智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用

吳夢曉，李思涵，吳挺星，閻禎祺，陶一鵬

（黑龍江科技大學 電氣與控制工程學院，黑龍江 哈爾濱 150022）

隨著我國生產水平的不斷發展和科技研究的不斷深入，在智能化技術方面取得了較為顯著的成績，且在不斷與一些機械控制、電氣技術相結合實現更加高效精準的生產控制和管理。在電氣自動化領域內融合智能技術可以較好地規避當前純機械化管理和軟件系統控制當中存在的設計缺陷問題，能夠采用更加便捷和節約的方式快速進行分析后選擇最優解，是一種在技術手段不斷發展影響之下的必然趨勢，也更有利于節約企業的生產建設成本，獲得更高的效益和進步。

1 電氣工程自動化的概述

1.1 電氣自動化概念

自動化的生產方式在我國許多基礎行業內都有廣泛的影響，這是生產技術高速發展的一種重要表現。電氣自動化是指利用集成化或分布式的控制體系全面把控自動化生產系統的各個設備信息，運用編制好的軟件系統根據當前的設備運行情況和需求發出對應的指令使系統能夠完整地自動運轉，有效減少了在實際生產過程中對人力的依靠。在電氣系統當中涉及到了電力電子、計算機程序和機械控制等方面的知識，需要較強的綜合性才能夠完成對系統的運行設計和定期檢驗，有效確保了生產的高效穩定。

1.2 電氣自動化現狀

在社會經濟與科技飛速進步的背景之下，自動化的生產模式已經被廣泛應用，在許多領域內已經可以實現完全代替人工實操，是一種現代化發展的重要表現，在電氣自動化系統當中，不僅可以實現設備的精準控制和產品的質量保障，還可以結合計算機和智能技術實現更高水平的系統優化和管理，特別是在設備的故障診斷和處理等方面極具應用優勢。電氣自動化在機械價格、物流管理和石化工程等方面都有廣泛的應用價值，且在不斷進行更加深入的技術研發，形成許多現今的科研成果。許多的電氣自動化企業在變頻技術、一體化技術和伺服技術等方面都有廣泛的應用，且正在不斷向矢量、高精度和嵌入式等方向深入，充分和現有的計算機與人工智能相結合，一些掌握核心技術的企業在行業內的發展也呈現出良好態勢。

2 智能化技術的應用優勢分析

智能化概述：

智能化是指事物在計算機網絡、大數據、物聯網和人工智能等技術的支持下所具有的能滿足人的各種需求的屬性。相對傳統媒體，智能化是建立在數據化的基礎上的媒體功能的全面升華。它意味著新媒體能通過智能技術的應用，逐步具備類似于人類的感知能力、記憶和思維能力、學習能力、自適應能力和行為決策能力，在各種場景中，以人類的需求為中心，能動地感知外界事物，按照與人類思維模式相近的方式和給定的知識與規則，通過數據的處理和反饋，對隨機性的外部環境做出決策并付諸行動。

現代智能化技術在電氣工程自動化控制應用中主要體現在計算機技術、精密傳感技術等的綜合應用。隨著工業市場競爭的日趨激烈，電氣工程自動化控制應用中的智能化優勢在實際操作和應用中得到了非常好的運用。具體表現在：大大改善了操作者的作業環境，減輕了工作強度；提高了作業質量和工作效率；一些危險場合或重點施工應用得到解決；環保、節能；提高了機器的自動化程度及智能化水平；提高了設備的可靠性，降低了維護成本；故障診斷實現了智能化等。

智能化技術在電氣工程自動化控制應用中的優勢分析如下。

2.1 提升控制性能

盡管電氣自動化系統的應用較人工實操的處理方式更加便捷簡單，但是在實際應用的過程中還是會受到一些外界影響因素的干擾，需要對其進行調控處理。在引入智能化技術后，這種系統的管控操作更加簡便，機器設備本身可以利用智能化系統的機器學習方式進行自主的生產優化，技術人員也可以利用遠程控制的方式對其展開調整和處理，在管理的便捷性和有效性方面都有了較好的提升。當電氣自動化系統的運行存在一些隱患故障時，智能化系統可以利用精確的數據信息模型處理對其進行提前預測和判斷，有效減少了在生產過程中出現的停轉問題，有效將生產損失控制在最低。這種智能化的數據處理指令管控技術是一種同步化手段，在反應的靈敏度上有較好的表現。

2.2 簡化運行模型

模型化的管理方式能夠幫助技術人員快速梳理復雜的自動化控制系統的實際情況，確保每一個流程運轉的穩定性，可以按照模型設計進行更加完整的排查和管理。在智能化系統的應用當中對于這種模型的建立能夠更好地理清邏輯關系，甚至一些暗線式的關聯性也能夠及時發現。如在系統的運轉過程中出現了卡頓等現象，雖然參數較為輕微幾乎不會影響正常的線路生產，但依然是一個容易留存隱患的故障點。智能系統可以快速分析具體產生卡頓的設備運行情況，對比其歷史檢修信息尋找潛在的故障，及時報給中控平臺進行處理。在自動化生產模型當中能夠更好地判斷電氣線路、機械設備等在運行過程中產生的相互影響，并以綜合判斷的方式進行平衡處理，使系統的運行效率更高。

2.3 精度高誤差小

在對電氣自動化系統的運行參數進行判斷時還需要考慮到一些外界干擾因素帶來的影響，這也是保證系統運行更加穩定的重要前提。對于一些系統本身的誤差等就可以較好地通過智能化技術的分析和補償進行處理，使輸出的數據信息能夠更好地反映出當前設備的實際運轉情況，確保了技術人員在查閱應用時的參考價值。在電氣控制系統的復雜性不斷提升的影響之下，這種單純進行設備分析的處理方式可以更好地實現故障監控和診斷，為提升電控系統生產效率、促進電氣技術的發展具有重要意義。在智能系統的中控系統當中加載了多CPU控制的工作體系，能夠實現更加高效且全面的數據信息，能夠快速分析當前數據并進行多個維度的對比，調取歷史信息進行自我參照處理，使電氣系統的控制更有保障。

3 電氣智能化系統的主要應用分析

3.1 電氣工程保養

定期開展設備的檢驗工作可以盡早發現一些運行中的安全隱患，及時進行修復處理避免故障的進一步擴大和事故的加劇。在電氣自動化系統內會涉及許多不同的機械、電氣設備協同完成生產任務，每個設備的特性和要求均存在一定的差異，其定檢的周期等也需要分別計算，單純依靠人工的方式很容易產生重復或遺漏，不利于工作的高效開展。智能化系統的應用就可以有效解決這一問題，能夠較好地區分不同的設備實況并形成一套完善的信息記錄，不僅包括了質檢的周期，還能夠詳細記錄該設備經歷過的各項故障情況和維修信息，有效為后續檢修和管理人員的工作提供參考信息。不同設備的保養要點和使用的材料可能會對設備的性能產生一定的影響，智能化系統可以較好地記錄設備的運行和維護信息，當發現有不適應和不匹配的現象時能夠及時將相關的信息反饋給管理平臺，提醒技術人員對其進行二次核驗，在減少人工工作量和提升定檢效率等方面具有很大意義。系統的保養能夠有效降低故障產生的概率，從生產管理的成本上來看，智能化系統的應用經濟性十分明顯。

3.2 設備病因診斷

在電氣自動化系統的運行過程中會存在一些故障和病害，影響其穩定生產，甚至會存在一些安全隱患，當發現故障產生后要立即停止生產，由專門的技術人員展開處理，避免損失的進一步加劇。在進行故障定位處理時，首先是通過直接觀察的方式來判斷主要的故障點或模塊，這個操作過程對于技術人員的工作經驗有一定的依賴性，有時很難準確判斷故障的具體情況，甚至有時幾種病害問題會導致同一種故障現象的發生，因此使用智能化的系統能夠更加精確有效地避免這種問題，明顯地提升了設備的故障處理效率。在電氣自動化系統的運行過程中會記錄每個設備的運行信息，并將這些信息傳輸到中控平臺內進行存儲，這為技術人員的排障處理提供了工作前詳細的數據信息，有利于開展精確判斷。智能化系統本身也可以進行故障的定位和預警，將工作信息參數異常的主要模塊以數字化的方式反饋出來，技術人員能夠快速找到故障點后再使用其他的檢測設備進一步處理，確保了診斷、預警等工作的有效性。

3.3 優化系統設計

電氣自動化系統設計的合理性會在一定程度上影響其工作的效率和精度，必須要提前根據生產需求和功能要求做好規劃設計。在傳統的線路布設上主要依靠人工處理的方式來進行設計，根據多次試驗的結果對線路系統進行改良，當系統運行中出現一些較為少見和突發的問題時很容易出現應對不及時的現象，也會有一些未考慮到的問題影響系統的運行。智能化的系統設計和人工建設之間有很大不同，可以通過網絡和通信的方式快速完成布設，并利用運行信息的反饋實現自動調節，這種方式在面對多效生產時有更強的適應力。智能化系統內部的運行本身是一個完整的閉環體系，采集到的數據信息不僅會反饋給檢修、中控等平臺，還能夠在記錄后進行分析判斷來優化系統運行。如在一些加工處理的環節當中需要通過多道工序完成，每一個工序之間的連接會產生不同的時間成本，系統能夠在進行智能判斷后，以最經濟的方式尋找線路規劃，確保系統設計的科學合理，在不同需求的規劃上也能夠以更加豐富的樣式來完善設計。

3.4 系統智能控制

在系統的智能化運行過程中有效的管控能夠促使其更加穩定高效，這也是應用智能化技術的一大優勢。首先，智能化系統對于電氣自動化的控制模式有多種選擇，包括專家系統、神經網絡和模糊處理等，其運行時的邏輯和層級較多，甚至還包含了一些機器學習和人工智能方面的知識。智能化控制的過程中可以更好地應用不同控制方式的優勢，使管控手段和自動化生產之間有更加緊密的匹配性。一般來說，智能系統的運行中需要提前錄入大量的基礎信息來輔助其展開分析研判，這也是提升數據精準度的重要前提。在智能化系統中可以根據已有信息和設備的運行實況進行更加深入的學習，形成一套與當前運行系統更加匹配的管理邏輯，有效驅動了系統運行智能化。其次，在智能控制中不僅需要考慮到當前電氣設備和系統的運行需求，還需要考慮到線路中的電力負荷、功率大小等參數，進行綜合調控使每個設備都能夠維持在額定狀態下保持高效運轉。不同設備對電力的需求也會存在差異，而智能調控的方式則可以更好地適用于復雜的電氣自動化系統。

3.5 PLC的應用

PLC等技術的不斷發展在一定程度上又一次掀起了電氣控制的革新和發展，特別是在復雜、大型的自動化控制系統中需要一個體積偏大的PLC控制來完成驅動，內部還需要有線路連接和配電柜等設施，整個生產控制線路中的硬件成本、空間成本偏大。在智能化的PLC系統當中能夠較好地實現不同的控制需求，包括了對生產線路中的遠程監控和處理、通風光照設備的開關等，形成了一種更加開放式的管理特點。在傳統的PLC運行當中具有一定的封閉性，在處理中斷性的任務時要求較高。在智能化技術的引入過程中，PLC也在不斷進行更新，采用了更加適合生產需求的新體系，將PLC、DCS和MES控制結合在一起，使開放式自動化的工作范圍進行了擴大，具有一定的實用價值。在PLC系統中的本身就集成了基礎的通信系統，這也為其聯合互聯應用提供了一定的硬件基礎，賦予了PLC更多的智能化發展空間，使其能夠負載的軟硬件功能更加豐富，可以快速實現系統的擴展搭建。

4 結束語

智能化技術已經滲入了不同的行業當中，在電氣自動化中靈活運用該項技術手段能夠有效提升行業管理水平，確保了電氣設備的穩定和高效。作為管理人員必須要能夠通過智能化信息的反饋掌握設備的運行情況，若涉及安全隱患和故障要及時進行定位和排除，盡量避免線路停轉造成的損失，做到以定檢和預防來代替故障維修。在智能化技術的應用前期需要進行升級改造，智能系統的運行能夠以最優化的方式完成梳理，可持續性地為企業帶來更高效益。