基于智能化技術的電氣自動化控制系統研究

丁菊萍

（中國能源建設集團蘭州電力修造有限公司，甘肅蘭州 730050）

0.引言

智能化電氣自動化技術的改進和社會各行各業都存在密切聯系，在此基礎上不僅有利于改善傳統產業構成、創建自動化的工業結構、研究新的控制方式，還可以憑借其高效的生產速度、穩定的產品質量等優點來為現代化、集約化的制造行業的生產線的構建提供技術支持。并且，此技術日益趨向于AI、數字孿生、大數據解析、云計算等方向革新，已經在我國制造行業之中占有不可或缺的地位。

1.電氣自動化系統的應用現狀

對于電氣自動化系統，在傳統控制方式下嚴重局限了其適用范圍，主要采用的是人工控制方法，對于人工監控有著較大的依賴性，如此便導致了人力成本的投入加大，總體電氣控制效果與預期存在較大差距。在運用控制系統之前，應當構建被控對象模型，而此種模型大多較為單一化。在電氣自動化設備運作期間，要想將外界信息數據傳輸進去要先和被控模型加以匹配分析。以往的控制系統不能創建高精度的被控對象動態方程，此種控制措施會造成嚴重的系統誤差，減小了控制的精確度，從而對自動化設備的持續、穩定運作帶來不良影響。傳統控制模式下，因為反饋速度不高、控制器計算能力不強，使得系統的穩定性得不到可靠保障[1]。

在社會的持續發展以及市場對電氣自動化需求的顯著加強背景下，智能化電氣自動控制系統能夠同時創建數個被控對象模型，能對外部輸入的信息數據加以分析，挑選出最為適宜的被控對象模型加以運作，顯著提高了設備的運作效率。

2.智能化技術對電氣自動化控制系統的重要性

2.1 拓展電氣自動化系統的應用范圍

伴隨社會的高速發展，人們對于電氣自動化需求也在持續增加，在傳統控制方式下，電氣自動化控制系統在使用之前要先構建被控對象模型，但此種模型通常是較為簡單且單一的。在設備運行期間，對于外部信息的傳輸要和被控模型實行匹配分析，若是二者經過分析之后發現并不匹配，便會使得系統運作中途停止，如此就會嚴重限制系統的使用范圍。在引入智能化技術之后，系統能夠同時設計多個被控對象模型，由此就能對外部傳輸的信息數據加以分析，最后篩選出最為適宜的被控對象模型加以運轉，大幅提高了設備的運行效率，也讓其應用范圍得到了明顯的擴展。

2.2 提高控制系統精度

在控制系統運作期間，如果執行設備傳送的信息太過復雜，或是相應的控制對象發生了非線性參數變化的情況下，傳統控制模式下系統不能構建準確的被控對象動態方程，從而出現嚴重的系統誤差，導致控制精確度下降，會對設備的穩定運作帶來極大的負面影響。而在應用智能化技術的基礎上，便可使用近似模型仿真的方式來加以控制，傳達指令讓執行器作出對應的動作，同時結合實時控制算法，利用其強力高效的編輯計算功能，可以快速創建高精確度的被控對象模型，從而以最快的速度選取最合適的方案，顯著降低了電氣自動控制系統出現系統、運算誤差的概率，以此達到提升了設備的運行準確性[2]。

2.3 提升控制系統的時效性

對電氣自動化控制系統實行調節，在傳統方式下，一般是安排控制人員結合具體的控制需求以及參數變化情況來實行人工調控。此種傳統的調控方法十分依賴控制人員的專業水平、積累的經驗以及靈活應變能力。在引入智能化技術之后，控制系統會具備實時邏輯判斷能力，能夠按照電氣執行設備所輸入的信息加以計算，同時下達控制指令，并傳輸到執行設備讓其作出相應的動作。所以，結合智能化技術可以大幅提高控制系統對于信息的處理速度，以此做到對電氣設備的自動化、高速化調控，更好地保障系統的時效性。

3.智能化技術應廣泛應用于電氣自動化控制系統

3.1 電氣控制方面

人工智能技術的應用對于電氣控制系統的整體運作能力帶來了較大的改變，能確保系統處于不同環境時均可始終維持較佳的運行狀態，能夠顯著提升電氣系統的運作效率。而對電氣控制之中引入智能化技術（例如專家控制系統、模糊控制技術等），便能讓電氣控制系統整體智能化程度大幅提高，在操作功能上獲得明顯的突破與創新，無法再投入大量人力資源實施現場管理，減少了電氣控制過程中耗費的人力成本，并且還能對傳統方式下的人工控制手段、程序加以改進，在提高總體電氣控制的實際效果上起到了重大幫助[3]。

3.2 故障診斷方面

故障診斷屬于電氣控制系統中十分關鍵的構成部分，其能為控制系統的運作效果提供一定的保障作用。若是在故障診斷方面引入智能化技術，便可提升故障診斷的準確性與效率，使得整體系統的穩定運作更具保障。通過對智能化技術的合理運用，可讓故障診斷流程更為精簡、合理，提高診斷工作的實施效率，同時，基于全面檢查分析結果來制定各種具有較強可行性的故障修復方案，特別是能助力于保障電氣控制結果的準確性，讓系統運作時更為穩定與可靠[4]。如果系統管控范圍內的電氣設備出現運行故障，此時利用智能化技術便可把各種運行期間產生的故障信息自動傳送到值班人員手中，同時還能準確判定出對應的故障類型與原因，然后采取必要的預警措施，制定科學合理的應對方案，減小設備出現故障的概率，確保系統自身能夠穩定、持續運行。如智能化技術應用于TDCS 故障診斷時，具體流程如圖1 所示。

圖1 故障診斷處理流程

3.3 控制神經網絡

通過運用智能化技術，能利用模糊控制、專家系統控制等方法全方位滿足各種各樣的控制場景下的具體要求。在智能電氣系統中對神經系統加以控制時，既可利用反向系統學習算法加強控制的靈活程度，還可憑借系統本身的層次結構讓系統具有更加多維度的屬性。并且，神經網絡系統控制模式下，主要是由多個子系統構成，基于其運用特征與優點能夠輔助每一子系統滿足協同控制的需求，所以，神經網絡控制還能對電氣自動化系統的運行流程實行改進和調節，更加充分地滿足各種設備所對應的參數調整需求[5]。此外，神經網絡控制模式還有著特殊的非線性表達形式，能夠憑借智能電氣系統的學習功能來讓PID 控制達到最優組合效果。基于BP 神經網絡的應用，也能創建自整定參數為Kp、Ki、Kd 的 PID 控制器，從而有效發揮智能化控制目標應當具備的實際作用。神經網絡控制邏輯如圖2 所示。

圖2 神經網絡控制邏輯

3.4 遠程監控

在智能電氣自動化系統中的遠程監控，主要是利用無線通信網絡、計算機與總線技術等來達成終端控制目標，若是電氣工程的規模比較大，若是只使用常規控制方式來分析處理有關運作信息，可能會對總體效率帶來影響，特別是在通信質量較差的環境下，甚至可能會對電氣系統的安全、穩定運作帶來威脅。基于對智能電氣自動化監控技術的使用，因為大部分處理器實行分散控制，讓電氣系統獲得了集中化監控，大幅提升了電氣工程的運作效率，而且在集中監控的模式下能夠更為充分地滿足遠程監控需求，提升信息處理速率，由此擴寬了監控的范圍，取得更加高質量的監控效果。此系統操作起來較為簡便，而且維護也較為便利，是今后集中監控系統中的重要構成部分。

4.結語

智能化技術應用于電氣自動化控制系統中具有較多優勢，而且發展空間較大，能夠實現對設備運作狀態的全面監控，保障生產運作的穩定開展，還能及時發現故障和自動化修復，降低了系統因為故障而產生的損失。有利于提高自動化控制水平，減少人力資源的依賴，具有更強的行業競爭優勢。所以，必須注重智能技術的有效應用。