基于智能技術(shù)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)

姜盈盈

摘? 要：如今，我國各生產(chǎn)領(lǐng)域已經(jīng)全面進(jìn)入機(jī)械化和電氣自動(dòng)化時(shí)代，生產(chǎn)效率和質(zhì)量大幅度提高。而在信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展的大環(huán)境下，智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用前景被普遍看好。文章先對智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中應(yīng)用的相關(guān)概念進(jìn)行闡述，然后從設(shè)計(jì)思路、性能、操作等方面，分析了智能技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢。最后，從優(yōu)化設(shè)計(jì)、故障診斷、優(yōu)化控制系統(tǒng)三個(gè)角度，對基于智能技術(shù)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：智能技術(shù);電氣自動(dòng)化;控制系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TM76? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）18-0080-02

Abstract： Nowadays， various production fields in our country have entered the era of mechanization and electrical automation， and the production efficiency and quality have been greatly improved. Under the environment of the continuous development of information technology and computer technology， the application prospect of intelligent technology in electrical automatic control system is generally optimistic. This paper first expounds the related concepts of the application of intelligent technology in electrical automation control system， and then analyzes the application advantages of intelligent technology from the aspects of design idea， performance， operation and so on. Finally， the electrical automatic control system based on intelligent technology is studied from the perspectives of optimal design， fault diagnosis and optimized control system.

Keywords： intelligent technology; electrical automation; control system

引言

隨著信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、仿真技術(shù)等多種技術(shù)的不斷發(fā)展，智能技術(shù)逐漸成為各產(chǎn)業(yè)研究的重點(diǎn)。在我國電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在各領(lǐng)域逐漸普及的大環(huán)境下，智能技術(shù)成為進(jìn)一步提升系統(tǒng)自動(dòng)化水平和可靠性的關(guān)鍵。為此，我國相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員通過理論研究和大量實(shí)踐，逐步將智能技術(shù)與電氣自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合，對提高企業(yè)效益和社會(huì)生產(chǎn)力有重要的價(jià)值。

1 基于智能技術(shù)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的相關(guān)概念

智能技術(shù)是一種應(yīng)用多種現(xiàn)代技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)、自動(dòng)化識(shí)別和自動(dòng)化優(yōu)化的重要技術(shù)。可以說，智能技術(shù)是更加高級的自動(dòng)化技術(shù)，在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中具有很好的應(yīng)用價(jià)值。如今，電氣自動(dòng)化作為十分成熟的技術(shù)，具有建設(shè)成本低、生產(chǎn)效率高、標(biāo)準(zhǔn)化水平高等特點(diǎn)。該技術(shù)主要是基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制的，可以根據(jù)實(shí)際需求完成不同的生產(chǎn)任務(wù)。通過智能技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制，減少相應(yīng)的人力成本投入。智能化技術(shù)的應(yīng)用，能夠拓寬電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)思路，建立更全面、更可靠的生產(chǎn)系統(tǒng)。智能化技術(shù)可以讓電氣自動(dòng)化系統(tǒng)具備自我檢測功能，實(shí)現(xiàn)對故障風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)估，對故障的自動(dòng)化處理，對生存模式的自動(dòng)優(yōu)化等。也就是說，基于智能技術(shù)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)具備一定的“思考”能力，可以配合技術(shù)人員和管理者進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率、質(zhì)量和穩(wěn)定性[1]。

2 智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 有助于促進(jìn)設(shè)計(jì)簡化

基于智能技術(shù)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路有所不同，其是基于生產(chǎn)活動(dòng)管理需求為核心思路，不會(huì)涉及到繁瑣的控制理論。在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，智能技術(shù)可以將工作設(shè)備編入總控程序，同時(shí)對系統(tǒng)各部分和生產(chǎn)環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的干擾因素進(jìn)行考慮，設(shè)定相應(yīng)的應(yīng)對措施。通過在計(jì)算機(jī)軟件中編寫相應(yīng)的控制程序，可以簡化整體設(shè)計(jì)，并提高設(shè)計(jì)可靠性[2]。

2.2 提升控制器性能

在對自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程操控時(shí)，系統(tǒng)自身依然會(huì)受到一些因素的干擾。這些干擾因素主要來源于電力系統(tǒng)及外界環(huán)境，比如電力系統(tǒng)供電不穩(wěn)定會(huì)導(dǎo)致電流、電壓出現(xiàn)變化，系統(tǒng)周邊環(huán)境出現(xiàn)的干擾因素可能會(huì)導(dǎo)致信號(hào)受到干擾，進(jìn)而影響系統(tǒng)運(yùn)行效果。而智能控制系統(tǒng)具備良好的適應(yīng)能力，可以在電流、電壓、信號(hào)改變時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。比如模糊邏輯控制器會(huì)對相應(yīng)數(shù)據(jù)的偏差進(jìn)行識(shí)別，及時(shí)發(fā)出調(diào)節(jié)指令，維持系統(tǒng)穩(wěn)定[3]。所以，智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，有助于提高控制器的性能，進(jìn)而提高整個(gè)系統(tǒng)的適應(yīng)性。

2.3 簡化操作流程

傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的操作、運(yùn)行、管理、維護(hù)都需要大量技術(shù)人員提供支持，各環(huán)節(jié)的操作流程比較復(fù)雜。尤其是大型電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的操作，往往涉及到多個(gè)設(shè)備的啟動(dòng)、調(diào)節(jié)和管理，要耗費(fèi)大量的時(shí)間和成本。在智能技術(shù)應(yīng)用之后，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可以通過一個(gè)中央控制系統(tǒng)進(jìn)行操作，降低了生產(chǎn)成本。同時(shí)，針對系統(tǒng)的管理維護(hù)工作，也得益于系統(tǒng)自身的數(shù)據(jù)監(jiān)測、統(tǒng)計(jì)、分析功能，簡化了維護(hù)管理流程，同時(shí)也提高了管理維護(hù)工作質(zhì)量[4]。簡單來講，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)強(qiáng)大的儲(chǔ)存功能和信息分析功能，可以對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和整體分析，技術(shù)人員根據(jù)這些數(shù)據(jù)分析結(jié)果，便能迅速判斷系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，評估相應(yīng)的故障風(fēng)險(xiǎn)。而管理者通過這些數(shù)據(jù)信息的了解，也可以結(jié)合生產(chǎn)數(shù)據(jù)和市場環(huán)境，評估自身競爭力，為后續(xù)生產(chǎn)模式調(diào)整和優(yōu)化打下基礎(chǔ)。

2.4 提高信息價(jià)值

目前應(yīng)用于電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的算法十分先進(jìn)，相較于傳統(tǒng)自動(dòng)化控制模塊中的函數(shù)估算器而言，具有計(jì)算準(zhǔn)確性高、效率高的優(yōu)勢。在智能化的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中，對信息的使用更為重要，可以收集儲(chǔ)存更多數(shù)據(jù)信息，同時(shí)深入挖掘這些信息的價(jià)值。可以實(shí)現(xiàn)各類信息的快速生成、交流和使用，企業(yè)生產(chǎn)管理各部門可以迅速就相關(guān)問題進(jìn)行交流評估，快速做出決策。而基于對這些信息的收集和挖掘，對完善控制系統(tǒng)、提升故障診斷水平、優(yōu)化系統(tǒng)管理等，都有重要作用。也就是說，基于智能技術(shù)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)所收集和分析的相關(guān)信息，可以同時(shí)給系統(tǒng)自身相應(yīng)模塊和生產(chǎn)管理人員使用，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。

3 智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

在我國，關(guān)于智能技術(shù)的研究和應(yīng)用起步較晚，但是在近年來取得了不錯(cuò)的成績。通過對電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的深入研究，結(jié)合先進(jìn)的編程技術(shù)、軟件技術(shù)和信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對電氣自動(dòng)化技術(shù)的升級。智能技術(shù)和電氣自動(dòng)化技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，可以對設(shè)備進(jìn)行智能化控制，對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行實(shí)施評估，還能通過收集分析相關(guān)數(shù)據(jù)信息，為設(shè)備的優(yōu)化升級提供重要依據(jù)。具體來講，將智能技術(shù)應(yīng)用于電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，主要有以下幾個(gè)要點(diǎn)。

3.1 設(shè)計(jì)方面

（1）優(yōu)化設(shè)計(jì)。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)由多個(gè)機(jī)械設(shè)備和系統(tǒng)構(gòu)成，相關(guān)設(shè)備系統(tǒng)的構(gòu)造、技術(shù)基礎(chǔ)、使用標(biāo)準(zhǔn)各有不同，在運(yùn)行過程中難免會(huì)存在誤差和不協(xié)調(diào)的情況。因此，在對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，要對系統(tǒng)中機(jī)械設(shè)備、程序、控制精度進(jìn)行研究和結(jié)合，通過智能控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)[5]。（2）架構(gòu)設(shè)計(jì)。針對電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)，需要具備專業(yè)能力的技術(shù)人員，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，對控制系統(tǒng)整體架構(gòu)進(jìn)行模擬，保證基礎(chǔ)架構(gòu)的科學(xué)性。在此基礎(chǔ)上，要結(jié)合生成要求和生產(chǎn)環(huán)境，對系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行實(shí)踐分析，尤其要到不同生產(chǎn)領(lǐng)域的車間中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確保架構(gòu)設(shè)計(jì)方案具備實(shí)用性。（3）功能設(shè)計(jì)。首先，要對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸功能進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，基于智能技術(shù)將數(shù)據(jù)終端設(shè)備與控制平臺(tái)相連，以此來實(shí)現(xiàn)對各方面數(shù)據(jù)信息的收集、處理和分析，然后將所有數(shù)據(jù)信息按照使用需求進(jìn)行傳輸，或儲(chǔ)存與數(shù)據(jù)庫之中。其次，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)智能監(jiān)控、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警功能，基于各類傳感器對系統(tǒng)各部分運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)信息的分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患或安全風(fēng)險(xiǎn)，發(fā)出警報(bào)，必要時(shí)自行進(jìn)行斷電停機(jī)處理[6]。最后，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)智能故障錄波功能，在設(shè)備的操作、管理過程中，該功能可以持續(xù)對故障錄波進(jìn)行記錄和模擬，進(jìn)一步提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。

3.2 故障診斷方面

故障是導(dǎo)致電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)功能失效，甚至產(chǎn)生損失的常見問題，會(huì)給生產(chǎn)秩序帶來嚴(yán)重影響。而智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用，故障診斷和智能處理是十分重要的功能。目前，針對電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)故障診斷用到的智能技術(shù)包括專家系統(tǒng)、模擬邏輯以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。例如，在配電保護(hù)故障診斷之中，專家系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值很高，其具體運(yùn)用原理是，將系統(tǒng)斷路器動(dòng)作邏輯、安全管理人員的操作邏輯進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，然后納入到系統(tǒng)的故障診斷知識(shí)庫之中。然后基于數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)和安裝于系統(tǒng)各部分的報(bào)警設(shè)施，來綜合評估配電系統(tǒng)的狀態(tài)，診斷故障，并做出相應(yīng)的處理操作。專家系統(tǒng)的應(yīng)用，主要是基于對各類操作規(guī)則的分析識(shí)別，然后指揮相關(guān)設(shè)施進(jìn)行故障應(yīng)對。在針對專家系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)化過程中，可以基于實(shí)際情況，合理增加或修改相關(guān)規(guī)則，提高故障診斷的準(zhǔn)確性。另外，專家系統(tǒng)在處理故障的過程中，還能實(shí)施生成符合技術(shù)人員專業(yè)語言習(xí)慣的信息，幫助工作人員快速理解故障表現(xiàn)和原因，提高工作人員故障排除效率。

3.3 完善控制系統(tǒng)

社會(huì)的飛速發(fā)展，生產(chǎn)技術(shù)的革新，成為各個(gè)領(lǐng)域企業(yè)研究的重點(diǎn)。在信息化、智能化逐漸成為社會(huì)發(fā)展關(guān)鍵詞的背景下，需要將智能技術(shù)和當(dāng)前社會(huì)主流的電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行結(jié)合。智能技術(shù)的深入應(yīng)用，對提高機(jī)械設(shè)備運(yùn)行效率和穩(wěn)定性有重要作用，更有助于完善電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)[7]。如今，基于控制系統(tǒng)的完善，智能技術(shù)的應(yīng)用有兩種體現(xiàn)。其一是直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對多種信息的快速處理，結(jié)合相應(yīng)的系統(tǒng)運(yùn)行模式，對控制方式進(jìn)行判斷。其二是交流傳動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)運(yùn)行中，通過對交流電氣設(shè)備及相應(yīng)環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測、診斷，減少定位時(shí)間，同時(shí)還可以增強(qiáng)系統(tǒng)對負(fù)載轉(zhuǎn)矩、非初始速度變化的控制。這兩種控制系統(tǒng)的應(yīng)用，充分發(fā)揮了智能技術(shù)的優(yōu)勢，是對傳統(tǒng)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的補(bǔ)充和完善，可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性。

4 結(jié)束語

綜上所述，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，但在新形勢下，這類系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和控制管理方面依然存在著不足，無法滿足不斷提高的社會(huì)生產(chǎn)要求。因此，需要對信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行深入研究，將自動(dòng)化水平更高、更智能的技術(shù)應(yīng)用于電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。通過對系統(tǒng)架構(gòu)、功能方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提升系統(tǒng)自動(dòng)化水平，并降低故障概率和損失。而基于智能技術(shù)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)將有更完善的控制模塊，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率、穩(wěn)定性和可靠性得到了大幅度提升，將進(jìn)一步為社會(huì)的發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉曉燕.人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究探討[J].農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技，2019，30（22）：254-255.

[2]顧正明.探究智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].數(shù)字化用戶，2019，25（28）：146.

[3]祝小強(qiáng).淺談電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在智能家居控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2018（29）：3241.

[4]沈聰.論煙草電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中智能化技術(shù)的應(yīng)用[J].科學(xué)與財(cái)富，2018（28）：223.

[5]軒子路.電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中人工智能技術(shù)的應(yīng)用研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（7）：182.

[6]趙磊.智能化技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用分析[J].中國高新科技，2018（2）：74-76.

[7]裴鴻雁.基于智能化技術(shù)的冶金電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].中國金屬通報(bào)，2019（7）：85-86.