智能化技術在電氣工程自動化中的應用

趙永濤

(甘肅有色冶金職業技術學院，甘肅 金昌 737100)

0 引言

近年來，隨著我國科學技術的快速發展，電氣工程技術的應用范圍不斷擴大，技術實力也得到了有效提高，尤其是在自動化技術的帶動下，電氣工程很多工作的實施擺脫了傳統的人工操作或專人監管，在很多技術領域實現了無人化作業，有效減少了人工操作產生的失誤和效率低下問題。隨著電氣工程自動化技術的進一步發展，單純的自動控制技術已經不能完全滿足電氣工程行業的發展需求，尤其在工業4.0時代的到來后，智能化技術逐漸在各行各業得到應用[1]。將智能化技術與電氣工程自動化技術進行結合，能夠有效促進電氣工程技術的進一部提升，使自動控制的過程不僅能夠自動實施，且在科學化、柔性化方面也將得到大幅提升，有利于電氣工程行業的長久發展。

1 電氣工程自動化與智能化技術

電氣工程是電力技術體系的重要分支之一，是國民經濟發展的重要支柱行業，也是電能高效、合理利用的關鍵行業。尤其21世紀以來，我國工業化、信息化、網絡化發展十分迅猛，經濟社會對于電氣工程技術的依賴性明顯增強，電氣工程及其相關行業的發展潛力巨大[2]。電氣工程自動化涉及到強電與弱電技術的有機結合，技術體系包含了機械電子技術、電力電子技術、送電配電技術、高壓電技術以及相關的信息傳輸技術、計算機控制技術等，具有很強的綜合性特征[3]。而在人工智能理念誕生后，智能化的技術也逐漸與各個行業實現融合，尤其在電氣控制技術和自動化領域，智能化技術的應用更加全面，將傳統的電氣工程自動化技術與信息收集、計算機處理、邏輯運算等技術相結合，使電氣工程的技術逐漸具有自主判斷和方案選擇等能力，使電氣工程自動化技術的應用性和可操作性明顯增強，技術應用過程對于人力的依賴進一步減弱，電氣工程逐漸實現自主工作特征。

2 智能化技術的應用優勢

2.1 使電氣工程自動化流程得到簡化

智能化技術的應用綜合考慮了電氣工程自動化技術的各個流程，并根據電氣工程的應用方向合理設計與智能化技術的結合方式。智能化技術應用后電氣工程的功能實現與電氣控制元件都受到計算機技術的監測與控制，一方面有效減少了人工控制的過程，使電氣工程的各個工序實施基本依靠自動化技術實現；另一方面，將現階段電氣工程自動化技術固定工作模式轉換為具有邏輯判斷、環境監測、工作狀態監測的智能控制，使電氣工程各個工序的實施時機、實施合理性明顯提升。

2.2 使電氣工程的控制能力得到提升

由于傳統的電氣工程自動化技術所依靠的運行程序是固定的，因此，其控制能力僅局限于正常的固定工況下，不具有柔性化和可變性特點。智能化技術應用的控制程序與人腦的思維邏輯比較接近，控制過程能夠根據不同對象、不同環境條件采取最合理的方案，且智能化技術的另一大特點是具有學習和不斷提升的能力，隨著技術和算法的不斷優化，電氣工程的智能控制效果還將得到提升，進一步降低傳統工作中無法預測或估計的非主觀因素的影響，提高控制過程的精確性[4]。

2.3 使電氣工程的監管工作更加便捷

電氣工程與機械工程或車輛工程不同，電氣工程的工作完成情況、電控設備運行情況、電控系統運行狀態等參數很難在日常檢查過程中直觀獲得，往往需要在電氣系統出現故障或異常后，才通過人工的方式結合復雜的檢測手段確定故障位置。從智能控制的角度看，電氣工程的自動化功能得到了升級，不僅系統內部增設了大量的狀態監測和安全控制設備，能夠更全面地提供電氣系統的運行狀態信息，方便日常管理，而且利用智能化技術的處理器和邏輯判斷功能，能夠對故障或系統異常做出技術預警，并分析故障原因，提供可行維修方案，有效降低電氣工程的日常監管與維護工作強度。

2.4 使電氣工程的運營成本進一步降低

傳統的電氣工程自動化技術并不能完全實現無人化作業，技術應用與后期使用和管理過程中需要雇傭大量技術、維護、操作人員以保證電氣工程的有效運行，這在很大程度上提高了生產成本，且在電氣工程應用的過程中，還存在故障維修、生產誤工等成本損耗。而通過智能化技術，一方面有效減少了人員雇用成本，另一方面有效減少了系統故障問題，使因系統故障造成的維修成本和維修時間進一步縮短，電氣工程的運營成本得到有效降低。

3 智能化技術的應用形式

3.1 人與電氣控制系統的交互

智能化技術的引進使傳統的電氣系統發生了質的變化，不僅能夠智能完成眾多工作任務，還具備良好的人機交互功能。智能化的電氣自動化控制系統在軟硬件方面都建立了良好的人機交互功能[5]。硬件方面電氣工程自動化控制系統配套了大量的標準數據接口，具備良好的數據接收、分析和處理能力，配備的可編程控制器能夠替代人工進行電氣控制，且具有良好的升級能力；軟件方面具有良好的人機交互界面設計，技術人員可以通過液晶顯示器、連接筆記本電腦、遠程控制等多種方式調用、查閱系統數據信息，并對系統運行程序、提供的故障警示、運營方案優化建議等進行編輯和處理，系統還能對編輯處理后的方案進行分析并提供相應的建議。

3.2 網絡運行安全與技術防護

現代化的電氣工程應用多與互聯網和信息化結合，面對復雜的網絡和信息環境，系統運行的安全性急需得到提升，智能化技術能更好地預防網絡安全問題，避免出現非法獲取生產信息、技術方案等情況的出現。同時智能化技術還能有效避免重要信息的丟失，有效預防病毒造成的控制系統錯亂問題。由于智能化技術應用了先進的處理器技術，且系統能夠實現安全方面的自主升級，對于電氣系統存在的潛在安全問題具有良好的預見性和預防性，降低不安全因素對電氣工程自動化系統造成的不良影響。

3.3 電氣工程的智能設計優化

電氣設備控制設計是電氣工程自動化中的重要環節之一，傳統的設計工作具有復雜化特征，如果僅以人工方式開展設計工作，常存在數據收集、處理等環節消耗大量精力及時間等問題，且設計過程考慮問題的充分性不足，即使通過人工方式反復計算數據并核驗資料，仍可能存在設計失誤或系統缺陷，加之人工設計效率低下，無論在設計效率還是復雜控制技術設計可靠性方面都難以與智能系統設計相媲美。基于此，很多電氣工程在設計和優化改進過程中與智能化技術相結合，一方面智能化技術在控制系統中應用的大量數據采集裝置收集了大量的系統運行數據，系統運行中的不合理問題、故障因素等會在第一時間被智能系統收集；另一方面，智能系統能夠實現控制程序和電氣方案的自主優化，通過遺傳算法、專家算法和實踐數據相結合，系統能夠根據專家庫和數據庫信息實施自動化的設計工作或輔助人工進行設計，從而更好地保障電氣工程設計的合理性。

4 結語

通過智能化技術應用，有效推動了電氣工程自動化的發展，智能化技術具有先進性、精確性、邏輯性、自主性特點，有利于電氣工程應用中的安全性、穩定性提升，不僅進一步加強了自動化控制的效果，還在節省生產資源、提高生產效率方面起到積極作用，因此在電氣自動化中應用智能化技術十分必要。

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