電氣工程多模塊智能化控制技術分析

李 茂 賀 喆 蔣 輝

（1．陸軍裝備部駐沈陽地區第三軍代室，遼寧 沈陽 110000；2．沈陽天眼智云信息科技有限公司，遼寧 沈陽 110000）

0 引言

電氣工程中的智能化控制技術主要應用于計算機中，在對相應程序進行合理設定的基礎上，促進計算機進行處理、分析與信息回饋，同時模擬人腦操作，實現自動化控制目標。結合當前電氣工程中的智能化控制技術實際應用狀況分析可知，智能化控制技術的有效應用推動了電氣工程的進一步發展。

1 電氣工程中多模塊智能化控制技術分析

1.1 電氣工程多模塊智能控制內涵

當前，信息化、網絡化以及數字化逐漸滲透到人們生活的各個領域中。電氣工程的多模塊智能化控制主要是由通信技術、智能控制技術、計算機網絡技術、信息技術集中而成的電器智能化應用，包括單片機技術、可編程邏輯控制器（ Programmable Logic Controller，簡稱PLC）技術以及數字信號處理（Digital Signal Processing，簡稱DSP）技術等。電氣工程多模塊智能化控制相關技術包括智能化控制、網絡技術以及通信技術，將智能化作為基礎目標，其中單片機和DSP 控制技術處于關鍵地位。智能化技術的應用覆蓋范圍較廣，涵蓋語言學、控制學等學科內容，具有較強的綜合性。從字面意思分析，智能化控制主要是通過相關機器設備采用某種技術措施，達到人工智能目標，甚至是超出人工能力，順利完成某些人力無法實現的內容，通過不斷的實踐操作，智能化控制技術逐漸發展，在日常生產活動中發揮了重要的作用。

1.2 多模塊智能控制技術主要優勢

在電氣工程中，由于大部分設備都是以人工操作方式進行，因此出錯率較高。自動化控制技術主要應用優勢是對數據的處理速度較快、應用靈活，能夠進一步提高整體處理精度。在傳統控制系統內，主要是實施模型控制方式，其主要缺點是無法應對突發性狀況。多模塊智能化的控制技術是在計算機編程基礎上進行的有效控制，整體精確度較高，處理靈活，能夠針對系統的實際運行狀況進行智能化判斷。在電氣工程的控制系統中，對設備的運行數據進行分析至關重要。智能化控制技術能夠實時對設備的運行情況進行監測與分析，進一步提高了數據處理的準確率和處理效率，發揮智能化技術的應用優勢。

2 電氣工程中智能化控制技術的有效應用

2.1 智能化控制原理

智能化控制相關技術的應用主要體現在3 個方面。1）采樣輸入過程。2）用戶程序的實現。3）輸出刷新操作。結合智能化控制技術，應該將系統自動掃描信息全部在指定單元模塊內進行有效存儲，避免實際操作過程影響數據的準確性。在實踐中應該根據從上到下的順序進行掃描，而對于現有數據狀態應該進行全面刷新預算，明確具體指令，對全部數據進行刷新，存儲處理設備信息[1]。例如，在換熱站中融入智能控制系統，主要監控參數包括水電表、補水流量計、二次網熱量表和二次供水管網壓力等數據。

智能控制系統和上位機平臺相比具有獨特的優勢，能夠滿足各項操作需求，系統功能豐富。例如移動終端中的錄音、視頻和拍照等功能集成系統，方便巡檢人員記錄現場狀況，取代傳統的人工查詢方式，利用RFID 標簽，能夠對設備信息進行快速讀取，對熱網信息進行采集。借助無線通信技術還能夠把巡檢結果實時傳輸至服務器內，便于分析管理。換熱站相關智能控制系統包括移動終端、服務器以及數據層3 個部分。

由于電氣工程中的各項工作幾乎全部由智能化控制系統進行處理，如何精準地實現電氣設備控制具有重要的作用。智能化控制的編程語言屬于計算機領域中的高端技術手段，在自動化控制領域實際應用中，應該充分掌握相關的計算基礎理論知識，這樣才能發揮出應有的效果，在長期實踐應用中，借助智能化控制技術，能夠有效提升電氣工程中的自動化控制效率，降低成本，減輕工人壓力，促進系統實現高效運轉。

2.2 自動技術應用實例

物理模擬相關實驗裝置通過加載地質模型應力，從而實現預期模擬目標，但是實驗裝置相關控制系統大部分是對不同單元內的加載電動機進行有效控制。同時將DSP控制器作為主控制器。仿真實驗裝置的核心為控制系統，而不同單元處于互相獨立的狀態，電氣系統整體結構主要是采用分散控制和集中管理方式，仿真實驗裝置核心為控制系統，各個單元之間處于彼此獨立的狀態，電氣系統結構大部分是以分散控制和集中管理方式為主。在其中某一單元產生故障后，其他單元不會受到任何影響，能夠正常應用。通過分析能夠發現底部設計中的各個智能控制單元的功能是獨立的，同時可以對相關功能進行有效控制。主控制DSP 是系統的核心，可以發揮出系統底部信息協調、交換功能。此外，還應該在下層單獨DSP 以及上層工業計算機之間進行信息交換。利用該種方案，能夠提高整個系統結果的準確度，確保各個單元的獨立性，方便日后維護管理。

為了提高用戶操作的便捷性，創建相應的移動平臺，內部設置步進電機驅動裝置以及主控DSP。DSP 控制軟件主要選擇2 種定位系統，一種是用戶無法看到絕對坐標，另外一種是相對坐標系。上述2 種系統能夠進一步提升系統運行穩定性和可靠性，方便進行試驗設計。

2.3 單片機技術

單片機是電路芯片， 其全面集成了電路、晶體管、電感組件、電容組件和電阻組件。結合具體發展狀況分析，單片機相關集成電路包括I/O 接口、驅動裝置、ROM、RAM 以及CPU 等部件。通過相關電路集成，能夠促進信息的順利讀取和分析，隨后聯系內部自由轉換裝置，對所采集的數據信息進行全面轉化，能夠對有效信息進行準確識別。利用單片機對多功能窗口進行智能化控制、各種傳感器裝置以及步進電機構成控制系統。然后結合多種傳感器裝置檢測室內外溫度和濕度相關信號，對單片機接送信號進行全面檢測，單片機根據反饋的信號，能夠發出相應的控制指令，從而對進線電機進行合理控制，促進窗口實現自動化報警、開閉等功能，相關智能控制系統還可以在任意時間段內自動開閉窗口。單片機作為相關項目中的核心部件，對計算機和項目進行比較，單片機屬于一種CPU 處理器，其能夠進一步簡化整體生產設計模型，同時還可以促進電氣生產設計實現自動化控制，全面取代人工操作模式。

3 促進電氣工程相關多模塊智能化控制實現良性發展

3.1 提高多模塊智能控制實效性

為了進一步提高系統應用的便捷性，可以針對平臺實施全面改造，擴展移動功能，同時在其中合理設置主控DSP 以及同步電機驅動裝置。其中，DSP 的主要功能是對相關信號進行處理和采集。DSP 控制軟件方面主要選擇2種不同的定位系統，分別是相對坐標和絕對坐標，通過2個系統的融合應用，能夠進一步提高整體運行的可靠性。在電氣工程中采取多模塊、智能化控制，應該率先了解電氣工程的實際發展需求，提高智能控制的適應性與針對性，強化多模塊智能控制技術的作用和實效性。結合多模塊相關智能控制的技術先進性，應該大力創新，提高相關資源和資金的支持力度，促進全面創新，為技術研發創造有利的條件。

在系統防雷設計方面，需要根據《電子雷規》中的要求，合理設置電子信息系統相關雷電防護等級，同時根據雷擊情況對防雷裝置相關攔截效率進行準確風險評估，具體計算公式如下：

式中：C是各種類型因子；NC是可接受的年平均最多雷擊次數；N是預計雷擊次數；E是防雷裝置攔截效率；N1是建筑物雷擊預測次數，即平均每年多少次；而N2是就建筑入戶裝置的平均每年預測雷擊次數，即建筑物電子信息系統由于雷電電磁脈沖和直雷擊脈沖受損可接受的平均每年最多雷擊次數。

在明確系統雷電防護登記后，可以根據相關規定要求，進行防雷設計。系統防雷設計屬于一種系統工程，除了防直擊雷設計，還需要綜合考慮溫室內信號線纜、配電線纜、浪涌保護器的安裝、電子信息系統線纜和機房線纜屏蔽等。不同類型建筑相關雷擊風險評估見表1。

電氣工程中的電力故障十分常見，結合智能化技術，能夠在第一時間發現各種電力故障問題，進行準確診斷和詳細分析，提高電氣工程相關部門的故障處理速度，使整個系統運行快速恢復正常。在電氣工程中，無法避免各種電力故障問題，即使針對變壓器進行有效的維護和利用，進一步提高其應用壽命也無法避免電力故障問題的發生。為了進一步控制電力故障問題，減少損傷程度，應該充分結合各種智能技術，對變壓器內部油態進行全面檢查，準確發現其中的問題，明確故障所處區域范圍，從而在特定范圍內開展檢驗和排查，準確地發現問題原因，采取針對性的措施進行處理。這樣能夠進一步提高故障診斷速度，同時還可以快速解決各種問題，降低電力故障在電氣工程運行中的不良影響，促進電力工程的有序、快速實施，提高整體經濟效益。

表1 風險評估分析

3.2 多模塊智能控制支持自動報警

電氣工程實施智能化控制系統普遍選擇神經網絡作為核心模式，同時支持進行反復學習和運算，特別是在子系統支持速度學習和運輸調節，能夠根據不同參數進行調節。多模塊相智能化控制在信號處理方面具有突出作用，進一步改變了傳統控制器的處理流程，能夠充分發揮控制設備功能，支持控制器之間的協同應用，實現自動化控制目標。在電氣工程中的各種突發性狀況下，采用多模塊智能化相關控制手段，能夠發揮自動報警功能，形成有效的處理方案，保證電氣工程的整體操作安全性[2]。

在電氣工程交流電機以及驅動系統的監測診斷操作中結合神經網絡，與梯形控制法相比，神經網絡的反向轉波算法擁有更好的性能，可以有效地控制定位時間，同時對荷載轉矩以及非初始速度等進行大范圍控制。神經網絡相關系統結構屬于多層前饋性，可以結合常規反向學習算法進行操作。在2 個子系統中，其中某一系統結合機電系統參數，能夠對轉子速度進行有效控制，而另外一個系統利用電氣動態參數，能夠準確地識別鑒定電流。智能神經網絡在模式識別以及信號處理等方面已經得到了廣泛應用。神經智能網絡還擁有非線性函數評估器，可以有效地在電氣傳動控制領域中使用，具有良好的一致性和良好的抗噪性能。

4 電氣工程中多模塊智能化控制技術的發展方向和趨勢

4.1 通用化促進了多模塊智能控制的應用

在現代化背景下，電氣工程中的智能化發展速度不斷加快，特別是模塊化智能控制的發展以及相關技術應用水平持續提升，智能控制的通用化發展逐漸成為未來發展主流，能夠為自動化系統的穩定運行奠定良好的基礎，發揮出整體監管效果。通用化主要可以從數據接口標準化發展方面體現出來，能夠促進數據信息之間的無縫銜接，提高數據傳播效率，提高整體傳播安全性。傳統模式下的自動化控制工作需要率先創建控制模型，結合數學分析方法，創建動態防塵，但因為整個系統較為復雜，在實際應用中容易產生各種無法預測的現象，從而無法實現預期目標。但結合智能化控制手段，能夠有效避免各種不可控因素，提升操作效率。智能化控制技術還能夠對系統運行狀態進行實時檢測，在對下降時間和反應時間進行準確預測的基礎上，優化調節系統運行，增強系統整體操作性能。由此能夠看出，智能化系統和傳統控制裝置相比，更能夠適應工作環境。除此之外，智能化技術還具有明顯的一致性，對不同數據信息進行輸送中具有可靠的預估能力和廣泛的適用性。

4.2 專業化是模塊化智能控制技術普及的基礎

當前，在電氣工程中，多模塊智能控制相關技術的應用依然十分有限，沒有實現大面積的推廣和普及，存在局限性。在現代化背景下，隨著相關技術的不斷改造升級，智能化控制開始朝著專業化方向發展，電氣工程中的自動化控制系統持續完善，其社會發展適應性和自動化水平也進一步增強。電氣工程在智能控制專業化發展過程中，同樣需要培養大量專業化操作人才，從而在出現各種技術問題時能夠快速解決。

效率、精度和速度是電氣工程相關自動化控制的重要指標，在電力系統內融入高速處理芯片，設置交流數字伺服系統，可以促進系統整體靜態特性和動態特性的全面優化，提高系統整體運行效率、運行精度以及運行速度。柔性化覆蓋數控系統和群控系統2 個部分，數控系統相關覆蓋面和可裁剪性能夠滿足客戶需求。

4.3 多模塊逐漸成為智能控制發展的主流趨勢

從工業控制領域分析，智能化控制技術的發展是未來發展的主流趨勢，模塊化是其中的重點發展內容，具有廣闊的發展前景。在多模塊智能控制下，能夠合理應對設備自動化運行中遇到的各種狀況，徹底解決當前運行的不穩定現狀。多模塊智能控制技術進一步擺脫了控制模型的束縛，能夠更好地保證電氣工程的統一性。智能技術同時也是電氣自動化工程中電氣系統的控制關鍵。在電氣工程中想要實現遠程化以及自動化無人操作的目標，促進相關電氣設備的高效運行，應該采取有效措施提升智能化控制效果。而在智能化技術應用中最為關鍵的是開關數據。對電氣系統以及各個電氣設備運行狀態進行全面監控，提升整體生產效率，削弱工作強度，促進電氣工程的全面推廣。在智能化發展趨勢下，系統控制都能夠由系統自動實現，同時還可以針對某些因素變化進行及時動態的應對，減少人工參與，促進整體生產過程中自動化水平的有效提升，輔助人工決策。

5 結語

綜上所述，智能化控制技術逐漸成為整個社會關注的焦點，在電氣工程領域中也得到了廣泛的應用，融入時代發展要求，在自動化控制中融入智能化技術，將研究重點轉移到多模塊化中，從而發揮出模塊化與智能化的綜合優勢，提升自動化控制整體水平，促進電氣工程向著智能化的方向發展。