智能化電氣設備的應用設計

周文生

（廣州數控設備有限公司，廣東廣州 510530）

0 引言

隨著智能化技術的不斷發展，人們開始逐漸關注對智能化電氣設備的應用設計。對智能化電氣設備的應用設計，可以提高電氣設備的安全性和穩定性，保證人們生活和工作的質量，從而推動相關行業的有效發展。所以，對智能化電氣設備的應用設計進行深入的探究是十分必要的。

1 智能化電氣設備的特點

智能化的電氣設備能夠得到較為廣泛的應用發展，主要是因為智能化的電氣設備具備以下5 個特點：

1.1 統一的支撐平臺

智能化的電氣設備有著統一的支撐平臺和應用軟件，支撐平臺主要指的就是相關的網絡平臺、網絡控制系統及數據庫等，應用軟件指的是相關的系統操作軟件、指令軟件及相應的系統。目前，隨著集成電路技術水平的迅速發展，相關的工作人員可以對支撐平臺和應用軟件進行更加完善的設計，從而將電氣設備的平臺進行集中統一，為后續的應用奠定堅實的基礎。

1.2 系統之間數據共享

智能化的電氣設備也可以實現系統之間的數據共享，因為在智能化電氣設備的設計過程中，智能化電氣設備的控制系統統一按照國際的標準，從而保證數據庫中的所有數據都能夠實現數據共享。

1.3 實時更新數據庫

數據庫是智能化電氣設備應用的基礎，相關的數據需要進行及時的更新，智能化電氣設備在實際的應用過程中可以對數據庫進行相應的數據更新指令輸入，確保數據庫根據實際的情況和發展進行更新，進而使得電氣設備的智能化應用更加便利。

1.4 基于實時信息和圖形的系統

智能化的電氣設備能夠對電氣設備的實際運行情況進行實時的監督管理，并且可以將實際的信息數據及時傳輸到相應的控制系統之中，然后控制系統就會對所傳輸的數據信息進行分析處理，然后進行實時信息圖像的顯示。

1.5 實時信息通信系統

智能化電氣設備的通信系統能夠將電氣設備的相關信息傳輸到控制中心，可以實現所有數據的實時共享，還可以保證控制中心的各種指令能夠及時傳輸到終端且終端可以進行實時的信息反饋。總之，智能化電氣設備的實時信息通信系統能夠確保智能化電氣設備更加高效穩定的運行。

2 電氣設備智能化技術的優勢

2.1 大范圍實時監控

智能化電氣設備在實際的應用過程中能夠實現大范圍的實時監控。電力工程行業不斷發展，電氣設備以及電力系統的種類、數量以及功能顯著增加，因此帶來較大的運行隱患，只有對其進行實時的監控管理才能夠保證電氣設備的正常運行。智能化的電氣設備可以借助于互聯網信息系統對電氣設備所有的系統和運行情況進行實時的監控管理，能夠及時將監控的信息數據反饋到控制中心，當發現安全隱患和運行故障時能夠及時的進行目標定位和維修處理，降低電氣設備的故障損失和安全隱患，促進電氣設備更加安全穩定的運行。

2.2 提高電氣設備運行效率

智能化電氣設備的應用可以提高電氣設備運行效率。智能化電氣設備通過互聯網信息系統的支持可以對各種信息數據進行及時的更新、傳輸、分析和處理，保證電氣設備高效的運行以及對電氣設備較為有效的管理和控制。能夠利用中心控制系統對電氣設備的各種隱患和故障進行及時的分析處理，確保電氣設備的應用質量和效率。

2.3 增強聯動性能

智能化電氣設備的應用可以增強設備聯動的性能。工作人員可以利用中心控制系統對多臺設備進行共同的管控，能夠對多臺設備的運行情況和數據信息進行及時的收集和分析，從而進行相應的指令傳輸。通過多臺設備之間的聯動，可以對電氣設備進行集中管控，促進電氣設備更加穩定的運行。

2.4 提高安全性能

智能化電氣設備的應用可以有效的提高電氣設備的安全性能。電氣設備在實際的工業應用過程中容易受到周圍環境和溫度的影響，由于人工的失誤或者沒能及時發現故障隱患，可能會造成較大的安全問題。智能化技術的應用，可以通過信息系統對電氣設備進行實時的監控管理，如果發現電氣設備出現安全隱患，監控系統可以及時進行相應的維修處理，保障電氣設備運行的安全性，降低電氣設備的損耗。

3 智能化電氣設備的設計思路

3.1 操作系統設計

智能化電氣設備的設計，首先需要對操作系統進行設計。隨著科學技術的飛速發展，CPU 得到明顯的發展，并且CPU 可以對多個任務同時進行處理。所以，在CPU 處理任務過程中需要進行相應的任務調度。常見的任務調度方式包括占先式、時間片輪轉、搶占式以及非占先式，其中占先式的任務調度方式應用最為廣泛，這主要是因為占先式的任務調度方式可以根據任務的優先級對不同的任務進行相應的處理，以此確保整個系統的數據處理的實時性和有效性。

3.2 任務的劃分和設計

智能化電氣設備的設計過程中，需要對任務進行劃分和設計，需要工作人員進行任務優先級的設計。CPU 對不同的任務進行處理之前，任務均處于中斷狀態，當任務成為就緒狀態的時候，可以確保電氣設備的正常運行。智能電氣設備的中心控制系統會對任務的優先級進行分析審核，根據任務的優先級運行。

3.3 嵌入式實時操作系統設計

在進行智能化電氣設備的設計過程中還需要進行嵌入式實時操作系統的設計。智能化電氣設備的實時性主要依靠于操作系統占先式的優先級調度方式。雖然優先級較高的任務有著明顯的優先等級，但是只有需要進行任務的時候才會被激活。所以，電氣設備的操作系統在進行優先級任務的處理過程中僅需要消耗極少的時間。嵌入式操作系統的信息傳輸無法對任務的優先級進行識別和處理，導致信息傳輸會產生較大的不穩定性。因此，在進行嵌入式操作系統的設計過程中需要確保優先級較高的任務優先進行，從而提高信息傳輸的有效性和實時性。

4 電氣設備智能化設計的注意事項

4.1 電氣設備負荷設計

首先，需要注意對于電氣設備的負荷設計。工作人員一方面需要根據實際情況以及經濟性的原則對電氣設備的負荷進行設計，另一方面需要明確負荷分配的布局以及降壓配變中心的位置，然后通過相應的計算得出最優的配電系統結構。除此之外，工作人員還需要根據實際的情況對電氣設備進行相應的分組，然后計算出電氣設備的電負荷，從而為電氣設備的配置打下良好的基礎，保證電氣設備更加安全穩定的運行。最后，在進行電氣設備的配置過程中需要充分考慮電氣設備的運行情況和各種要求，然后進行實時的完善與優化，確保電氣設備的正常運行。

4.2 智能化設計

在智能化設計過程中，工作人員需要充分考慮到電氣設備運行過程中的繼電保護情況、電流波動情況以及二次接線設計等，加強對于電氣設備的完善與優化。要確保配電設備供電數值的可靠性，需要對可能存在的故障問題進行分析和排查。電氣設備的智能化系統可以利用互聯網信息技術、智能監控技術以及檢查技術對電氣設備的整個情況進行全面且實時的監控管理，能夠對各種故障隱患進行及時的分析和維修，保證電氣設備運行的安全性和穩定性。

5 智能電氣設備在工業中的應用

隨著城市化進展以及智能化水平的持續增長，人們逐漸對智能化的電氣設備應用提出全新的要求，智能化的電氣設備逐漸應用于工業生產之中，并在其中發揮著至關重要的作用。

5.1 全自動氣動打標機

全自動氣動打標機是工業生產中較為有效的智能化設備應用。全自動氣動打標機由工件上料系統、工件夾緊系統、打標系統、運動系統、工件下料系統等組成。運動系統包括X、Y、Z 方向，為了保證打標點的位置精度，X 和Y 方向運動靠伺服電機來完成，其余部分均采用氣動系統，達到快速高效的動作要求。氣動打標機工作時，首先將所有工位復位到原始位置，然后上料系統將工件送入打標工位，同時夾緊氣缸將工件夾緊，X 和Y軸向需要打印的第一點位置運動，運動到位后，Z 軸向下運動并且打標頭向下沖擊，打上一個點，打完一個點后，打標頭縮回，此時X 和Y 軸再向需要打印的第二點位置運動，到位后打標頭打上第二個點，如此重復循環工作，直到打標完畢。然后打標頭縮回，Z 軸向上運動，到位后X 和Y 軸運動回到原點位置，最后下料系統工作，完成下料任務。全自動氣動打標機在實際的應用過程中由智能化系統所控制，對其輸入相應的指令就可以實現不同的功能，可以有效的提高工業生產的質量和效率。

5.2 全位置智能焊接機器人

全位置智能焊接機器人是目前工業生產之中應用廣泛的一種智能化設備。為適應石油石化、冶金建設、船舶制造、壓力容器制造等行業要求的現場安裝制造、焊接施工量大、焊縫不規則以及焊接工藝復雜等特點，工業生產人員采用全新的無導軌磁輪自由行走式全位置焊接機器人幫助焊接。該系列焊接機器人采用PLC 為主控制器，配有自主研制的CCD（Charge Coupled Device，電荷耦合元件）光電傳感器、激光傳感器或視頻監控系統。此系統在焊接過程中實時控制焊槍依照焊縫跟蹤線性運動，其跟蹤精度高，在多層、多道焊接時，無累積跟蹤誤差；具有手控盒輸入、輸出模塊及液晶顯示輸入模塊，焊接操作十分方便。同時還具有位置檢測傳感器及焊接參數存儲控制模塊，可存儲并實時調用全位置焊接參數，適合大厚板的多層、多道、全位置焊接作業。

6 結束語

智能化技術應用于社會的多個行業和領域之中，并在其中發揮著十分關鍵的作用。通過智能化電氣設備的應用設計不僅可以提高電氣設備的安全性和穩定性，還可以提高人們的生活和工作質量。因此，需要工作人員對其進行高度重視，采取科學合理的策略對智能化電氣設備進行應用設計，推動智能化水平以及電氣工程行業未來的可持續發展。