智能化技術用于工廠電氣自動控制的研究

茍 格

（成都地芯引力科技有限公司，四川 成都 610093）

當前階段我國社會經(jīng)濟與科學技術同步發(fā)展，在工業(yè)領域內已經(jīng)初步實現(xiàn)對電氣自動控制的應用，有效提升生產(chǎn)作業(yè)效率，達成高精度目標。但基于未來生產(chǎn)實踐對電氣自動控制提出的更高要求，應當注重融合智能化技術，進一步提升工廠的生產(chǎn)管理和控制能力。尤其是在信息化時代背景下，推動電氣自動控制工程智能化是工業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路，相關工廠企業(yè)應當充分掌握智能化技術的具體運用要點，以此完善工程電氣自動控制體系，降低整體生產(chǎn)成本，增加企業(yè)經(jīng)濟效益。

1 電氣自動控制的發(fā)展概述

電氣自動控制是基于電力電子技術、計算機技術以及自動化控制技術等而實現(xiàn)的設備管控手段。憑借高效的運算速度以及與生產(chǎn)設備高度的契合度，可為工廠帶來較高的經(jīng)濟效益，壓縮生產(chǎn)成本。在新時期下，各項技術不斷革新發(fā)展，極大地推動了電氣自動控制技術的向前進步，能夠良好適用現(xiàn)階段的各種生產(chǎn)設備控制需求。縱觀電氣自動控制的發(fā)展歷程，主要經(jīng)歷四個重要階段。

第一階段為開關控制電器階段，即是采用簡單的操控開關，由人工進行啟閉操作，具有斷通電速度慢等特點，在電流較大、電壓較高的工廠場合內存在較大的安全隱患。

第二階段即是繼電控制電器階段，改善最初人工啟閉開關的控制方式，通過設置繼電器及相關量測設備等，組成完整的保護電路，從而實現(xiàn)持續(xù)性輸電，無需人為接觸，可有效實現(xiàn)遠距離電氣控制。同時，繼電控制方式還具有一定的記憶功能、電路保護功能、非電量控制和檢測功能等，有效提升電氣控制效率和質量。

第三階段為數(shù)字邏輯控制階段。根據(jù)實際生產(chǎn)中對程序控制過程經(jīng)常進行變動的需求，通過利用集成電路可實現(xiàn)數(shù)字控制。

第四階段為電子計算機控制階段，其主要是融合人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等技術，為電器自動控制工程的智能化提供較為堅實的技術支持。比如利用計算機、人工智能等引入到電氣自動控制技術中，可有效實現(xiàn)全面、可靠以及高效的生產(chǎn)設備網(wǎng)絡體系。并通過建設集成化模式，進一步提升系統(tǒng)穩(wěn)定性，有助于減少系統(tǒng)運行故障，避免出現(xiàn)嚴重的經(jīng)濟損失[1]。

2 工廠電氣自動控制中應用智能化技術的優(yōu)勢

智能化技術在工廠電氣自動控制中的應用，能夠發(fā)揮諸多優(yōu)勢。進一步提升生產(chǎn)質量和效率，降低繁重的人力工作強度。改善傳統(tǒng)模式下的電氣控制弊端，更好地實現(xiàn)信息化管控。在工程電氣自動化控制中，應用智能化技術的優(yōu)勢具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.簡化工程生產(chǎn)系統(tǒng)操作流程，提升故障處理能力。即是在工廠運用智能化技術時，能夠精簡設備的繁瑣操作流程，并可實現(xiàn)無人自動化操作，以此減少人為失誤所帶來的風險隱患，進一步提升生產(chǎn)效率和質量，促使整體支出成本有所降低。另外，在工廠長時間、持續(xù)性運行過程中，很容易出現(xiàn)多種故障，基于對智能化技術的應用，能夠有序開展模擬分析等功能，從而輔助相關檢修人員進行故障判別和診斷處理，以此提升設備維修效率。

2.智能化技術在工程電氣自動控制中的應用，有利于避免外部因素的干擾。即是按照控制參數(shù)的不同要求，通過智能化技術可對電氣自動控制系統(tǒng)實施靈活調整，無需通過模型進行參數(shù)計算，有效得到預期生產(chǎn)目的。比如通過有效控制生產(chǎn)系統(tǒng)的計算，能夠消除模擬自動連接，保證控制參數(shù)與實際情況相符，防范因計算、參數(shù)設置和控制異常等導致的干擾，保證電氣自動控制系統(tǒng)的整體穩(wěn)定。

3.在工廠電氣自動控制系統(tǒng)中，對于智能化技術的應用，有利于對數(shù)據(jù)處理進行規(guī)范化和統(tǒng)一化。由于在現(xiàn)代工廠內的電氣自動控制系統(tǒng)中，儲存有大量的數(shù)據(jù)信息。通過規(guī)范數(shù)據(jù)處理可有效提升控制精度，能夠靈活、快速地處理設備異常運行狀態(tài)，提高工程生產(chǎn)安全性[2]。

3 工廠電氣自動控制中智能化技術的具體應用探究

3.1 在優(yōu)化工程設計中的應用

針對工廠電氣自動控制中對智能化技術的應用，可體現(xiàn)在優(yōu)化工程設計方面。有利于系統(tǒng)化地避免出現(xiàn)失誤，從而提升電氣工程運行的整體水平。同時在智能化技術的支持下，可有效通過計算機、互聯(lián)網(wǎng)等技術，并結合相應的專業(yè)知識，針對電氣自動控制的過程以及時間等進行優(yōu)化，從而有助于提升工廠電氣工程的整體水平。有效應對電氣工程設計存在的復雜性、專業(yè)型特點，基于智能化技術可運用計算機算法，輔助人工實施工程優(yōu)化，有效縮短設計時間，提升設計方案質量。比如現(xiàn)階段可采用CPU 技術，提升計算機多核多線程運算速度，加快處理效率，保證設計效果和質量得到增強。所以在實踐中相關技術人員應當充分把握智能化技術的合理應用，盡可能對工程設計進行優(yōu)化[3]。

3.2 在診斷及檢測故障中的應用

雖然當前工程電氣自動控制系統(tǒng)不斷趨于完善，但各項設備在不間斷運行期間，仍會出現(xiàn)一些故障問題。而通過運用智能化技術，則能夠有效開展故障檢測和診斷。比如結合實際情況發(fā)出特定的職能和命令，即可靈活調整設備運行狀態(tài)，針對故障點采取自動化的解決措施，如切換備用件、暫停功能使用等。對無法自行解決的故障，可將其相關信息傳輸?shù)娇刂浦行牡娘@示屏中，提醒相關人員進行檢修處理，提高故障響應能力。同時也可根據(jù)運行趨勢對存在的故障隱患進行判斷和識別，便于相關人員提前采取應對措施，防范出現(xiàn)過長時間的停機維修，影響生產(chǎn)活動的順利開展。因此通過運用智能化技術能夠簡化工程電氣自動控制程序，加強對生產(chǎn)期間的設備故障檢測和診斷力度，靈活進行調整，保證生產(chǎn)過程平穩(wěn)有序。

3.3 在神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)中的應用

智能化技術在電氣工程中具有重要的應用價值，在工廠電氣自動控制環(huán)節(jié)中，可體現(xiàn)在神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行方面。即是通過智能化技術對工程電氣自動控制系統(tǒng)進行全面的改造和升級，全方位搭建神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)。按照定子電流辨別控制情況合理設定電氣動態(tài)參數(shù)，能夠保障轉子速度精確得到辨別和控制，促使參數(shù)設定與電氣運行過程具有同步性和統(tǒng)一性。同時由于神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)具有多層的前饋性構造，可科學設定反向學習算法和常用算法，從而有效掌控負載轉矩的變化效果，保證系統(tǒng)整體定位效益得到顯著提升[4]。同時智能化技術的運用，能夠形成具有抵抗噪聲的神經(jīng)網(wǎng)絡函數(shù)估計器，促使電氣自動控制工程的節(jié)能性和環(huán)保性，并且在實際運行期間，能夠全面提升診斷電氣工程系統(tǒng)的精確性，保證監(jiān)控決策具有可行性。而且神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)可依托人工智能對電氣自動控制系統(tǒng)進行優(yōu)化，創(chuàng)建良好的系統(tǒng)運行條件，為自動化控制和科學管理決策提供堅定的技術支持。

3.4 在模糊邏輯控制中的應用

在工廠電氣自動控制中采用模糊邏輯控制方式，能夠有效提升系統(tǒng)的功能性和實效性。并能夠替代PID控制器，對其他電氣控制系統(tǒng)產(chǎn)生有效作用。從電氣工程自身角度出發(fā)，實施自動控制是往往存在多種模糊控制器，通常可用于替代常規(guī)控制器運行，進而形成知識庫、推理機、模糊化等功能。比如應用知識庫功能可在控制目標中，開展知識放置后進行識別操控，促使工廠內的電氣自動控制行為能夠得到全面的控制和管理。而推理機功能即是按照人工思維模式，在電氣自動控制行為期間，能夠依據(jù)實際情況做出相應的反應決策，保證控制器的智能化效果得到有效發(fā)揮。模糊化功能即是重點突出測量變量的具體情況，在運行過程中能夠結合不同的函數(shù)體系進行電氣控制，具有較好的實效性。所以模糊邏輯控制是智能化技術在工程電氣自動控制中應用的直觀表現(xiàn)形式，有利于提升電氣工程整體的運行質量和效率[5]。

3.5 在風險預測及信息收集中的應用

智能化技術在工廠電氣自動控制中的應用，能夠有效完善控制系統(tǒng)，針對風險預測和信息收集等功能進行提升，比如可利用大數(shù)據(jù)技術詳細收集相關信息，并深入開展研究分析，及時發(fā)現(xiàn)電氣工程在運行期間可能出現(xiàn)的風險和故障，從而有效提高預測能力，進而深度挖掘信息價值，保證工廠電氣自動控制的綜合效益有所提升。即是在工廠電氣工程運行期間，由于受到人為因素、物料因素、環(huán)境因素等而誘發(fā)多種故障風險。并且工廠電氣系統(tǒng)自身具有一定的復雜性，在對故障進行查找和維修時，將會出現(xiàn)相對較大的難度。但將智能化技術應用在系統(tǒng)中，即可在故障問題發(fā)生之前，準確收集相關信息，針對細微征兆快速識別和捕捉風險，并向管理人員發(fā)出警報信息，盡快修復系統(tǒng)漏洞和隱患。所以智能化技術在具體應用中能夠準確開展信息收集工作，經(jīng)過科學細致分析預測風險隱患，保證電氣工程整體平穩(wěn)運行。

3.6 在PLC 系統(tǒng)中的應用

當在工廠電氣自動控制中引進智能化技術時，可體現(xiàn)在PLC 系統(tǒng)方面，特別是相應電力生產(chǎn)輔助系統(tǒng)中，其能夠替代傳統(tǒng)的電氣控制器，發(fā)揮生產(chǎn)協(xié)調功能。比如將集控室作為中心，有序連接生產(chǎn)運行系統(tǒng)，同步開展遠程監(jiān)視和控制，促使工廠整體效益得到提升。在這一過程中，PLC 系統(tǒng)能夠直接替換傳統(tǒng)供電系統(tǒng)，確保在供電過程中全面提升自身的供電效益。并且按照具體信息靈活發(fā)揮電氣工程體系的作用，提升電氣自動控制工程系統(tǒng)的運行質量，切實突出智能化技術的價值，實現(xiàn)對PLC 系統(tǒng)的優(yōu)化，提高工程生產(chǎn)效率和能力。比如在工廠設備自動控制工作中，有部分不適合人為操作的項目，其具有操作流程復雜且危險性較大的特點，如出現(xiàn)操作不慎將會出現(xiàn)嚴重的傷亡事故[6]。由此可利用PLC 系統(tǒng)取代人為干預，該系統(tǒng)將傳統(tǒng)的順序控制器與計算機技術、微電子技術、自動控制技術等進行有機結合，基于遠程控制功能、通用性功能、抗干擾性功能和便捷化操作等優(yōu)勢，對工廠供電系統(tǒng)進行全自動切換，促使電力系統(tǒng)的安全性和可靠性得到顯著提升。

4 工廠電氣自動控制中智能化技術的應用展望

未來階段智能化技術在工廠電氣自動控制中將會得到越來越廣泛的應用，具有較好的發(fā)展前景。并且在電氣自動控制技術不斷得到優(yōu)化、設備運行維護以及設備自動化控制日益更新，在工廠建設和完善電氣自動控制智能化技術時，將會注重探索更為高效的運用方法。比如利用計算機、人工智能等軟件技術，結合生產(chǎn)設備的電子控制硬件，推動工程電氣自動控制功能得到有效實現(xiàn)。相關技術人員需要充分加強對工程生產(chǎn)設備的了解，掌握具體的生產(chǎn)流程和環(huán)節(jié)，以此更詳細地與軟硬件相結合，促使電氣自動控制技術得到優(yōu)化。另外一方面，也可將智能化技術直接應用在電氣自動控制下的生產(chǎn)設備中，可在運行期間持續(xù)對生產(chǎn)方式進行改進，目前已經(jīng)在工廠內得到較為廣泛的應用。因此今后階段仍是重點發(fā)展智能化的計算機軟硬件和人工智能系統(tǒng)。

除此之外，在工廠電氣自動控制中將會越來越注重智能化控制。主要是開展三方面建設，包括構建智能化神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)、流水線式操作系統(tǒng)、模糊控制系統(tǒng)等。通過各個系統(tǒng)的組合提升工程設備的自動化控制水平，促使機器思維與人的思維相符合，提高電氣工程的整體運行效率。為保障智能化系統(tǒng)能夠適應工廠的作業(yè)條件和環(huán)境，滿足生產(chǎn)需求，應當側重發(fā)揮智能化技術的功能優(yōu)勢，如針對生產(chǎn)狀況進行實時數(shù)據(jù)采集、設備運行、開關控制、故障停運等，保證工廠運行具有良好的安全性和穩(wěn)定性。由此在智能化技術在工廠電氣自動控制中的應用，將會朝向更深層方向前進，充分結合具體需求，對電氣工程實施升級改造，為提升生產(chǎn)力提供強有力支持，助力工業(yè)生產(chǎn)技術體系完善建設。

綜上所述，隨著現(xiàn)代工廠建設的不斷完善，對電氣自動控制提出更高的要求，滿足大批量、復雜化、精密化產(chǎn)品的生產(chǎn)加工需要。而人為操作模式則會阻礙生產(chǎn)進程，并且會出現(xiàn)多種錯誤偏差。尤其是在電氣自動控制中，其運行質量直接關系到工廠的經(jīng)營效益。為此應結合現(xiàn)代社會發(fā)展趨勢，注重應用智能化技術，根據(jù)現(xiàn)實情況將智能化技術運用到多個控制和管理領域，進而實現(xiàn)整體優(yōu)化和改進。為此，相關技術人員應當結合企業(yè)轉型升級戰(zhàn)略，積極運用智能化技術，對工廠電氣自動控制實施有效的改進和更新，進一步提升工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展實效。