電氣工程自動化系統建設中智能化技術的應用

陳 云

（浙江新柴股份有限公司，浙江紹興 312500）

0 引言

當前，電氣工程自動化系統已廣泛應用于電力行業。隨著人們對電力需求量的與日俱增，以及對電氣工程自動化系統性能要求的不斷提高，電氣工程自動化系統建設面臨著新的挑戰。其中最為突出的挑戰就是技術的創新。傳統電氣工程自動化系統使用的技術已不能夠滿足電力行業的發展需求。融入智能化技術的電氣工程自動化系統能適應電力行業的發展。因此，需要對智能化系統在電氣工程自動化系統建設中的應用做深入研究。

1 智能化技術概念

到目前為止，對智能化技術還沒有一個準確的定義。具體表現為：各大搜索引擎搜索“智能化技術”，得出的結果大多都是各行業領域中智能化系統的概述。而且，大多數與智能化技術相關的文獻資料也未對智能化技術做詳細說明。只有少數學者對智能化技術做了簡單的定義。如張華平指出，“智能化技術是一種建立在計算機技術與人工技術基礎上的技術，是近幾年興起的一個高新技術領域。”劉祥指出，“所謂智能化技術即指人工智能技術。”劉心馳指出，“智能化技術就是結合了計算機以及人工智能理論的技術”。由此得出，智能化技術就是一種以計算機技術和人工智能技術為基礎的新型技術。基于電氣工程的智能化技術，是計算機控制技術、微電子信息技術、機電一體化技術等多種技術的綜合體現。

2 智能化技術的優勢及特點

2.1 不需要建模

建立控制模型是傳統電氣工程自動化控制系統建設中的基礎環節。過去，由于我國計算機技術以及網絡技術還存在一定不足，建立控制模型時經常會出現一些問題，導致最終建立的控制模型與實際設計之間的差異較大，需要對控制模型進行調節。但在調節過程中，很難把控影響建模質量的不可控因素，這就使按照控制模型建設的電氣工程自動化系統不具有準確性及穩定性，影響電力行業的發展。而智能化技術融合了先進的計算機技術、網絡技術以及電子信息技術，不需要通過建立控制模型來建設自動化控制系統。因此，不會受到建模過程中產生問題的影響，保障了自動化控制系統的準確性及穩定性，促進了自動化控制系統整體性能的提升。

2.2 不需要人工控制

不需要人工操作是智能化技術的顯著特點之一。由于不需要人工控制，電氣工程自動化控制系統不會受到人為因素的影響，可實現系統利用率的提高以及對安全風險的預防。而且，應用智能化技術的電氣工程自動化控制系統，其控制過程更加偏于智能化，具體表現為系統能自動獲取、分析、處理信息，并利用處理后的信息對電氣設備進行自動控制。此外，生產過程中一些需要進行人工操作的部分被自動化控制系統代替，可減少人工費用的支出，降低生產成本。

智能化技術不需要人工控制的實現方式是通過利用下降時間、響應時間和魯棒性變化的關系，實現對系統的聯合控制，進一步提高自動控制的準確性及穩定性。

2.3 精準處理數據信息

智能化技術的應用使自動化系統控制過程更偏向于智能化。而智能化控制中，自動化控制系統中的信息系統處理經控制器獲取、分析的數據信息，并將處理后的信息傳遞給電氣設備，電氣設備根據信息迅速作出反應。控制器分析數據時，能準確分析控制量及被控對象，并對分析后的信息進行整理，實現數據信息處理準確率的提高。

2.4 提高整體控制能力

智能化技術可實現對整個自動化控制系統各個環節的實時監控。一旦數據分析與處理出現異常情況，或者系統的運行參數呈不規則變化，自動化系統中的報警系統就會運用智能化技術啟動報警按鈕。工作人員接收到報警信號后，及時采取有效措施對異常問題予以解決，保障系統的正常運行。而且，應用智能化技術的自動化控制系統不僅可以近距離控制電氣設備，也能遠距離控制電氣設備。因此，智能化技術可提高自動化系統的整體控制能力。

3 電氣工程自動化系統建設問題分析

3.1 質量管理

電氣工程自動化系統建設具有較強的綜合性及復雜性。建設過程中，不僅需要對自動化控制系統中存在的質量安全風險進行有效檢測，也需要對自動化系統中出現的問題以及異常情況進行有效解決。除此之外，還要進行質量管理。但在實際建設時，多數自動化系統建設單位只注重檢測控制系統的質量安全風險，解決控制系統中的問題以及異常情況，忽略了控制系統的質量管理，導致自動化系統設計以及建設之間的差異得不到有效控制，從而影響整個自動化控制系統的應用。

3.2 節能

電氣工程自動化控制系統的應用范圍越來越廣。電氣工程自動化控制系統運行需要消耗大量能源。要獲得大量能源，除了開采能源之外，還可以提高能源利用率。如何提高能源利用率、使用有限的能源支持更多系統的運行是節能問題。為了防止過度開采能源，并使自動化系統建設適應我國可持續發展的理念，需要充分考慮節能問題。否則會造成能源的浪費，甚至對生態環境產生嚴重破壞。

3.3 系統控制

系統控制問題主要包括：①PLC/DCS 控制問題。影響PLC/DCS 控制的主要因素是選型、設計、編程與調試；②伺服控制問題。影響伺服控制的主要因素是PID 各自對差值調節、參數設置、線路連接以及編碼器安裝；③變頻控制問題。影響變頻控制的主要因素是參數設置、變頻器安裝以及布線；④電機控制問題。影響電機控制的主要因素是參數的調整、測試以及驅動器與控制器的選擇。除上述控制問題外，還有液壓氣動控制問題、電加熱系統控制問題等。

3.4 自動化水平

當前，我國電氣工程自動化水平并不高，具體表現為仍舊需要從國外進口先進的電氣設備。而且，雖然我國在電氣工程自動化領域做了大量的研究，但是由于種種因素的影響，部分研究成果更加偏向于理論性，并不能將其應用到實際中。此外，我國還沒有完全掌握自動化核心技術。

4 智能化技術在電氣工程自動化系統建設中的應用

4.1 智能化PLC 技術

現階段，PLC 技術已廣泛應用于電氣工程自動化系統，主要起輔助作用。PLC 作為可根據用戶需求進行編程的數據存儲器，可實現順序控制、邏輯運算、定時/計數等功能。PLC 通過D/A 式I/O 控制各種不同類型的電氣設備、機械設備及其生產過程，實現電氣工程自動化系統的智能化控制。PLC 技術結合了計算機網絡技術、微電子信息技術以及繼電器控制技術，彌補了傳統繼電器控制技術的不足，簡化了控制形式，改善了自動化系統的安全性能。PLC 的功能會隨著科技的創新發展逐漸增多，而且其對電氣工程自動化系統發展的推動作用也會逐漸加大。因此，需要將PLC 技術應用于電氣工程自動化控制系統中。

4.2 優化設計技術

電氣工程自動化系統是否能安全穩定地運行，取決于其設計是否具有較強的科學性及合理性。要使設計具有較強的科學性與合理性，首先需要設計人員掌握系統設計的基本知識，優化設計方法以及優化設計技術；其次，需要設計人員了解系統設計需求；最后，需要設計人員在實際需求的基礎上運用系統設計知識、優化設計方法以及優化設計技術探尋系統設計的最優方案。應用優化設計技術的電氣工程自動化系統，其功能性較強，可對數據信息進行精確處理，提高系統使用性能。

4.3 故障診斷技術

提高電氣工程自動化系統運行的穩定性及安全性，需要注意兩方面內容。一是注意系統的設計與建立；二是注意系統的運行過程。影響其運行的主要因素是對系統故障的發現和處理。故障診斷技術是實時監控與檢測系統故障的重要手段。通過對故障的監督與檢測，防止系統運行過程中出現安全問題，保障系統運行安全與穩定，提高系統運行效率。故障檢測技術的應用可減輕相關人員的工作負擔，為排除系統故障提供可靠依據，促進最優處理故障的方案，保障系統的技術檢修。

4.4 智能控制技術

智能控制技術的主要控制方式有兩種，一種是神經網絡控制，另一種是模糊控制。神經網絡是一種基于模仿動物神經網絡特征的分布式并行信息處理算法模型。因此神經網絡控制廣泛應用于信息識別及信號處理等領域。結構復雜的自動化系統，不能以精準的語言描述其運行，因此不能達到控制目的。為解決這類系統中的控制問題，人們開始研究模糊算法。基于模糊算法的模糊控制是一種以模糊抽象性數學語言描述的控制規則控制系統工作的控制方式。它不依賴數學模型，被廣泛應用于動態調節等領域。

5 結語

智能化技術是一種以計算機技術和人工智能技術為基礎的新型自動化控制技術。其不需要建模，也不需要人工控制，能精準處理數據信息，還能提高系統的控制能力。當前電氣工程自動化系統建設中存在的主要問題有質量管理問題、節能問題、系統控制問題以及自動化水平不高問題等。而將智能化技術應用于電氣工程自動化系統建設中，可有效解決這些問題。智能化技術可實現電氣工程自動化控制系統設計的優化、故障的診斷以及控制的智能化。

要想充分發揮智能化技術的功能，以加強電氣工程自動化系統的建設，促進電力行業的發展，需要對智能化技術做深入研究，滿足自動化系統對技術的需求。