試論電氣工程自動化中智能化技術的應用

許玉風，田躍宗

（1.安徽理工大學，安徽 淮南 232000；2.安徽華電蕪湖發電有限公司，安徽 蕪湖 241000）

引言

電氣工程自動化技術是我國進行制造和加工的關鍵技術，也是提升我國經濟、開發先進技術的重要支撐部分，且這一形勢將隨著經濟水平的提高和信息處理技術的進步而更加突出，意味著電氣工程的重要性不斷增加，但也意味著電氣行業將會面臨更嚴峻的市場形勢。自動化技術是電氣工程進行控制和信息處理的重要技術，通過計算機的介入使得其工作效率極為可觀，但基于自動化技術衍生出了智能化技術擁有更加高效、更加精準的技術優勢。將兩者進行結合，勢必會發揮出最大化的效果，推進電氣工程領域的發展和國家經濟的提升。

1 智能化技術優勢

智能化技術是由多種軟硬件系統進行合作形成的先進生產技術，組成部分包括計算機及相應軟件處理技術、精密定位儀器、精密傳感部件等[1]。在市場競爭趨勢愈加激烈的今天，智能化技術的優勢是明顯的，智能化技術的應用可以節省生產人員更多的勞動量、大大減少用于設備監測和維護的成本、降低產品的不合格率、提高生產效率和提高生產安全性。特別是在電氣工程領域，產品的生產需要較高的精確度和較復雜的工藝，而高速度高精度、柔性化正是智能化技術的特點，這些技術特點能夠在進行生產時轉化為優勢，從而提升產品的品質和優化生產成本。

1.1 高速高精度高效化

智能化的電氣工程控制系統中包含運算能力強大的芯片，配合高靈敏度監測元器件后能夠大幅度提高設備進行生產加工時的速度和精度，使得電氣產品的各項指標得以輕松符合相關標準[2]。

1.2 柔性化

智能化技術的應用帶來的一個結果就是減少了人力資源的投入，但這同時也意味著人員對設備進行監測和維護的頻率會降低。若是設備的運行穩定性不夠，極易發生設備故障、延長維修時間，從而影響生產進度。而智能化技術的一大優勢就是具備較好的柔性化，能夠很好的協調各系統之間的工作并進行一定程度上的自我維護，提高設備的運行穩定性。

1.3 實時智能化

隨著計算機信息處理技術的進步和傳感器件的發展，使得應用了智能技術的電氣控制系統能夠實現實時獲取信息、處理信息的強大能力。人工智能可以在一定程度上模擬出人的思考和行為方式，使得控制系統更為智能，對信息進行針對性的處理，使得智能技術的實用性大大增加。

2 電氣行業中智能化技術的特點

電子技術的迅速發展與成熟，使得我國的電氣自動化技術進入智能化階段，應用了智能化技術的電氣工程自動化技術，與傳統電氣工程自動化技術相比已經產生了許多變化。

2.1 智能化技術可實現無人化生產

應用了智能化技術的電氣工程自動化技術能夠在生產的各個環節不同程度的減少人力的使用，減少設備對人員的操作，增加設備運行穩定性[3]。例如，對電力系統應用智能化技術以后，能夠加快設備的響應速度。對監控系統和控制系統應用智能化技術后，可以實現對生產設備的遠程操控，生產人員只需通過屏幕就能掌握整個生產車間的實時動態并進行調整。既能保證生產的準確性，又能保障生產員工的人身安全性。在5G 技術普及應用后，相信會有真正意義上的無人工廠出現，這將是電氣行業的一大突破。

2.2 智能化技術無需控制模型

相較于傳統電氣工程自動化技術中的控制系統而言，應用了智能化技術后的控制系統將會有著顯著的優勢。其中最為突出的一點就是智能化控制系統不需要控制模式[4]。傳統的控制系統需要依賴控制對象的模型設計，所作的一切控制行為都建立在對控制對象模型設計的了解上。但當模型設計出現復雜的動態方程時，就無法進行有效控制。而智能化控制系統能夠在多種復雜條件下依然實現對控制對象的精準控制，消除了因為模型設計復雜帶來的不可預測性，這得益于智能化技術對自動控制器緊密系數的提高。

2.3 智能化技術可在復雜條件下實現對信息的正確處理

應用了智能化技術的電氣工程自動化技術實現在多種復雜輸入情況下依然能夠對數據進行處理，且對處理的數據進行一定的評估和分類。即使出現無用信息和錯誤信息，也能最大程度保障數據處理的正確性和效率性。例如，隨著市場需求的變更，企業在進行生產時生產對象也會有著很強的變更性。在這樣的條件下，智能化系統也能對整個生產環節進行較大范圍的準確控制，這是傳統的自動化技術所不能達到的。想要實現變更生產對象后依然能夠進行全面化控制，需要更好的發展智能化技術。

3 智能化技術在電氣工程自動化中的應用示例

隨著智能化技術的發展，許多技術成果在實際生活中都得到了成功的應用。在電氣工程自動化方面，智能化技術的應用使得遠程控制、故障自我監測和提高生產效率等許多問題得到解決。

3.1 神經網絡系統

在電氣工程自動化中進行智能化技術的應用以后，控制系統可實現神經網絡系統的控制模式。這種擬人式的控制模式使得控制系統有著極高的容錯性和堅固性，通過將數據進行處理、分析、儲存和反饋，將處理后的信息分布在多個神經網絡單元中，極大的提高了系統處理信息的效率和準確性[5]。在此基礎上，神經網絡系統還能計算出信息的反向分布方法，根據整個系統的實際生產情況進行及時調節，保障設備運行的穩定性。

3.2 實現智能化控制

實現智能化控制，對所有行業而言都是未來發展方向中的主要部分，對于電氣行業來說，實現智能化控制的必要性是要強過其他行業的。在現階段的電氣行業中，已經實現了部分智能化控制，而且正隨著智能技術的發展不斷提高智能化控制的覆蓋率。目前的智能化控制方式，主要是模糊控制、專家系統控制和神經網絡控制三種，能夠實現即時記錄設備運行情況和故障原因、對各種數據進行處理、通過監控將設備情況遠程投送以及通過計算機實現遠程控制等功能。

3.3 PLC 系統

應用了智能化技術后的電氣工程自動化技術在對設備進行控制時對電力有著較高的要求，針對設備做出的一些指令都需要電力系統進行準確、快速的反應。這種高速度、高精度的電力控制傳統的電力系統很難提供，在此背景下PLC 技術應運而生[6]。PLC 技術作為智能化技術在電力系統中的輔助控制技術，能夠滿足復雜的電力需求，通過現場傳感器件和遠程終端進行顯示屏投送，實時監控電力系統的運行情況并保障生產電力需求。

3.4 電氣的優化設計

與其他行業相比，電氣工程自動化的產品設計更為復雜。其中涉及多個知識領域且需要具備很強的實用性和經濟性。目前來說，進行電氣產品的設計主要有兩個方向可以選擇：一是在不斷完善和優化的理論體系中打造設計方案。二是對原有的產品和經驗進行改良。前者具有較大的不可預測性，在市場競爭形勢愈加激烈的今天失去了實用性。而后者需要大量資源的重復投入，且設計出的產品缺乏創新性，不利于行業的長遠發展。隨著智能化技術的發展，這一難題得到了很好的解決，通過計算機的智能輔助，使得電氣產品的設計變得更加智能和高效。而且設計好的產品可以在計算機中進行模擬運行，大大減少了資源和時間成本的投入。

4 推進智能化技術應用的相關措施

4.1 構建完備技術研發體系，打造科學可靠技術平臺

想要推進智能化技術在電氣工程自動化中的應用，需要的必備因素與先決條件有很多。首先，需要建造完善的技術研發體系，給予企業和人員充分的可使用資源和學習新技術理念的空間。企業可以以自身資源為基礎，以推行智能化技術在電氣工程自動化中的應用為最終目的，聯合其他企業、地方政府和相關科研機構共同搭建起集人員培養、理論實踐和項目孵化為一體的智能化技術研發體系[7]。為了實現這一目標，企業可施展多重手段，例如，引進可作為智能化帶頭型的人才并分批對本企業人員進行相關培訓，加強其對于設備軟件的操作能力，這將大大有利于智能化技術的發展。國家提出了“科教興國，科技強國”的發展理念，相關企業在這樣的背景下，要盡快推進智能化技術在電氣工程自動化中的創新應用工作和體系平臺的搭建，真正做好組織者作用。智能化技術平臺需要以多方面作為載體，聯合其他力量共同打造。借助整合過后的具備一定可使用資源和共享信息并能實現互相幫助、互相合作的一體化平臺，使得企業可以應用更多種類、更多級別、覆蓋面更廣的智能化技術。通過此類活動的開展來完善和增強企業進行生產的智能化水平，同時也使得智能化技術的應用更加具有普遍性和基礎性，激發其他企業的應用興趣和研發機構的研發動力。特別要注意與科研機構的合作，在電氣工程自動化中進行智能化技術的應用離不開相關技術的支持。

4.2 學習國內外先進技術并與自身條件有機結合

在我國電氣行業生產水平向現代化看齊的階段上，西方發達國家在這方面走過了漫長的發展歷程，積累了豐富的經驗?；谟嬎銠C技術的智能化技術在國內外都受到了較大的重視，是一個工業強國和科技強國在發展過程中一定要走的一條道路。以美國為例，美國的電氣企業對于智能化技術的應用程度非常深，這主要由其多年來科學技術的積累，打造出了優異的生產模式以及先進的軟硬件設施。在整體經濟實力上，德國雖然不屬于世界最為頂尖的國家，但作為老牌資本主義國家德國發展電氣行業智能化的腳步走在了世界最前列，而且技術越來越先進生產模式越來越成熟，并由此取得了國際上電氣行業的領先地位。德國有著多家在國際上排名靠前的電氣企業，例如西門子、大眾、戴勒姆德國大陸集團等，這些企業在電氣工程自動化中對智能化技術的應用極為普遍和成熟。這得益于德國政府自始至終都堅持對智能化技術的支持，特別是以亞琛工大、達姆施達特工大和德累斯頓大等為代表的高等院校的人員和技術的支持，更是使得德國在智能化技術上突飛猛進。與國外的發展狀況相比，由于歷史因素，我國在這個領域的發展時間較短。我國想要推行自己的智能化技術并將其應用在電氣工程自動化上，就需要對國外成熟的發展經驗進行學習和借鑒，選取其中適合我們自身的部分或者進行改良后使用而不是照搬照抄。隨著經濟的快速發展和國內教育水平逐漸提高，國內電氣行業更加重視、投入到技術研發的資源也愈來愈多，許多具備應用價值的新技術相繼出現，可供國內進行借鑒和研究的方向越來越多，相關的思想理念也在不斷更新。相信在不久的將來，我國電氣行業智能化將踏入世界先進行列。

4.3 培養具備智能化設備操作能力的高素質員工隊伍

如果把電氣行業比作軍隊的話，員工就是無數英勇的士兵，各種技術理論和實踐經驗就是武裝士兵的強大武器。公認的是，無論多么強大的武器，都必須得由強大的士兵來使用才能發揮其最大威力。同樣的，無論多么先進、多么成熟的技術模式，都得由優秀的、強大的員工來具體施行，才會取得最為理想的應用效果。想要將智能化技術在電氣工程自動化中很好的應用下去，就需要建設具備智能設備操作能力的高素質員工隊伍[8]。

5 結束語

智能化技術的應用是順應現代企業發展需求的必要結果，也是提高企業核心競爭力的關鍵所在。通過智能化技術的應用，能夠減少企業的成本投入、提高生產效率、實現遠程控制和提高生產安全系數。相關企業應當增加自身對智能化技術的應用程度，在獲取經濟效益最大化的同時推進整個電氣行業的進步。