基于智能技術的電氣自動化控制系統(tǒng)探究

潘鈺哲

（云南工業(yè)技師學院，云南 曲靖 655000）

人工智能是在計算機技術基礎上發(fā)展而來的高科技技術，能夠代替人工完成一些高難度、高強度的工作。電氣自動化控制系統(tǒng)是現(xiàn)階段廣泛應用的控制方式，在工業(yè)生產等方面有著廣泛的應用。隨著人們對生產要求的不斷提高，現(xiàn)行的電氣自動化控制系統(tǒng)也暴露出一些問題。文章首先概述了智能技術的應用優(yōu)勢，隨后分別從電氣自動化控制系統(tǒng)的設計、故障處理、系統(tǒng)運行等方面，就智能技術的實際應用效果展開了分析。

1 智能技術在電氣自動化控制系統(tǒng)中的應用優(yōu)勢

電氣化自動控制系統(tǒng)中使用到的智能技術有多種，例如遺傳算法、模糊神經算法等，在自動化控制系統(tǒng)的實際運行中，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，能夠實現(xiàn)對系統(tǒng)運行參數(shù)的動態(tài)收集和實時監(jiān)控。智能技術提高了數(shù)據(jù)分析能力，可以將電氣自動化控制系統(tǒng)的運行參數(shù)收集起來，分析運行工況，即便是系統(tǒng)運行中存在不確定性因素，也能夠通過控制指令進行把控，提高了電氣自動化系統(tǒng)的運行效率。第二，指令反饋及時，操作靈活性更強。技術人員只需要提前設定好程序，不需要進行操作，智能控制系統(tǒng)就可以自動完成指令并發(fā)布任務，對控制對象進行靈活調整，并且實際應用效果與人工操作并無差異。第三，降低了生產投入。基于智能技術的電氣自動化控制系統(tǒng)，縮減了人工、管理、維修等方面的成本，經濟效益顯著。

2 智能技術在電氣自動化系統(tǒng)中的應用措施

2.1 智能技術在故障診斷中的應用

電氣自動化系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，智能設備可以通過系統(tǒng)自檢的方式，及時確定出現(xiàn)故障的位置。其原理是：提前將電氣自動化系統(tǒng)正常工況下的運行參數(shù)保存到數(shù)據(jù)庫中，智能設備一方面動態(tài)獲取電氣自動化系統(tǒng)當前的運行參數(shù)，另一方面將這些實時參數(shù)，與數(shù)據(jù)庫中的信息進行對比。如果匹配一致，則說明自動化控制系統(tǒng)

無故障；反之，如果數(shù)據(jù)不能匹配，則說明出現(xiàn)了問題。隨后，智能設備將不一致的數(shù)據(jù)標記下來，并確定錯誤數(shù)據(jù)的出現(xiàn)位置，從而確定了故障源。這樣一來，就能夠為技術人員進行故障的判斷和維修提供了參考依據(jù)。

2.2 在電氣自動化設備設計中的應用

電氣自動化設備的機構復雜，且具有較強的聯(lián)動性，一旦某個細節(jié)出現(xiàn)問題，將會對電氣自動化控制系統(tǒng)的局部甚至整體都造成嚴重影響。在電氣自動化設備的設計過程中，借助于智能技術，可以在虛擬環(huán)境下進行設計與調試。系統(tǒng)設計完成后，進行仿真運行，如果系統(tǒng)有不完善的地方，仿真軟件還可以自動進行報錯，方便技術人員針對漏洞進行完善和優(yōu)化。當調試不存在問題后，再打印成圖紙，進行實際安裝，避免了設計資源浪費等問題。

2.3 在電氣自動化設備控制中的應用

以往的電氣自動化控制系統(tǒng)中，技術人員提前根據(jù)工作需要和系統(tǒng)運行的特點，編寫好程序指令。然后根據(jù)指令控制，確保電氣自動化控制系統(tǒng)的正常運行。雖然這種控制方式極大的減輕了人工壓力，但是如果程序本身存在問題，那么自動化設備也會按照錯誤的方式運行，由此造成了損失。基于智能技術的電氣自動化設備控制，則可以動態(tài)反饋設備的運行情況，如果設備有異常情況，可以智能報警，或是智能修復，從而確保了電氣自動化設備的使用質量。

2.4 在自動化設備電力系統(tǒng)中的應用

（1）模糊控制。模糊控制以模糊推理、模糊語言變量等為理論基礎，并以專家經驗作為模糊控制的規(guī)則。從其基本思路而言，模糊控制就是在被控制對象的模糊模型的基礎之上，運用模糊控制器，進而實現(xiàn)對電氣控制系統(tǒng)的控制。模糊控制是一種自動控制系統(tǒng)，以模糊邏輯的推理規(guī)則為理論基礎，并采用計算機控制系統(tǒng)構成具有反饋通道的閉環(huán)結構的數(shù)字控制系統(tǒng)。

（2）專家控制。將專家經驗以數(shù)字形式保存到計算機的數(shù)據(jù)庫中，然后以此為基礎開展電氣化自動系統(tǒng)的控制。專家控制還能夠不斷進行學習，與時俱進的提高控制水平，更好的滿足不斷發(fā)展的電氣自動化控制需要。從電氣自動化設備的應用效果上看，專家控制還能夠提高設備的適用性，在不同工作環(huán)境以及不同工作要求下，都可以很好的運行。

（3）網絡神經控制。當前，網絡神經的研究比較廣泛，相關技術也日益成熟，在電氣控制過程中的應用也日益廣泛，且具有良好的應用效果。網絡神經控制的結構更加復雜，對前期設計提出了較高的要求。隨著現(xiàn)代電氣自動化控制系統(tǒng)結構逐漸向復雜化、微型化的方向發(fā)展，網絡神經控制的應用優(yōu)勢也得到了凸顯。

2.5 在自動化設備的數(shù)據(jù)控制和優(yōu)化環(huán)節(jié)中的應用

隨著運行要求的不斷提升，電氣自動化控制系統(tǒng)也需要與時俱進的進行優(yōu)化和升級，特別是對于一些投入使用時間較長的控制系統(tǒng)，功能不完善、運行效率低等問題逐漸暴露出來。由于數(shù)控系統(tǒng)的結構較為復雜，必須要借助于智能技術進行針對性的優(yōu)化設計。智能技術可以對現(xiàn)行的自動化控制系統(tǒng)進行分析，并將運行信息直觀的呈現(xiàn)在計算機上，方便技術人員進行優(yōu)化設計。

2.6 PLC技術的應用

PLC是電氣化自動控制中常見的元件，PLC作為一種微型計算機，可以根據(jù)內部程序，完成對整個電氣系統(tǒng)的管理和控制。將智能技術應用到PLC中，一方面可以降低操作難度，例如可以實現(xiàn)內部程序的自動調整，更好的滿足自動化控制的需要；另一方面是保證了PLC運行的穩(wěn)定性，提高了抗干擾能力，使PLC在不同的環(huán)境下都能夠穩(wěn)定運行。

2.7 人工智能控制技術的應用

越是復雜的電氣自動化系統(tǒng)，對操作技術的要求越嚴格。人工操作或自動化控制中，不可避免會出現(xiàn)誤操作或誤動作等問題，對整個電氣自動化系統(tǒng)的運行造成了負面影響。人工智能控制技術則能夠解決此類問題，它能夠不斷的分析以往導致誤操作的原因，并在今后的智能控制中避免誤操作行為，極大提高了自動化系統(tǒng)運行的精確性。

3 電氣自動化智能化技術的實際應用

3.1 變電站自動化

在我國應用變電站自動化，主要是為了取代人工監(jiān)視以及電話人工操作，能夠在變電站系統(tǒng)中提高工作的效率，擴大變電站的監(jiān)控智能系統(tǒng)，并且提高變電站的安全運行系統(tǒng)。在變電站中，它主要是對電氣設備進行全方位的監(jiān)視和控制。在電力生產中，它是一種自動化的裝置，其中在使用中采用的是設備數(shù)字化、網絡化以及集成化，并且在操作間實現(xiàn)了屏幕化的監(jiān)控，整個運行能夠滿足變電站操作的任務以及進行電網之間的調度。

3.2 電網調度的自動化

在電力系統(tǒng)的運行中，電網調度不僅可以實現(xiàn)電力資源的最優(yōu)化利用，避免電能浪費，而且能夠確保電網運行安全，減少電氣安全事故的發(fā)生。基于智能技術的自動化控制系統(tǒng)，能夠動態(tài)的監(jiān)測區(qū)域電網的運行情況，并且根據(jù)用電需求，對電網供電能力進行波動性調整。例如，夜晚的用電量高于白天，智能調度系統(tǒng)中的光敏元件，在檢測到光照強度低于設定值時，自動進行供電量的調整，滿足電力用戶的用電需求，減輕電網的負荷壓力。從實際的應用效果來看，智能技術在電網調度自動化中的應用，在節(jié)省電能的同時，也可以延長電網中各設備的使用壽命，經濟效益顯著。

3.3 發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)

通常在發(fā)電廠的分散控制系統(tǒng)中，采用分層分布式的結構，其構成的部件有過程控制單元、運行員工作站、工程師工作站以及高速數(shù)據(jù)通訊網絡。其中，過程控制單元（PCU）是由冗余配置的主控模件和智能I/O模件組成，在PCU中，它直接面臨著生產過程，并且在運算處理后，對運行參數(shù)以及設備的狀態(tài)和顯示進行調整；運行員工作站和工程師站，能夠為人機提供接口，并且能夠為操作人員提供監(jiān)視和控制機組的運行。

3.4 單片機的使用

單片機是一種廣泛應用于工業(yè)行業(yè)的微型計算機，單片機作為一種最基礎的控制器，在設計和使用階段應用智能技術，對于改善單片機的整體性能也起到了重要幫助。例如，響應速度是衡量單片機性能的標準之一，由于單片機使用模塊化語言進行系統(tǒng)控制，雖然可以簡化單片機的機構，但是運行的穩(wěn)定性也容易受到外界環(huán)境的干擾影響。采用智能化控制系統(tǒng)，則可以大幅度提高單片機的響應速度，并且提高了運行穩(wěn)定性，使單片機更好的適應不同的工作環(huán)境。

4 結語

在人工智能時代，智能技術已經滲透到各行各業(yè)，并發(fā)揮了明顯的應用優(yōu)勢。將智能技術應用到電氣自動化控制系統(tǒng)中，一方面可以提高系統(tǒng)的控制能力，根據(jù)系統(tǒng)的反饋信息，實現(xiàn)動態(tài)的調整；另一方面又能夠在產品設計、系統(tǒng)優(yōu)化、調試運行等方面發(fā)揮實際作用。合理利用智能化技術，也成為提升電氣控制水平的一種有效手段。