，智能化電氣設(shè)備技術(shù)也有了較大提升，這些都為現(xiàn)場總線監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于電氣自動化控制提供良好的技術(shù)支持。現(xiàn)場總線監(jiān)控方式使電氣自動化系統(tǒng)設(shè)計更加針對，對于不同的監(jiān)控可以有不同的功能，這樣可以根據(jù)具體的監(jiān)控情況來進行設(shè)計。采用這種監(jiān)控方式除了具有遠程監(jiān)控方式的全部優(yōu)點外，還可以減少大量的隔離設(shè)備、端子柜、I/O卡件、模擬量變送器等設(shè)備，進而減少了系統(tǒng)建設(shè)成本。而且智能設(shè)備可以就地安裝，與監(jiān)控系統(tǒng)通過通信線連接就能實現(xiàn)。也可以節(jié)省大量控制電纜，節(jié)約大量成本和安裝維護工作量。

4電氣自動化控制系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢

4.1電氣自動化控制系統(tǒng)朝著統(tǒng)一化和市場化發(fā)展電氣自動化的技術(shù)是朝著統(tǒng)一化的方向發(fā)展的，如果能將電氣自動化所設(shè)計的電氣產(chǎn)品的設(shè)計、開機和維護這些方面都統(tǒng)一設(shè)計和管理，那么可以提高電氣自動化的全面發(fā)展。如果只是把開發(fā)的系統(tǒng)和運行的系統(tǒng)分開考慮，那么就還停留在原來的基礎(chǔ)上，要通用化，使系統(tǒng)之間存在聯(lián)系。對于現(xiàn)場的設(shè)施和管理數(shù)據(jù)這些方面都要保持穩(wěn)定的連接狀態(tài)。另一方面，也要把電氣自動化控制系統(tǒng)推向市場化。如果一個電氣設(shè)備想要長久的被消費者所喜愛，就要對市場不斷的關(guān)注，讓要求符合大眾的口味，那么這樣才能保證產(chǎn)品是適應(yīng)市場的。企業(yè)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(shù)上的研發(fā)，使電氣自動化的技術(shù)更貼合市場，這也是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然的趨勢。

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

結(jié)語：電氣自動化技術(shù)無論是在可靠性還是在穩(wěn)定性方面，都具有極大的優(yōu)勢，因此在自動化控制中電氣自動化有著很廣泛的應(yīng)用。在自動化控制應(yīng)用過程中，對電氣自動化技術(shù)的發(fā)展和提升也有著推動作用，在很多應(yīng)用中引入了更加先進的理念，使電氣自動化技術(shù)在原有的基礎(chǔ)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(shù)在自動化控制中的應(yīng)用一定會達到到一個嶄新的高度。

參考文獻：

[1]劉次福.初探智能化技術(shù)在電氣工程自動化控制中的應(yīng)用[J].通訊世界，2013，6（下）.

[2]范漢斌.智能化技術(shù)在電氣工程自動化控制中的運用[J].科技

風(fēng)，2015，8（上）.

[3]陳國雄.淺談電氣自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計思想和組成[J].科技信息，2006，（S4）.

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(xué)本科學(xué)歷，研究方向：電氣及控制設(shè)計