電氣自動化中智能化系統技術的創新應用

李安勇

[摘? ? 要]文章對電氣自動化中的智能化系統技術創新應用進行了分析，從該技術的內涵、優勢、創新應用以及發展方向方面進行了論述，提出了設計環節、智能化控制環節以及故障診斷檢修環節的應對方法，了解該技術優勢并運用到實踐中的效果，對未來發展也進行了有價值的判斷，解決了傳統電力系統不能滿足現代化工業與人們生活的問題，對于人工智能與自動化的推廣也有促進作用。

[關鍵詞]電氣自動化;智能化;系統技術

[中圖分類號]TM76 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）09–0–02

[Abstract]This article analyzes the innovative application of intelligent system technology in electrical automation， discusses the connotation， advantages， innovative applications and development direction of the technology， and proposes the design link， the intelligent control link， and the fault diagnosis and repair link. The method achieves the effect of understanding the advantages of the technology and applying it in practice. It also makes valuable judgments on the future development. It solves the problem that the traditional power system cannot meet the needs of modern industry and peoples lives. It is also useful for the promotion of artificial intelligence and automation. enhancement.

[Keywords]electrical automation; intellectualization; system technology

智能化系統技術是計算機技術與人工智能技術相結合的產物。在智能化系統技術出現后，雖然使用時間不長，但已迅速進入人們的視野，融入人們的生活。特別是在電氣工程自動化控制系統的應用中發揮了巨大的作用，幫助電氣工程實現了故障診斷、智能控制等，大幅提高了電氣工程的工作效率。

1 智能化系統技術概述

智能化系統技術是將數據通信技術、計算機網絡技術、物聯網技術、智能終端技術、工業應用技術等多個領域的先進技術相結合的應用級智能集成系統。大致可分為數據采集模塊、數據傳輸模塊、自動化控制模塊和智能終端模塊等幾類功能模塊，通過對各類數據的采集、發布、處理和反饋，管理復雜的自動化系統。在能源方面，電力事業的快速發展致使石油的需求越來越大，預測全球2030年電力需求將比2016年上漲67%，我國2020年電力需求將達7.7萬億kW·h，而面對如此大的需求量，依靠傳統電力模式將變得十分困難。目前，智能化系統技術廣泛應用于醫療現代化、電力智能化、工業節能等諸多工業技術創新領域。同時，隨著國內物聯網技術、計算機網絡技術和5G通信技術的不斷發展，相信未來智能化系統技術還有更大的技術發展空間和應用前景。

2 智能化系統技術在電氣工程自動化領域的優勢

2.1 控制性更強

智能化技術雖然不能達到完全替代勞動力的目標，但與傳統的技術相比，應用效果非常明顯，可以實現一些簡單的智能化控制，實現電站電氣工程系統的安全管理工作，系統安裝更方便。在電站電氣工程系統的使用和維護中，智能監管的及時反饋，可以進一步提高電氣系統運行的穩定性，實現預警和準確定位，為后續維護操作帶來便利。

2.2 調整更方便

電氣工程自動化控制系統的使用比較復雜和危險，智能電氣自動化控制系統可以根據下降時間、響應時間和剛度變化來調整機械控制的程度，從而提高自動化的性能和效率，這是智能化控制技術的最大優勢。另外，遙控是電氣自動化控制系統的一個突出優點，可以通過遙控實現無人值守操作。

2.3 無需進行控制計算

以往電氣自動化控制系統的應用過程需要大量的數據計算，而人工計算存在一定誤差，嚴重影響模型設計。無法捕捉與電氣系統運行參數變化相關的數據變化，使得無法準確設計模型。這可能導致電氣自動化系統的控制效率無法提升。智能化電氣自控系統無需設計被控模型，避免了不確定因素的影響，大幅度提高了電氣工程自動化控制的精度和工作效率。

2.4 更強大的數據采集和處理能力

在復雜項目的數據處理和采集過程中，智能系統對每個子系統采用單獨的數據采集模塊和專用的數據通道，有效避免了各子系統之間的信息干擾，實現了各子系統的數據采集，使其目標更多、效率更高、數據失真風險更低。此外，智能系統采用了一個子系統、一個數據處理終端的數據處理模式，使得各個子系統的數據處理軟件更加專業化、針對性更強，可以根據運行環境和實際情況變得更加具體。數據處理軟件編程的靈活調整，使整個電氣工程系統的自動化控制規則更加靈活，適應于應用環境。

3 國網電氣自動化中智能化系統技術的創新應用

3.1 設計環節的創新應用

傳統的電氣自動化工程主要依靠設計人員的個人經驗和專家意見來完成。設計人員根據電氣工程的要求，設計出自動化工程的基本結構、功能模塊以及自動化操作流程，然后將設計環節的技術難點和關鍵點交給電氣自動化領域的專家進行評審和指導，對最終的電氣工程設計方案進行驗證和優化。在這個過程中，由于設計數據源的因素，導致設計人員存在認知偏差或設計思維偏差。同時，由于缺乏設備調試工作，使得設備制造和裝配的有效性與設計方案存在顯著差異。智能化系統技術可以更好地解決電氣工程設計中的這些問題。例如，在電站電氣自動化工程設計中，許多不同規格、結構復雜的輸送機和傳感器單元必須相互配合，才能完成自動化運行。在這個過程中，很難通過設計團隊的設計經驗來控制設計過程和裝配過程的每一個細節，也很難通過局部調試來檢查整個大型自動化裝置的運行狀態。

通過應用PLC智能控制系統，可以實時監控整個自動化裝置的試運行狀態，實時記錄和反饋各傳動裝置的運行狀態和傳感器數據，讓設計人員快速完成該設計，并通過PLC系統大幅提高電氣自動化系統的調試和設計質量。再比如，在電力行業的電氣自動化設計過程中，設計人員應該更加關注電氣自動化系統與其他系統的對應程度，從舒適度的角度設計更多智能化的服務管理系統。在這個過程中，涉及到不同類型的計算機技術、通信技術、智能控制技術、多媒體技術等多個領域，需要合理組合各種設計需求，完善充足的設計資源。要求設計團隊具備多方面全面的技術知識，能夠進行多角度、跨領域的數據采集，這在傳統的電氣工程設計環境中幾乎是不可能完成的任務，是一項艱巨的任務。借助智能電力設計平臺，設計團隊可以利用該平臺的各種智能電力設計工具包完成更復雜的數據采集和分析流程，并利用BIM技術對電力設計進行模擬和測試。智能化模式的創新應用，可以大幅降低電氣工程中復雜應用場景的設計難度。

3.2 智能化控制環節的創新應用

電氣工程的智能控制依賴于工程各功能模塊的數據采集處理和自動化監控。傳統的自動化控制系統往往使用所有功能模塊來集中數據采集處理通道和自動化控制CPU終端。這不僅降低了整個工程系統的自動化控制效率，而且增加了各功能模塊之間數據信號干擾等操作風險。智能化系統技術可以徹底解決這些問題。

3.2.1 提高數據采集處理效率，防止各功能模塊數據相互干擾

在應用電力智能化系統技術的電氣工程中，可以設計不同類型的智能監控通道。建立門禁管理監控系統進行門禁管理，根據通信網絡設計寬帶網絡、電網、電視網絡的通信系統，根據資產管理功能模塊設計資產管理系統，按業務領域進行特殊用途設計方法和數據信號傳播通道和每個子系統都配備了專用的數據處理終端。然后通過系統的集中控制和管理，在系統總控中心實時匯總各子系統功能模塊的運行狀態，實現弱電綜合系統工程的高效智能管理。

3.2.2 降低外部控制人員的操作難度

傳統電氣自動化系統的外部控制通常需要操作人員具有一定程度的電氣自動化專業知識和工作經驗，才能從帶有各種按鈕和指示燈的操作儀表板上控制各種功能模塊。對電氣工程運行狀態和故障應急處理的一些判斷完全取決于操作人員的工作經驗，故障位置由指示信號確定，故障應急處理方案由用戶規劃。這也是傳統電氣自動化項目運行質量不高的主要原因。但是，智能系統技術的應用可以大幅降低電氣工程外部控制的難度。通過對電動智能控制系統各功能模塊的狀態反饋模塊和故障應急模塊進行設計，可以在更多的緊急情況下替代人工完成急救。同時，更復雜模塊的運行狀態可以通過數據量化直觀地呈現給操作人員，操作人員可以通過更詳細、更具體的故障情況反饋，及時配置更合適的維護和維修計劃，從而提高電氣性能。該系統在一定程度上保證了項目的運行穩定性。

3.2.3 有助于系統升級

傳統的電氣自動化系統更新和升級過程可能需要更多的周期來投資更多的更新和升級成本。基于智能化系統技術的電氣自動化控制系統可以更加方便快捷地完成系統更新升級。由于智能系統實現了各個功能模塊的單獨控制和集中管理，每個功能模塊的子控制系統都有自己的CPU，但這些CPU的運行狀態和基本控制仍然集中在整個系統中。在控制系統更新升級時，可以通過主控終端實現各子系統的間隔升級和維護，從而避免了該電力系統因停電升級而造成的損失。例如，當前智能電站弱電集成系統項目的控制系統升級，可以根據子系統依次更新升級。2個或3個系統在一個周期內更新升級，整個系統在6～8個周期內完成，通過主控終端的協同控制、更新和維護，保證系統的基本運行。

3.3 工程故障診斷檢修環節的創新應用

電氣工程故障診斷和維護一直是勞動強度最大的環節，傳統的故障診斷需要很多專家在現場調試各種功能模塊，維護進度非常緩慢，容易出現人為錯誤，引起更嚴重的事故。智能化系統技術可以通過傳感器、視頻監視器、遠紅外熱感測裝置等一系列智能監控設備，采集各功能部件的運行狀態數據。借助物聯網技術，聚合這些數據信息的各個子系統的CPU，經過初步的數據分析和量化處理，將更復雜的電氣設備運行狀態數據傳輸到總控制中心，由外部操作人員觀察總控制中心。數據反饋可以快速準確鎖定故障位置，準確檢索故障位置實時監測數據，更容易判斷故障原因，并根據數據制定故障維護計劃。例如，智能弱電集成系統工程的故障檢測和日常維護，可以借助智能系統強大的設備狀態監測功能，快速完成整個系統運行狀態的檢測過程。同時，數據分析可以快速鎖定發生故障的特定設備。當系統出現故障時，可以通過主控中心的故障信息反饋，快速鎖定故障位置，快速識別故障位置的具體情況，及時進行積極有效的處理。

4 智能化系統技術的發展方向

智能化系統技術具有廣泛的發展前景，未來將繼續向集成化、圖形化、高效率方向發展。集成是指利用集成電路進一步加快計算機系統的運行速度，利用基本模塊進行集成，生產出滿足各行業個性化需求的標準化產品。圖形化是指利用計算機界面的可見性，以圖像信息的形式反映文字和數字信息，方便員工的工作和使用。高效率是指智能芯片改變靜態特性，它能完成系統設置，以高效、高精度的標準完成各種任務。

5 結束語

綜上所述，電氣自動化在電力行業的應用越來越廣泛，提高電站電氣自動化系統的可靠性，降低電氣工程運行成本一直是人們廣泛關注的問題。通過對智能化系統技術在電氣自動化領域的應用分析，認識到智能系統技術的分析和智能化系統技術在電氣自動化中的應用的重要性。根據要實現的功能適時調整，加強智能控制功能的實現，加強對智能電氣自動化建設的支持。

參考文獻

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