提高自動化設備可靠性的智能控制系統的研究

麻長明

摘 要：本文介紹了用于自動化設備可靠性分析的三種主要方法，并對三種方法的特點進行了分析。介紹了智能控制系統的定義及應用，分析了智能控制系統在自動化設備可靠性分析的應用前景，得出了智能控制系統在提高自動化設備可靠性方面具有重要作用的結論。

關鍵詞：電氣自動化 設備可靠性 智能控制

中圖分類號：TM732 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（b）-0000-00

1引言

自動化技術已經被應用工農業、軍事、科研等眾多領域。通過對電器設備的自動化改進可以解放勞動力、避免人們在危險復雜的環境中工作，提高了人們對自然世界改造及適應的能力[1]。當今社會在電氣行業中采用半導體技術實現設備的有效控制是非常流行的，也是提高生產可靠性的主要手段。為了建立健全高可靠性的生產體系，勢必需要研究引入新的技術及方法，其中采用智能控制系統完善自動化技術已成為新的熱門[2]。首先，對影響生產過程可靠性的方面進行分析，保障產品的穩定性。然后再采用新技術、新方法使生產過程智能化、高效化，從而提高自動化設備的可靠性[3，4]。

2 自動化設備可靠性分析方法介紹

在考察電氣化設備可靠性的過程中，對整體設備的自動化水平、以及其安全性能、質量等做出評價都有相應的標定方法。依照目前國家電控配備中心的實驗數據可知，衡量電氣設備可靠性主要通過以下三點完成。

2.1 實驗檢測法

采用實驗檢測法就是將被測的電氣設備拿進實驗室，通過做實驗的方法獲得電氣設備的相應信息，這些信息就可以反映出設備的工作狀態、性能等。只要工作條件、測試環境是固定的，則測試結果就具有很強的說服力。但由于是實驗室環境，并不是真實的應用場合，所以需要模仿各種電氣使用過程中的干擾、影響等，否則實驗的結果與真實應用過程中的實驗效果有差異。當然，一般采用固定的檢測模式，即先驗知識是給定的。

該種方法常常應用于比較適合放置與實驗室的電氣設備，屬于最基本的實驗方法之一。又因為需要為實驗提出真實情況的環境干擾因素等問題，所以，在實驗室實驗過程中需要預先設計工作場景，例如溫度、濕度等。

2.2 保障實驗法

該方法廣泛地應用于一般的電氣設備，在產品出廠前完成相應的實驗，在產品質量有保障的前提下，做好實驗的細節部分。通常也有叫這種方法為“烤機”，例如我們新買的電腦使其連續工作幾天，從而考察其穩定性。將產品可能遇到的問題作為故障點，然后在“烤機”的過程中排除故障點。當然，在產品研發是已經對產品的質量、性能做出了檢測，而這個環節考察的更多是產品的可靠性，就是在多次使用、長時間使用的過程中可能遇到的產品故障或者損耗。廣義的說，這種方法可以用于任意產品，具有極高的普適性。實際上，該方法常常應用于可靠性要求高、數量少的電控及自動化系統中。

2.3 現場檢測法

現場檢測法是在現場完成設備的可靠性分析，通過數理統計的方法獲得設備的相關技術指標，該方法不需要太多的輔助設備，可以直接針對被測設備操作的數據進行分析。直接費用少，不影響設備工作，但是其條件常常不能明確，因為現場的環境常常會變化，實驗數據不能明確的給出實驗條件，影響分析的準確度。

現場檢測分三種形式：1、設備不停止工作，直接檢測運行數據；2、設備停機，在停止正常工作的前提下完成檢測；3、脫機運行，就是將被測設備脫離主運行系統進行檢測。無論哪種方法都是現場完成獲取數據。

3 智能控制系統

采用智能控制系統完成自動化設備可靠性的檢測具有很多優越性。首先，智能化控制是一個量化控制的過程，對設備的操作有章可循，多少可以根據實驗結果量化調整[3]。其次，智能控制系統常常有智能芯片構成，而智能芯片的數字信息可以有效地被存儲、分析等，同時可以與計算機簡單融合，便于網絡化管理。智能控制系統的系統結構如圖1所示。

自動化設備是以自動控制及機械技術為基礎的，其應用對象很廣泛，從單個設備到整條生產線甚至于整個工廠、企業的控制、操作、監管、決策等。自動化設備的應用對象也不僅僅局限于工業生產，在金融、農林、交通、教育等方面都有應用。如辦公自動化等。而現代科技的發展非?？欤貏e是信息技術的引入，是采用智能系統實現自動化的控制更適合大范圍、快遞的生產方式。如將光纖通信、人工智能、仿真模擬、多媒體網絡等技術應用于自動化設備的控制，可以更好地完成自動化設備的功能及應用。目前非常流行的虛擬現實技術也是總體監控的高效手段?？傊?，自動化設備的可靠性正向高智能化、高集成度以及網絡聯用的方向發展。智能控制系統在提高自動化設備可靠性方面具有重要作用。

4 智能儀器控制特點

采用智能芯片完成智能控制是一個新的發展趨勢，為了實現工業生產的高效化，針對復雜的生產過程進行量化控制，是常規控制方法無可比擬的。因為智能控制系統中有高度非線性、分類模糊性的諸多算法，所以針對各種不同的問題可以給出不同的分析方法。在控制系統中，簡單的微分方程已經不是唯一的系統分析路徑了。而，需要加入更多更新的方法以及相應的數學工具。同時，采用自適應、自學習等擬人算手段可以進一步使系統具有高處理能力。使控制系統可以完成綜合分析和處理的能力，定性及定量地判斷相應的信息。并且在智能算法中為了適應不同的環境以及不確定參數，系統會以任務為目的調整算法方式及參數，從而實現系統的優化。

5 總結

通過對現有的自動化設備可靠性檢測方法的分析，對比了三種主要方法的優缺點。分析了智能控制系統在自動化設備可靠性分析的應用前景，得出了智能控制系統在提高自動化設備可靠性方面具有重要作用的結論。

參考文獻

[1] 曹謙明.如何對電氣自動化控制設備進行可靠性測試[]J.科技信息，2007，（5）：99.

[2] 馬德新，王術賀.電氣自動化控制設備的可靠性測試[]J.黑龍江科技信息，2011，19：21.

[3] David S. Koltick. The Integrated Detection of Hazardous Materials[J]. Center for Sensing Science and Technology Purdue University，2003，1（2）：1.

[4] John G. Murphy， Stephen O Driscoll， Niall J. Smith. Multi-Path DOAS for Tomographic Measurements[J].SPIE，2003，Vol.4876： 875- 885.

[5] 劉中奇，王汝琳，周明.基于光纖通信的礦井通信應用策略研究[J].煤炭機械. 2004， 2（2）：39-40.

摘 要：本文介紹了用于自動化設備可靠性分析的三種主要方法，并對三種方法的特點進行了分析。介紹了智能控制系統的定義及應用，分析了智能控制系統在自動化設備可靠性分析的應用前景，得出了智能控制系統在提高自動化設備可靠性方面具有重要作用的結論。

關鍵詞：電氣自動化 設備可靠性 智能控制

中圖分類號：TM732 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（b）-0000-00

1引言

自動化技術已經被應用工農業、軍事、科研等眾多領域。通過對電器設備的自動化改進可以解放勞動力、避免人們在危險復雜的環境中工作，提高了人們對自然世界改造及適應的能力[1]。當今社會在電氣行業中采用半導體技術實現設備的有效控制是非常流行的，也是提高生產可靠性的主要手段。為了建立健全高可靠性的生產體系，勢必需要研究引入新的技術及方法，其中采用智能控制系統完善自動化技術已成為新的熱門[2]。首先，對影響生產過程可靠性的方面進行分析，保障產品的穩定性。然后再采用新技術、新方法使生產過程智能化、高效化，從而提高自動化設備的可靠性[3，4]。

2 自動化設備可靠性分析方法介紹

在考察電氣化設備可靠性的過程中，對整體設備的自動化水平、以及其安全性能、質量等做出評價都有相應的標定方法。依照目前國家電控配備中心的實驗數據可知，衡量電氣設備可靠性主要通過以下三點完成。

2.1 實驗檢測法

采用實驗檢測法就是將被測的電氣設備拿進實驗室，通過做實驗的方法獲得電氣設備的相應信息，這些信息就可以反映出設備的工作狀態、性能等。只要工作條件、測試環境是固定的，則測試結果就具有很強的說服力。但由于是實驗室環境，并不是真實的應用場合，所以需要模仿各種電氣使用過程中的干擾、影響等，否則實驗的結果與真實應用過程中的實驗效果有差異。當然，一般采用固定的檢測模式，即先驗知識是給定的。

該種方法常常應用于比較適合放置與實驗室的電氣設備，屬于最基本的實驗方法之一。又因為需要為實驗提出真實情況的環境干擾因素等問題，所以，在實驗室實驗過程中需要預先設計工作場景，例如溫度、濕度等。

2.2 保障實驗法

該方法廣泛地應用于一般的電氣設備，在產品出廠前完成相應的實驗，在產品質量有保障的前提下，做好實驗的細節部分。通常也有叫這種方法為“烤機”，例如我們新買的電腦使其連續工作幾天，從而考察其穩定性。將產品可能遇到的問題作為故障點，然后在“烤機”的過程中排除故障點。當然，在產品研發是已經對產品的質量、性能做出了檢測，而這個環節考察的更多是產品的可靠性，就是在多次使用、長時間使用的過程中可能遇到的產品故障或者損耗。廣義的說，這種方法可以用于任意產品，具有極高的普適性。實際上，該方法常常應用于可靠性要求高、數量少的電控及自動化系統中。

2.3 現場檢測法

現場檢測法是在現場完成設備的可靠性分析，通過數理統計的方法獲得設備的相關技術指標，該方法不需要太多的輔助設備，可以直接針對被測設備操作的數據進行分析。直接費用少，不影響設備工作，但是其條件常常不能明確，因為現場的環境常常會變化，實驗數據不能明確的給出實驗條件，影響分析的準確度。

現場檢測分三種形式：1、設備不停止工作，直接檢測運行數據；2、設備停機，在停止正常工作的前提下完成檢測；3、脫機運行，就是將被測設備脫離主運行系統進行檢測。無論哪種方法都是現場完成獲取數據。

3 智能控制系統

采用智能控制系統完成自動化設備可靠性的檢測具有很多優越性。首先，智能化控制是一個量化控制的過程，對設備的操作有章可循，多少可以根據實驗結果量化調整[3]。其次，智能控制系統常常有智能芯片構成，而智能芯片的數字信息可以有效地被存儲、分析等，同時可以與計算機簡單融合，便于網絡化管理。智能控制系統的系統結構如圖1所示。

自動化設備是以自動控制及機械技術為基礎的，其應用對象很廣泛，從單個設備到整條生產線甚至于整個工廠、企業的控制、操作、監管、決策等。自動化設備的應用對象也不僅僅局限于工業生產，在金融、農林、交通、教育等方面都有應用。如辦公自動化等。而現代科技的發展非?？?，特別是信息技術的引入，是采用智能系統實現自動化的控制更適合大范圍、快遞的生產方式。如將光纖通信、人工智能、仿真模擬、多媒體網絡等技術應用于自動化設備的控制，可以更好地完成自動化設備的功能及應用。目前非常流行的虛擬現實技術也是總體監控的高效手段?？傊詣踊O備的可靠性正向高智能化、高集成度以及網絡聯用的方向發展。智能控制系統在提高自動化設備可靠性方面具有重要作用。

4 智能儀器控制特點

采用智能芯片完成智能控制是一個新的發展趨勢，為了實現工業生產的高效化，針對復雜的生產過程進行量化控制，是常規控制方法無可比擬的。因為智能控制系統中有高度非線性、分類模糊性的諸多算法，所以針對各種不同的問題可以給出不同的分析方法。在控制系統中，簡單的微分方程已經不是唯一的系統分析路徑了。而，需要加入更多更新的方法以及相應的數學工具。同時，采用自適應、自學習等擬人算手段可以進一步使系統具有高處理能力。使控制系統可以完成綜合分析和處理的能力，定性及定量地判斷相應的信息。并且在智能算法中為了適應不同的環境以及不確定參數，系統會以任務為目的調整算法方式及參數，從而實現系統的優化。

5 總結

通過對現有的自動化設備可靠性檢測方法的分析，對比了三種主要方法的優缺點。分析了智能控制系統在自動化設備可靠性分析的應用前景，得出了智能控制系統在提高自動化設備可靠性方面具有重要作用的結論。

參考文獻

[1] 曹謙明.如何對電氣自動化控制設備進行可靠性測試[]J.科技信息，2007，（5）：99.

[2] 馬德新，王術賀.電氣自動化控制設備的可靠性測試[]J.黑龍江科技信息，2011，19：21.

[3] David S. Koltick. The Integrated Detection of Hazardous Materials[J]. Center for Sensing Science and Technology Purdue University，2003，1（2）：1.

[4] John G. Murphy， Stephen O Driscoll， Niall J. Smith. Multi-Path DOAS for Tomographic Measurements[J].SPIE，2003，Vol.4876： 875- 885.

[5] 劉中奇，王汝琳，周明.基于光纖通信的礦井通信應用策略研究[J].煤炭機械. 2004， 2（2）：39-40.

摘 要：本文介紹了用于自動化設備可靠性分析的三種主要方法，并對三種方法的特點進行了分析。介紹了智能控制系統的定義及應用，分析了智能控制系統在自動化設備可靠性分析的應用前景，得出了智能控制系統在提高自動化設備可靠性方面具有重要作用的結論。

關鍵詞：電氣自動化 設備可靠性 智能控制

中圖分類號：TM732 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（b）-0000-00

1引言

自動化技術已經被應用工農業、軍事、科研等眾多領域。通過對電器設備的自動化改進可以解放勞動力、避免人們在危險復雜的環境中工作，提高了人們對自然世界改造及適應的能力[1]。當今社會在電氣行業中采用半導體技術實現設備的有效控制是非常流行的，也是提高生產可靠性的主要手段。為了建立健全高可靠性的生產體系，勢必需要研究引入新的技術及方法，其中采用智能控制系統完善自動化技術已成為新的熱門[2]。首先，對影響生產過程可靠性的方面進行分析，保障產品的穩定性。然后再采用新技術、新方法使生產過程智能化、高效化，從而提高自動化設備的可靠性[3，4]。

2 自動化設備可靠性分析方法介紹

在考察電氣化設備可靠性的過程中，對整體設備的自動化水平、以及其安全性能、質量等做出評價都有相應的標定方法。依照目前國家電控配備中心的實驗數據可知，衡量電氣設備可靠性主要通過以下三點完成。

2.1 實驗檢測法

采用實驗檢測法就是將被測的電氣設備拿進實驗室，通過做實驗的方法獲得電氣設備的相應信息，這些信息就可以反映出設備的工作狀態、性能等。只要工作條件、測試環境是固定的，則測試結果就具有很強的說服力。但由于是實驗室環境，并不是真實的應用場合，所以需要模仿各種電氣使用過程中的干擾、影響等，否則實驗的結果與真實應用過程中的實驗效果有差異。當然，一般采用固定的檢測模式，即先驗知識是給定的。

該種方法常常應用于比較適合放置與實驗室的電氣設備，屬于最基本的實驗方法之一。又因為需要為實驗提出真實情況的環境干擾因素等問題，所以，在實驗室實驗過程中需要預先設計工作場景，例如溫度、濕度等。

2.2 保障實驗法

該方法廣泛地應用于一般的電氣設備，在產品出廠前完成相應的實驗，在產品質量有保障的前提下，做好實驗的細節部分。通常也有叫這種方法為“烤機”，例如我們新買的電腦使其連續工作幾天，從而考察其穩定性。將產品可能遇到的問題作為故障點，然后在“烤機”的過程中排除故障點。當然，在產品研發是已經對產品的質量、性能做出了檢測，而這個環節考察的更多是產品的可靠性，就是在多次使用、長時間使用的過程中可能遇到的產品故障或者損耗。廣義的說，這種方法可以用于任意產品，具有極高的普適性。實際上，該方法常常應用于可靠性要求高、數量少的電控及自動化系統中。

2.3 現場檢測法

現場檢測法是在現場完成設備的可靠性分析，通過數理統計的方法獲得設備的相關技術指標，該方法不需要太多的輔助設備，可以直接針對被測設備操作的數據進行分析。直接費用少，不影響設備工作，但是其條件常常不能明確，因為現場的環境常常會變化，實驗數據不能明確的給出實驗條件，影響分析的準確度。

現場檢測分三種形式：1、設備不停止工作，直接檢測運行數據；2、設備停機，在停止正常工作的前提下完成檢測；3、脫機運行，就是將被測設備脫離主運行系統進行檢測。無論哪種方法都是現場完成獲取數據。

3 智能控制系統

采用智能控制系統完成自動化設備可靠性的檢測具有很多優越性。首先，智能化控制是一個量化控制的過程，對設備的操作有章可循，多少可以根據實驗結果量化調整[3]。其次，智能控制系統常常有智能芯片構成，而智能芯片的數字信息可以有效地被存儲、分析等，同時可以與計算機簡單融合，便于網絡化管理。智能控制系統的系統結構如圖1所示。

自動化設備是以自動控制及機械技術為基礎的，其應用對象很廣泛，從單個設備到整條生產線甚至于整個工廠、企業的控制、操作、監管、決策等。自動化設備的應用對象也不僅僅局限于工業生產，在金融、農林、交通、教育等方面都有應用。如辦公自動化等。而現代科技的發展非?？欤貏e是信息技術的引入，是采用智能系統實現自動化的控制更適合大范圍、快遞的生產方式。如將光纖通信、人工智能、仿真模擬、多媒體網絡等技術應用于自動化設備的控制，可以更好地完成自動化設備的功能及應用。目前非常流行的虛擬現實技術也是總體監控的高效手段。總之，自動化設備的可靠性正向高智能化、高集成度以及網絡聯用的方向發展。智能控制系統在提高自動化設備可靠性方面具有重要作用。

4 智能儀器控制特點

采用智能芯片完成智能控制是一個新的發展趨勢，為了實現工業生產的高效化，針對復雜的生產過程進行量化控制，是常規控制方法無可比擬的。因為智能控制系統中有高度非線性、分類模糊性的諸多算法，所以針對各種不同的問題可以給出不同的分析方法。在控制系統中，簡單的微分方程已經不是唯一的系統分析路徑了。而，需要加入更多更新的方法以及相應的數學工具。同時，采用自適應、自學習等擬人算手段可以進一步使系統具有高處理能力。使控制系統可以完成綜合分析和處理的能力，定性及定量地判斷相應的信息。并且在智能算法中為了適應不同的環境以及不確定參數，系統會以任務為目的調整算法方式及參數，從而實現系統的優化。

5 總結

通過對現有的自動化設備可靠性檢測方法的分析，對比了三種主要方法的優缺點。分析了智能控制系統在自動化設備可靠性分析的應用前景，得出了智能控制系統在提高自動化設備可靠性方面具有重要作用的結論。

參考文獻

[1] 曹謙明.如何對電氣自動化控制設備進行可靠性測試[]J.科技信息，2007，（5）：99.

[2] 馬德新，王術賀.電氣自動化控制設備的可靠性測試[]J.黑龍江科技信息，2011，19：21.

[3] David S. Koltick. The Integrated Detection of Hazardous Materials[J]. Center for Sensing Science and Technology Purdue University，2003，1（2）：1.

[4] John G. Murphy， Stephen O Driscoll， Niall J. Smith. Multi-Path DOAS for Tomographic Measurements[J].SPIE，2003，Vol.4876： 875- 885.

[5] 劉中奇，王汝琳，周明.基于光纖通信的礦井通信應用策略研究[J].煤炭機械. 2004， 2（2）：39-40.