智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用標準

韋增習，蔣 婷，廖 華，張 麗，陳森光

（國家管網集團西南油氣管道南寧輸油氣分公司，廣西壯族自治區 貴港 537000）

自動化控制系統和智能化技術的整合可以提高電氣工程的運行效率和可靠性。其中自動化系統可以迅速響應變化的條件和需求，降低了人為錯誤的風險，提高了系統的穩定性；而智能化技術可以幫助電氣工程更有效地管理能源使用，從而降低能源成本和減少浪費，這對于可持續性和環保非常重要。另外，智能化技術允許對電氣系統進行實時監控和數據分析，這有助于預測潛在問題、及時采取措施并進行更深入的故障診斷。通過自動化控制和智能化技術的整合，可以提高電氣工程的安全性，如智能傳感器可以檢測危險情況并采取措施以減輕風險。隨著科技的不斷發展，電氣工程需要不斷適應新的技術和標準，而智能化技術的應用可以更容易地集成新技術，使系統保持更新。

1 智能化技術及電氣工程自動化控制概述

智能化技術包括人工智能、機器學習、物聯網、大數據分析等，它們賦予電氣系統感知、分析和自主決策的能力，且隨著智能化技術的不斷進步，智能化技術將在電氣工程中得到更廣泛的應用，包括智能電網、智能制造、智能建筑等領域。電氣工程自動化控制是指應用自動化技術來控制電氣系統的操作和過程，包括電力系統、工業自動化、建筑自動化等領域。智能化技術的應用正在改變電氣工程的方式，使其更智能、更高效、更安全。例如，在電氣系統中，智能化技術可以監測電氣設備的健康狀況，預測潛在的故障，并采取措施來減少停電時間；在建筑自動化中，智能化技術可以實現智能照明、溫控和安全系統，提高建筑的能源效率和居住舒適度。

2 智能化技術的應用標準要求、標準化應用價值

2.1 應用標準要求

智能化技術實踐應用中，通常會涉及以下標準，以滿足應用需求。第一，通信標準。智能化系統通常需要具備數據通信功能，以實現設備之間的信息交換。通信標準要求確保設備之間可以互聯，并確保數據傳輸的穩定性和安全性，常見的通信標準包括Modbus、BACnet、OPC UA等。第二，數據安全標準。智能化系統需要對敏感數據進行保護，以防止未經授權的訪問或數據泄漏。數據安全標準要求包括數據加密、身份驗證和訪問控制等，以確保數據的機密性和完整性。第三，可編程控制器（PLC）標準。PLC是電氣工程自動化控制的核心設備之一，標準要求包括PLC編程規范、邏輯控制標準、PLC硬件接口標準等，以確保PLC的可靠性和性能。第四，設備互操作性標準。智能化系統通常包括多個不同廠家生產的設備，設備互操作性標準要求確保這些設備可以無縫協同工作，實現系統的整體功能，這通常涉及到制定通用的數據格式和接口標準。第五，電力質量標準。電氣工程自動化控制中的設備需要滿足一定的電力質量標準，以確保電力供應的穩定性和可靠性，標準要求通常包括對電壓、電流、頻率等參數的限制和監測要求。第六，安全標準。智能化系統需要滿足安全標準，以確保設備的安全性和可靠性，這包括對設備的物理安全、電氣安全和防火防爆標準的要求，如可參照《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》（GB 50058-92）、《建筑設計防火規范》（GB 50016-2006）等標準。第七，維護和診斷標準。標準要求智能化系統具備自我診斷和遠程監測功能，以便進行預防性維護和故障排除，這包括對系統診斷接口、報警和事件記錄的要求。以上標準有助于確保智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用可以達到高水平的性能、安全性和可靠性。具體的標準要求會根據不同的應用領域和國家法規而有所不同，因此在項目中應根據具體需求遵循適用的標準。

2.2 標準化應用價值

標準化在智能化技術應用中非常重要，它確保了不同智能化技術之間的互操作性，使它們可以集成到同一系統中，實現更多的功能和效益。標準還可以確保系統的安全性和穩定性，提高用戶的信任度。標準化應用價值如下：第一，確保互操作性。標準定義了不同廠家的設備和系統之間的互操作性要求，這對于整合各種智能化技術非常重要。標準化確保不同設備和系統可以無縫地協同工作。第二，降低風險。應用標準有助于降低電氣工程項目的風險。標準規定了最佳實踐和安全要求，有助于減少潛在的問題和事故。第三，提高質量。標準化要求通常包括質量控制和測試標準，這有助于確保電氣工程的高質量執行。第四，促進創新。標準鼓勵創新，可以為新技術的開發提供指導，并確保新技術與現有系統相協調。第五，法規遵從。在一些地區，遵守特定標準可能是法律要求。應用標準有助于確保項目合法合規。

3 智能化技術在電氣工程自動化控制中的標準化應用實踐

3.1 智能化控制技術的標準化應用

智能化技術在電氣自動化控制中的標準化應用，有利于電氣工程總體的高效運行。因電氣工程涉及的環節、控制系統較多，而通過智能化控制技術的應用，可基于神經網絡控制、專家系統控制等技術，全方位提升電氣工程總體的自動化穩定性。以神經網絡控制系統為例，它涉及的結構層次較多，能夠反復運算，可以為數據處理效果更加良好提供保障。實踐應用中，也可以與PLC技術相結合，替換處理機電控制器。實踐應用中，為達到標準化應用效果，首先，通信協議標準化。在電氣工程中，設備和系統通常需要通過通信協議進行數據交換，標準化通信協議可以確保不同設備之間能夠正常通信。其次，PLC編程標準。電氣控制系統通常使用可編程邏輯控制器（PLC），制定PLC編程標準可以確保編程的一致性和可維護性，降低錯誤發生的概率。

3.2 故障診斷技術的標準化應用

電氣自動化控制系統的運行中，面臨的外界影響因素較多，最終會引發各種各樣的故障問題。而在故障正式形成的前期，通常都會有對應的先兆，如異常震動、聲響等。在該系統中的故障檢測環節應用智能化技術，能夠在發生故障的前期精準診斷、分析故障，也可以給出針對性的解決方案，為自動化控制系統安全性的提升提供促進作用。除此之外，電氣自動控制系統中極為重要的設備之一就是變壓器，日常運行中要在其運行狀態上提高關注度，并定期檢驗、保養設備。在長時間運行的情況下，變壓器也會出現各種故障問題，所以應考慮更換變壓器。智能化技術的應用，有助于變壓器故障的精準查找，能基于合理處理技術的應用，使故障發生概率最大限度降低，從而使不良損失有效減少。智能化技術應用下的故障診斷，可以分解變壓器滲漏油，以此即可以將變壓器的故障范圍判斷出來，并逐步縮小范圍，使故障位置得到精準判定。

3.3 電氣自動化監控技術的標準化應用

通過監控系統的應用實施遠程監控工作，不容忽視的就是無線通信網絡的應用，這可以使電纜、有關輔助設施的使用有效減少，利于電氣工程成本的降低。遠程監控系統的運行中，可通過計算機網絡技術的應用達到終端控制目的。此技術的實踐中，涉及的要點如下：首先，數據采集與處理標準。對于電氣設備的監測和控制，數據采集與處理的標準化非常重要，這包括傳感器標準、數據格式標準等，以確保數據的準確性和可靠性。其次，遠程監控標準。遠程監控系統的標準化包括數據傳輸、遠程控制、安全認證等方面，以確保遠程監控的穩定性和安全性。

3.4 狀態檢測及動態監控的標準化應用

電氣自動化技術基于對電氣工程工況的檢測，從而結合傳感器可以促進電氣監控效率的提升，能夠對電氣狀態進行了解并實現標準化的控制效果，尤其是有機整合自動化技術和傳感技術，可以保障電氣工程動態需求的滿足，有助于信息的及時處理。從傳感器方面進行分析，用于狀態檢測的傳感器需要具備標準化特征，以確保測量結果有一定可靠性，不受干擾。對于動態監控系統來說，通常使用數據分析算法來識別異常情況，標準應用這些算法可以提高系統的一致性和可靠性。

3.5 計算機技術的標準化應用

目前，電氣自動化控制中，應用相對廣泛的智能技術手段之一就是計算機，其標準化應用流程入選：首先，數據采集與處理。計算機技術廣泛用于數據采集和處理，通過傳感器獲取現場數據，然后通過計算機進行分析、存儲和可視化呈現，有助于監測設備狀態、優化生產過程等。其次，控制系統。計算機用于控制系統的設計和實施，它們能夠通過編程來控制設備、執行自動化任務，并根據傳感器反饋進行實時調整，如制造業中的自動化生產線就廣泛使用計算機控制。最后，遠程監控與操作。計算機技術使得遠程監控和操作成為可能，這在電力系統、水處理廠、工業生產等領域中非常有用，可以實現遠程實時監測和遠程操作設備。

3.6 PLC 技術的標準化應用

PLC技術能夠立足各種工程內部結構，基于可編程存儲器電子系統等的應用，實現操作、指令下發等目的，而在用戶接收指令的情況下，可利用模擬傳輸功能有效控制所用機器。PLC有較強的綜合性，所以在各領域的應用相對廣泛。在電氣工程自動化控制中，PLC能夠實現閉環控制、順序控制等。以閉環控制為例，它可以操控轉速測量單位與電氣元件，可以為整個電氣工程穩定運行提供保障，還能夠控制電機動力泵，對電氣工程總體穩定性進行調節。以順序控制為例，它可以有秩序地分離電廠發電中所產生爐渣、灰，利于控制程序秩序性的充分體現，可以保障電氣工程自動化控制工作有條不紊地開展。這方面要科學規劃PLC技術流程，為其程序邏輯相對縝密提供保障。

4 智能化技術在電氣工程自動化控制中的標準化應用建議

（1）制定標準化應用制度：制定詳細的標準和規程，確保智能化技術的應用符合統一的標準與要求。這包括數據采集標準、通信協議標準、設備接口標準等，標準可以基于國際標準或行業最佳實踐來制定。

（2）人員培訓和教育：培訓關鍵人員，包括工程師、技術人員和操作員，使他們了解智能化技術的原理、操作和維護。持續的培訓可以確保團隊跟上新技術的發展。

（3）設備選擇和采購：選擇符合標準的設備和技術供應商，確保設備能夠與系統集成，并且滿足性能和可靠性要求。

（4）風險評估和管理：對于自動化系統中的潛在風險，進行評估，并制定相應的風險管理計劃。這包括數據安全、系統崩潰等方面的風險。

（5）定期審查和更新：定期審查標準和制度，以確保其與技術發展和行業需求保持一致，并進行必要的更新。

（6）安全性考慮：確保智能化系統的安全性，包括物理安全和網絡安全。制定適當的安全政策和措施，以保護系統免受潛在的威脅和攻擊。

（7）設備維護和監控：建立設備維護和監控計劃，以確保系統的高可用性和可維護性。使用智能化技術進行遠程監控和故障診斷。

（8）性能評估和改進：對系統的性能進行評估，并不斷改進和優化。收集數據并進行分析，以提高系統的效率和可靠性。

（9）合作與交流：與同行業、同領域的機構和組織進行合作與交流，分享經驗和最佳實踐，共同推動標準化應用的發展。

通過以上工作，可以確保智能化技術在電氣工程自動化控制中得到標準化和規范化的應用，提高系統的可靠性、安全性和性能，促進行業的可持續發展。

5 結束語

總之，應用標準將有助于確保系統的可靠性、安全性和可持續性，從而提供更好的服務和效益。未來，隨著智能化技術的不斷發展和普及，智能化技術的應用標準將繼續發揮關鍵作用。一是跨行業標準，應用標準將更多地跨足不同行業，以確保不同系統之間的互操作性，這將促進智能化技術的跨行業整合。二是安全標準的強化，隨著智能系統的普及，對安全性的關注將不斷增加，應用標準將繼續強化安全方面的要求，以降低潛在的風險。三是可持續發展標準，標準將關注能源效率和可持續發展，鼓勵智能系統的設計和運行在能源利用方面更加高效。四是國際標準化，隨著國際合作的增加，應用標準將更多地趨向于國際化，以促進全球市場的發展。