智能化技術(shù)用于工廠電氣自動控制的研究

茍 格

（成都地芯引力科技有限公司，四川 成都 610093）

當(dāng)前階段我國社會經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)同步發(fā)展，在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)對電氣自動控制的應(yīng)用，有效提升生產(chǎn)作業(yè)效率，達(dá)成高精度目標(biāo)。但基于未來生產(chǎn)實(shí)踐對電氣自動控制提出的更高要求，應(yīng)當(dāng)注重融合智能化技術(shù)，進(jìn)一步提升工廠的生產(chǎn)管理和控制能力。尤其是在信息化時代背景下，推動電氣自動控制工程智能化是工業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路，相關(guān)工廠企業(yè)應(yīng)當(dāng)充分掌握智能化技術(shù)的具體運(yùn)用要點(diǎn)，以此完善工程電氣自動控制體系，降低整體生產(chǎn)成本，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

1 電氣自動控制的發(fā)展概述

電氣自動控制是基于電力電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)以及自動化控制技術(shù)等而實(shí)現(xiàn)的設(shè)備管控手段。憑借高效的運(yùn)算速度以及與生產(chǎn)設(shè)備高度的契合度，可為工廠帶來較高的經(jīng)濟(jì)效益，壓縮生產(chǎn)成本。在新時期下，各項技術(shù)不斷革新發(fā)展，極大地推動了電氣自動控制技術(shù)的向前進(jìn)步，能夠良好適用現(xiàn)階段的各種生產(chǎn)設(shè)備控制需求。縱觀電氣自動控制的發(fā)展歷程，主要經(jīng)歷四個重要階段。

第一階段為開關(guān)控制電器階段，即是采用簡單的操控開關(guān)，由人工進(jìn)行啟閉操作，具有斷通電速度慢等特點(diǎn)，在電流較大、電壓較高的工廠場合內(nèi)存在較大的安全隱患。

第二階段即是繼電控制電器階段，改善最初人工啟閉開關(guān)的控制方式，通過設(shè)置繼電器及相關(guān)量測設(shè)備等，組成完整的保護(hù)電路，從而實(shí)現(xiàn)持續(xù)性輸電，無需人為接觸，可有效實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離電氣控制。同時，繼電控制方式還具有一定的記憶功能、電路保護(hù)功能、非電量控制和檢測功能等，有效提升電氣控制效率和質(zhì)量。

第三階段為數(shù)字邏輯控制階段。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中對程序控制過程經(jīng)常進(jìn)行變動的需求，通過利用集成電路可實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制。

第四階段為電子計算機(jī)控制階段，其主要是融合人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)，為電器自動控制工程的智能化提供較為堅實(shí)的技術(shù)支持。比如利用計算機(jī)、人工智能等引入到電氣自動控制技術(shù)中，可有效實(shí)現(xiàn)全面、可靠以及高效的生產(chǎn)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)體系。并通過建設(shè)集成化模式，進(jìn)一步提升系統(tǒng)穩(wěn)定性，有助于減少系統(tǒng)運(yùn)行故障，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[1]。

2 工廠電氣自動控制中應(yīng)用智能化技術(shù)的優(yōu)勢

智能化技術(shù)在工廠電氣自動控制中的應(yīng)用，能夠發(fā)揮諸多優(yōu)勢。進(jìn)一步提升生產(chǎn)質(zhì)量和效率，降低繁重的人力工作強(qiáng)度。改善傳統(tǒng)模式下的電氣控制弊端，更好地實(shí)現(xiàn)信息化管控。在工程電氣自動化控制中，應(yīng)用智能化技術(shù)的優(yōu)勢具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.簡化工程生產(chǎn)系統(tǒng)操作流程，提升故障處理能力。即是在工廠運(yùn)用智能化技術(shù)時，能夠精簡設(shè)備的繁瑣操作流程，并可實(shí)現(xiàn)無人自動化操作，以此減少人為失誤所帶來的風(fēng)險隱患，進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率和質(zhì)量，促使整體支出成本有所降低。另外，在工廠長時間、持續(xù)性運(yùn)行過程中，很容易出現(xiàn)多種故障，基于對智能化技術(shù)的應(yīng)用，能夠有序開展模擬分析等功能，從而輔助相關(guān)檢修人員進(jìn)行故障判別和診斷處理，以此提升設(shè)備維修效率。

2.智能化技術(shù)在工程電氣自動控制中的應(yīng)用，有利于避免外部因素的干擾。即是按照控制參數(shù)的不同要求，通過智能化技術(shù)可對電氣自動控制系統(tǒng)實(shí)施靈活調(diào)整，無需通過模型進(jìn)行參數(shù)計算，有效得到預(yù)期生產(chǎn)目的。比如通過有效控制生產(chǎn)系統(tǒng)的計算，能夠消除模擬自動連接，保證控制參數(shù)與實(shí)際情況相符，防范因計算、參數(shù)設(shè)置和控制異常等導(dǎo)致的干擾，保證電氣自動控制系統(tǒng)的整體穩(wěn)定。

3.在工廠電氣自動控制系統(tǒng)中，對于智能化技術(shù)的應(yīng)用，有利于對數(shù)據(jù)處理進(jìn)行規(guī)范化和統(tǒng)一化。由于在現(xiàn)代工廠內(nèi)的電氣自動控制系統(tǒng)中，儲存有大量的數(shù)據(jù)信息。通過規(guī)范數(shù)據(jù)處理可有效提升控制精度，能夠靈活、快速地處理設(shè)備異常運(yùn)行狀態(tài)，提高工程生產(chǎn)安全性[2]。

3 工廠電氣自動控制中智能化技術(shù)的具體應(yīng)用探究

3.1 在優(yōu)化工程設(shè)計中的應(yīng)用

針對工廠電氣自動控制中對智能化技術(shù)的應(yīng)用，可體現(xiàn)在優(yōu)化工程設(shè)計方面。有利于系統(tǒng)化地避免出現(xiàn)失誤，從而提升電氣工程運(yùn)行的整體水平。同時在智能化技術(shù)的支持下，可有效通過計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，并結(jié)合相應(yīng)的專業(yè)知識，針對電氣自動控制的過程以及時間等進(jìn)行優(yōu)化，從而有助于提升工廠電氣工程的整體水平。有效應(yīng)對電氣工程設(shè)計存在的復(fù)雜性、專業(yè)型特點(diǎn)，基于智能化技術(shù)可運(yùn)用計算機(jī)算法，輔助人工實(shí)施工程優(yōu)化，有效縮短設(shè)計時間，提升設(shè)計方案質(zhì)量。比如現(xiàn)階段可采用CPU 技術(shù)，提升計算機(jī)多核多線程運(yùn)算速度，加快處理效率，保證設(shè)計效果和質(zhì)量得到增強(qiáng)。所以在實(shí)踐中相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)充分把握智能化技術(shù)的合理應(yīng)用，盡可能對工程設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化[3]。

3.2 在診斷及檢測故障中的應(yīng)用

雖然當(dāng)前工程電氣自動控制系統(tǒng)不斷趨于完善，但各項設(shè)備在不間斷運(yùn)行期間，仍會出現(xiàn)一些故障問題。而通過運(yùn)用智能化技術(shù)，則能夠有效開展故障檢測和診斷。比如結(jié)合實(shí)際情況發(fā)出特定的職能和命令，即可靈活調(diào)整設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，針對故障點(diǎn)采取自動化的解決措施，如切換備用件、暫停功能使用等。對無法自行解決的故障，可將其相關(guān)信息傳輸?shù)娇刂浦行牡娘@示屏中，提醒相關(guān)人員進(jìn)行檢修處理，提高故障響應(yīng)能力。同時也可根據(jù)運(yùn)行趨勢對存在的故障隱患進(jìn)行判斷和識別，便于相關(guān)人員提前采取應(yīng)對措施，防范出現(xiàn)過長時間的停機(jī)維修，影響生產(chǎn)活動的順利開展。因此通過運(yùn)用智能化技術(shù)能夠簡化工程電氣自動控制程序，加強(qiáng)對生產(chǎn)期間的設(shè)備故障檢測和診斷力度，靈活進(jìn)行調(diào)整，保證生產(chǎn)過程平穩(wěn)有序。

3.3 在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的應(yīng)用

智能化技術(shù)在電氣工程中具有重要的應(yīng)用價值，在工廠電氣自動控制環(huán)節(jié)中，可體現(xiàn)在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行方面。即是通過智能化技術(shù)對工程電氣自動控制系統(tǒng)進(jìn)行全面的改造和升級，全方位搭建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。按照定子電流辨別控制情況合理設(shè)定電氣動態(tài)參數(shù)，能夠保障轉(zhuǎn)子速度精確得到辨別和控制，促使參數(shù)設(shè)定與電氣運(yùn)行過程具有同步性和統(tǒng)一性。同時由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有多層的前饋性構(gòu)造，可科學(xué)設(shè)定反向?qū)W習(xí)算法和常用算法，從而有效掌控負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化效果，保證系統(tǒng)整體定位效益得到顯著提升[4]。同時智能化技術(shù)的運(yùn)用，能夠形成具有抵抗噪聲的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)估計器，促使電氣自動控制工程的節(jié)能性和環(huán)保性，并且在實(shí)際運(yùn)行期間，能夠全面提升診斷電氣工程系統(tǒng)的精確性，保證監(jiān)控決策具有可行性。而且神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可依托人工智能對電氣自動控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，創(chuàng)建良好的系統(tǒng)運(yùn)行條件，為自動化控制和科學(xué)管理決策提供堅定的技術(shù)支持。

3.4 在模糊邏輯控制中的應(yīng)用

在工廠電氣自動控制中采用模糊邏輯控制方式，能夠有效提升系統(tǒng)的功能性和實(shí)效性。并能夠替代PID控制器，對其他電氣控制系統(tǒng)產(chǎn)生有效作用。從電氣工程自身角度出發(fā)，實(shí)施自動控制是往往存在多種模糊控制器，通常可用于替代常規(guī)控制器運(yùn)行，進(jìn)而形成知識庫、推理機(jī)、模糊化等功能。比如應(yīng)用知識庫功能可在控制目標(biāo)中，開展知識放置后進(jìn)行識別操控，促使工廠內(nèi)的電氣自動控制行為能夠得到全面的控制和管理。而推理機(jī)功能即是按照人工思維模式，在電氣自動控制行為期間，能夠依據(jù)實(shí)際情況做出相應(yīng)的反應(yīng)決策，保證控制器的智能化效果得到有效發(fā)揮。模糊化功能即是重點(diǎn)突出測量變量的具體情況，在運(yùn)行過程中能夠結(jié)合不同的函數(shù)體系進(jìn)行電氣控制，具有較好的實(shí)效性。所以模糊邏輯控制是智能化技術(shù)在工程電氣自動控制中應(yīng)用的直觀表現(xiàn)形式，有利于提升電氣工程整體的運(yùn)行質(zhì)量和效率[5]。

3.5 在風(fēng)險預(yù)測及信息收集中的應(yīng)用

智能化技術(shù)在工廠電氣自動控制中的應(yīng)用，能夠有效完善控制系統(tǒng)，針對風(fēng)險預(yù)測和信息收集等功能進(jìn)行提升，比如可利用大數(shù)據(jù)技術(shù)詳細(xì)收集相關(guān)信息，并深入開展研究分析，及時發(fā)現(xiàn)電氣工程在運(yùn)行期間可能出現(xiàn)的風(fēng)險和故障，從而有效提高預(yù)測能力，進(jìn)而深度挖掘信息價值，保證工廠電氣自動控制的綜合效益有所提升。即是在工廠電氣工程運(yùn)行期間，由于受到人為因素、物料因素、環(huán)境因素等而誘發(fā)多種故障風(fēng)險。并且工廠電氣系統(tǒng)自身具有一定的復(fù)雜性，在對故障進(jìn)行查找和維修時，將會出現(xiàn)相對較大的難度。但將智能化技術(shù)應(yīng)用在系統(tǒng)中，即可在故障問題發(fā)生之前，準(zhǔn)確收集相關(guān)信息，針對細(xì)微征兆快速識別和捕捉風(fēng)險，并向管理人員發(fā)出警報信息，盡快修復(fù)系統(tǒng)漏洞和隱患。所以智能化技術(shù)在具體應(yīng)用中能夠準(zhǔn)確開展信息收集工作，經(jīng)過科學(xué)細(xì)致分析預(yù)測風(fēng)險隱患，保證電氣工程整體平穩(wěn)運(yùn)行。

3.6 在PLC 系統(tǒng)中的應(yīng)用

當(dāng)在工廠電氣自動控制中引進(jìn)智能化技術(shù)時，可體現(xiàn)在PLC 系統(tǒng)方面，特別是相應(yīng)電力生產(chǎn)輔助系統(tǒng)中，其能夠替代傳統(tǒng)的電氣控制器，發(fā)揮生產(chǎn)協(xié)調(diào)功能。比如將集控室作為中心，有序連接生產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)，同步開展遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制，促使工廠整體效益得到提升。在這一過程中，PLC 系統(tǒng)能夠直接替換傳統(tǒng)供電系統(tǒng)，確保在供電過程中全面提升自身的供電效益。并且按照具體信息靈活發(fā)揮電氣工程體系的作用，提升電氣自動控制工程系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，切實(shí)突出智能化技術(shù)的價值，實(shí)現(xiàn)對PLC 系統(tǒng)的優(yōu)化，提高工程生產(chǎn)效率和能力。比如在工廠設(shè)備自動控制工作中，有部分不適合人為操作的項目，其具有操作流程復(fù)雜且危險性較大的特點(diǎn)，如出現(xiàn)操作不慎將會出現(xiàn)嚴(yán)重的傷亡事故[6]。由此可利用PLC 系統(tǒng)取代人為干預(yù)，該系統(tǒng)將傳統(tǒng)的順序控制器與計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)等進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，基于遠(yuǎn)程控制功能、通用性功能、抗干擾性功能和便捷化操作等優(yōu)勢，對工廠供電系統(tǒng)進(jìn)行全自動切換，促使電力系統(tǒng)的安全性和可靠性得到顯著提升。

4 工廠電氣自動控制中智能化技術(shù)的應(yīng)用展望

未來階段智能化技術(shù)在工廠電氣自動控制中將會得到越來越廣泛的應(yīng)用，具有較好的發(fā)展前景。并且在電氣自動控制技術(shù)不斷得到優(yōu)化、設(shè)備運(yùn)行維護(hù)以及設(shè)備自動化控制日益更新，在工廠建設(shè)和完善電氣自動控制智能化技術(shù)時，將會注重探索更為高效的運(yùn)用方法。比如利用計算機(jī)、人工智能等軟件技術(shù)，結(jié)合生產(chǎn)設(shè)備的電子控制硬件，推動工程電氣自動控制功能得到有效實(shí)現(xiàn)。相關(guān)技術(shù)人員需要充分加強(qiáng)對工程生產(chǎn)設(shè)備的了解，掌握具體的生產(chǎn)流程和環(huán)節(jié)，以此更詳細(xì)地與軟硬件相結(jié)合，促使電氣自動控制技術(shù)得到優(yōu)化。另外一方面，也可將智能化技術(shù)直接應(yīng)用在電氣自動控制下的生產(chǎn)設(shè)備中，可在運(yùn)行期間持續(xù)對生產(chǎn)方式進(jìn)行改進(jìn)，目前已經(jīng)在工廠內(nèi)得到較為廣泛的應(yīng)用。因此今后階段仍是重點(diǎn)發(fā)展智能化的計算機(jī)軟硬件和人工智能系統(tǒng)。

除此之外，在工廠電氣自動控制中將會越來越注重智能化控制。主要是開展三方面建設(shè)，包括構(gòu)建智能化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、流水線式操作系統(tǒng)、模糊控制系統(tǒng)等。通過各個系統(tǒng)的組合提升工程設(shè)備的自動化控制水平，促使機(jī)器思維與人的思維相符合，提高電氣工程的整體運(yùn)行效率。為保障智能化系統(tǒng)能夠適應(yīng)工廠的作業(yè)條件和環(huán)境，滿足生產(chǎn)需求，應(yīng)當(dāng)側(cè)重發(fā)揮智能化技術(shù)的功能優(yōu)勢，如針對生產(chǎn)狀況進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)采集、設(shè)備運(yùn)行、開關(guān)控制、故障停運(yùn)等，保證工廠運(yùn)行具有良好的安全性和穩(wěn)定性。由此在智能化技術(shù)在工廠電氣自動控制中的應(yīng)用，將會朝向更深層方向前進(jìn)，充分結(jié)合具體需求，對電氣工程實(shí)施升級改造，為提升生產(chǎn)力提供強(qiáng)有力支持，助力工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)體系完善建設(shè)。

綜上所述，隨著現(xiàn)代工廠建設(shè)的不斷完善，對電氣自動控制提出更高的要求，滿足大批量、復(fù)雜化、精密化產(chǎn)品的生產(chǎn)加工需要。而人為操作模式則會阻礙生產(chǎn)進(jìn)程，并且會出現(xiàn)多種錯誤偏差。尤其是在電氣自動控制中，其運(yùn)行質(zhì)量直接關(guān)系到工廠的經(jīng)營效益。為此應(yīng)結(jié)合現(xiàn)代社會發(fā)展趨勢，注重應(yīng)用智能化技術(shù)，根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況將智能化技術(shù)運(yùn)用到多個控制和管理領(lǐng)域，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化和改進(jìn)。為此，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合企業(yè)轉(zhuǎn)型升級戰(zhàn)略，積極運(yùn)用智能化技術(shù)，對工廠電氣自動控制實(shí)施有效的改進(jìn)和更新，進(jìn)一步提升工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展實(shí)效。