智能化技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

馮倩霞

（南京和暢新能源科技有限公司，江蘇 南京 210012）

我國(guó)電氣自動(dòng)化的發(fā)展前景與社會(huì)各領(lǐng)域之間的關(guān)系密不可分，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化不但有助于優(yōu)化傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、構(gòu)建自動(dòng)化工業(yè)體系、研發(fā)全新的技術(shù)手段，還能充分利用其生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)為電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的安全性提供基本保障。與此同時(shí)，在現(xiàn)代社會(huì)快速發(fā)展的形勢(shì)下，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)逐漸趨于智能化發(fā)展，有助于全面適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)需要，尤其在提升我國(guó)工業(yè)技術(shù)水平方面也起到了決定性作用。

1 智能化技術(shù)概述

智能化主要指依托于大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)以及人工智能等技術(shù)的有效應(yīng)用，使事物具備滿足受眾多元化需求的功能屬性。在現(xiàn)代科技水平不斷提升的背景下，智能化產(chǎn)品逐漸在各領(lǐng)域中具有良好的應(yīng)用發(fā)展前景，尤其在提高生產(chǎn)效率、降低人力資源損耗、提高工作質(zhì)量、優(yōu)化運(yùn)行環(huán)境、保障危險(xiǎn)施工作業(yè)的安全性、滲透綠色環(huán)保理念、降低機(jī)械設(shè)備故障率以及提升故障診斷效率等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。與此同時(shí)，在計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，智能化技術(shù)的應(yīng)用愈發(fā)完善，其覆蓋范圍也逐漸在各領(lǐng)域中不斷擴(kuò)大，甚至在某些特別的領(lǐng)域內(nèi)還能自動(dòng)完成信息數(shù)據(jù)處理、分析以及深化等具有復(fù)雜性特點(diǎn)的工作程序[1]。因此，在智能化技術(shù)的多元發(fā)展趨勢(shì)下，其在電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域中也有著廣闊的應(yīng)用前景。

2 智能化技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 智能調(diào)整與控制電氣自動(dòng)化系統(tǒng)

當(dāng)在電氣自動(dòng)化控制中應(yīng)用智能化技術(shù)時(shí)，可以結(jié)合具體的設(shè)定程序和要求不斷調(diào)整與優(yōu)化電氣系統(tǒng)的運(yùn)行程序，同時(shí)充分利用其原有的監(jiān)控功能，以此有效提高電氣系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，最大限度地保障電氣系統(tǒng)控制的準(zhǔn)確性。與此同時(shí)，有效應(yīng)用智能化技術(shù)還能簡(jiǎn)化電氣自動(dòng)化系統(tǒng)調(diào)控工作的步驟，實(shí)現(xiàn)人力資源合理配置目標(biāo)，整體提高電氣自動(dòng)化系統(tǒng)維護(hù)工作的效率。實(shí)際上，在智能化技術(shù)正式引入之前，盡管電氣工程系統(tǒng)控制工作在實(shí)施過(guò)程中已融合了自動(dòng)化理念，但這種自動(dòng)化理念的實(shí)現(xiàn)僅停留在相關(guān)機(jī)械工作的智能操作層面，甚至依賴人工操作實(shí)現(xiàn)編程、數(shù)據(jù)錄入、操控設(shè)備生產(chǎn)活動(dòng)的目標(biāo)[2]。因此，智能化技術(shù)的有效應(yīng)用可以真正意義上實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的優(yōu)化目標(biāo)，使電氣設(shè)備在自動(dòng)化程序控制下完全取代人工操作的重復(fù)勞動(dòng)操作，并在此基礎(chǔ)上達(dá)到更高級(jí)的系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與管控目的。

2.2 提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的一致性

對(duì)于電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)而言，智能化處理器既可以有效篩選與整合錄入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，還能準(zhǔn)確判斷不同控制條件下的數(shù)據(jù)處理結(jié)果。同時(shí)，控制電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的各個(gè)單元時(shí)，可充分利用其原有的可變性特點(diǎn)，特別是對(duì)主體對(duì)象較為復(fù)雜的管控工作而言，應(yīng)用智能化技術(shù)有利于整體提高控制系統(tǒng)的靈活性和穩(wěn)定性。在各種復(fù)雜性較強(qiáng)的應(yīng)用場(chǎng)景中，若失去智能化技術(shù)提供的輔助性支持，僅依賴各技術(shù)人員實(shí)施的單一數(shù)據(jù)系統(tǒng)處理手段，很可能導(dǎo)致整個(gè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在技術(shù)人員的疏忽下產(chǎn)生難以挽回的經(jīng)濟(jì)損失，但有效應(yīng)用智能化技術(shù)則可以從源頭上避免此類事件的發(fā)生。

2.3 增強(qiáng)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的綜合控制能力

在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)用智能化技術(shù)，應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與管控電氣系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)及其設(shè)備運(yùn)行情況，以此為電氣自動(dòng)化系統(tǒng)提供良好的安全保障[3]。首先，利用智能化技術(shù)調(diào)控相關(guān)電氣設(shè)備參數(shù)時(shí)，可依托先進(jìn)的技術(shù)手段及時(shí)示警電氣系統(tǒng)運(yùn)行中潛在的各種安全隱患，促使相關(guān)技術(shù)人員在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的第一時(shí)間就能收到示警信號(hào)，并在此基礎(chǔ)上準(zhǔn)確定位與掌握安全故障的所處范圍，從源頭上降低電氣自動(dòng)化系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行下的安全風(fēng)險(xiǎn)。其次，利用智能化技術(shù)能對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)施遠(yuǎn)程操作控制，基于整體角度有效提高工作人員對(duì)電氣系統(tǒng)的掌控能力。

2.4 簡(jiǎn)化電氣系統(tǒng)的操作流程

應(yīng)用智能化技術(shù)可以有效簡(jiǎn)化電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的操作流程，促使整個(gè)電氣系統(tǒng)始終處于高強(qiáng)度、高效率的安全運(yùn)行環(huán)境中。在傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，由于缺乏智能化技術(shù)的支持，整個(gè)電氣系統(tǒng)的運(yùn)行僅依賴人工操作的方式完成，盡管高素質(zhì)工作人員可以在短時(shí)間內(nèi)完成整套操作流程，但其仍伴隨著各種操作失誤，若由專業(yè)素養(yǎng)相對(duì)較低的工作人員完成整項(xiàng)操作流程又會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間與精力。然而，智能化技術(shù)的應(yīng)用不僅能有效改善以上問(wèn)題，還能完全取代整套人工操作流程，在保證操作質(zhì)量的同時(shí)還能節(jié)省大量時(shí)間成本，使電氣系統(tǒng)的運(yùn)行操作始終處于高素質(zhì)工作人員的同等效率層面上，真正意義上實(shí)現(xiàn)了時(shí)間成本與人力資源的有效控制目標(biāo)。此外，在人工操作方式下控制電氣自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)，很可能數(shù)據(jù)處理失誤而導(dǎo)致整個(gè)電氣系統(tǒng)的運(yùn)行發(fā)生故障，致使電氣操作系統(tǒng)被迫停止工作，甚至不得不排查故障的產(chǎn)生原因，不利于保障電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的有序性。但智能化技術(shù)的操控功能卻能有效避免以上問(wèn)題，并且除其自身的控制程序出現(xiàn)問(wèn)題外，智能化操控技術(shù)通常不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)載入錯(cuò)誤等方面的問(wèn)題。

3 智能化技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

3.1 診斷電氣自動(dòng)化故障

在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，通常會(huì)受多臺(tái)設(shè)備差異的影響，致使不同機(jī)器運(yùn)行設(shè)備采用的技術(shù)也各不相同，并且機(jī)器設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性還會(huì)直接影響整個(gè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的效率。在智能化技術(shù)有效應(yīng)用的前提下，工作人員可以全方位地監(jiān)督與管控電氣系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際情況，一定程度上有效降低了電氣設(shè)備發(fā)生故障的概率[4]。另外，監(jiān)測(cè)電氣系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)時(shí)，還可以結(jié)合具體的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)合理推測(cè)其運(yùn)行狀態(tài)，真正為電氣系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性提供安全保障，幫助相關(guān)技術(shù)人員指明確切的故障范圍與維修方向，在提高電氣系統(tǒng)故障檢修效率的同時(shí)，為技術(shù)人員節(jié)省大量時(shí)間成本。例如，對(duì)于電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)而言，變壓器在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行期間起到了決定性作用；但在傳統(tǒng)的管控過(guò)程中，變壓器故障原因的排查時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，而排除故障也較為考驗(yàn)技術(shù)人員的基本操作技能與實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。但應(yīng)用智能化技術(shù)后工作人員則能在變壓器發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)分解檢測(cè)技術(shù)分析出滲透油的氣體組成部分，進(jìn)一步縮小變壓器發(fā)生故障的范圍。此外，深入分析與監(jiān)測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)信息，還能在短時(shí)間內(nèi)快速定位故障的具體位置，明確故障發(fā)生原因，減少相關(guān)工作人員的故障排查時(shí)間，全面保障電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的工作效率。最后，在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，依托智能化技術(shù)還能自動(dòng)篩查電氣系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)與數(shù)據(jù)信息，并在故障發(fā)生前發(fā)出相應(yīng)的示警信號(hào)，從而自動(dòng)將有關(guān)數(shù)據(jù)信息反饋給專門的負(fù)責(zé)人員，使技術(shù)人員在可靠的理論依據(jù)支持下正確排查電氣系統(tǒng)運(yùn)行的故障原因，真正將故障損失控制在合理范圍內(nèi)。

3.2 有效控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

對(duì)于一個(gè)完整的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)而言，其在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中通常需要根據(jù)具體的生產(chǎn)要求，創(chuàng)設(shè)不同的控制場(chǎng)景。在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中應(yīng)用智能化技術(shù)時(shí)，可以通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方式、模糊控制方式、專家系統(tǒng)控制方式全面滿足不同控制場(chǎng)景的實(shí)際需求，其中在電氣工程自動(dòng)化控制領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)為神經(jīng)系統(tǒng)控制方式。實(shí)際上，在電氣系統(tǒng)中控制神經(jīng)系統(tǒng)時(shí)，不但可以借助反向系統(tǒng)學(xué)習(xí)算法提高電氣自動(dòng)化控制的靈活性，還能依托系統(tǒng)自身的層次結(jié)構(gòu)功能豐富控制系統(tǒng)的多重屬性。與此同時(shí)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制方式主要由多個(gè)子系統(tǒng)組成，其應(yīng)用特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)可以幫助各子系統(tǒng)達(dá)成協(xié)同控制要求，因此神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制還可以對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的整體過(guò)程進(jìn)行有效優(yōu)化與調(diào)整，全方位滿足不同設(shè)備的參數(shù)調(diào)控要求[5]。另外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方式還具有一定的非線性表達(dá)特點(diǎn)，可以依托電氣系統(tǒng)的學(xué)習(xí)性能對(duì)PID 控制實(shí)施最佳組合效果。最后，在BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的支持下，還可以構(gòu)建自整定參數(shù)為Kp、Ki、Kd 的PID 控制器，以此充分發(fā)揮智能化控制目標(biāo)應(yīng)有的實(shí)效性價(jià)值。

3.3 優(yōu)化電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)

在電氣自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)工作中，電氣技術(shù)人員通常以實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)為主要決策依據(jù)，基于整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)要求有針對(duì)性地開(kāi)展電氣設(shè)計(jì)工作。但在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，不同設(shè)計(jì)人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)水平不同，其對(duì)電氣設(shè)計(jì)方案的看法與見(jiàn)解也各不相同，一定程度上降低了電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的達(dá)標(biāo)率，只能通過(guò)不斷調(diào)整與改進(jìn)操作來(lái)滿足電氣自動(dòng)化控制的要求，無(wú)形中對(duì)電氣系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)工作的順利開(kāi)展造成不同程度的阻礙，甚至導(dǎo)致電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性始終處于低下?tīng)顟B(tài)。但有效應(yīng)用智能化技術(shù)則可以實(shí)現(xiàn)大批量數(shù)據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)目標(biāo)，在減輕相關(guān)設(shè)計(jì)人員工作負(fù)擔(dān)的同時(shí)提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)的針對(duì)性，并在電氣系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析支持下，通過(guò)遺傳算法的科學(xué)應(yīng)用精準(zhǔn)定位架構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題和潛在的安全隱患，以此在實(shí)際生產(chǎn)中幫助相關(guān)工作人員避免故障問(wèn)題的發(fā)生，從整體上提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)的適應(yīng)性，充分發(fā)揮系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案應(yīng)有的實(shí)效性價(jià)值。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著現(xiàn)代信息化技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展與普及，智能化技術(shù)逐漸在電氣自動(dòng)化工程中得到廣泛應(yīng)用，其主要以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)有效分析與處理數(shù)據(jù)信息遠(yuǎn)程操控電氣工程自動(dòng)化運(yùn)行動(dòng)作，促使電氣自動(dòng)化在規(guī)定時(shí)間內(nèi)及時(shí)做出正確的信息反饋，從而在危險(xiǎn)性與施工難度相對(duì)較高的環(huán)境下減輕工作人員的壓力和負(fù)擔(dān)，在提高電氣設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性的同時(shí)提升電氣系統(tǒng)控制的準(zhǔn)確性，真正意義上為人力資源與成本費(fèi)用的控制提供良好保障。