智能化背景下電氣工程及其自動化技術應用

楊 峰

（博陽能源科技有限公司，陜西西安 710071）

1 概述

當前社會各行各業都在應用智能化技術進行創新，變革已經成為社會發展的大趨勢。在這樣的背景下，利用智能化技術對傳統的電氣工程自動化技術進行改良或改進，應用智能化技術的優點解決電氣工程自動化技術發展過程中出現的一些問題也成為發展的必然。本文將就智能化技術與傳統的電氣工程自動化技術進行分析對比，討論智能化的優缺點以及可以與電氣工程自動化相結合應用的方向，嘗試利用智能化技術解決目前電氣工程自動化技術存在的部分問題。

2 智能化技術

2.1 智能化技術概述

智能化技術起源于20世紀50年代中期，脫胎自計算機技術之中。以計算機技術為基礎，結合了心理學、生物學、信息論、哲學數理邏輯以及自動化控制學等多種學科，綜合性、技術性極強。隨著不斷發展，相關的分支技術也十分廣泛，例如神經網絡技術，遺傳算法技術、專家系統、自學習控制技術、自適應控制和自組織控制技術等。智能化技術旨在通過計算機技術來模仿人或動物的行為方式或思維模式，能夠進行大量信息感知和融合，在感知到的信息的基礎上進行識別判斷并給予相關決策，擁有自學習、自組織、自適應、自維護能力，且不同于傳統計算機系統的死板，智能化系統還具備一定的容錯性，從而使得機器控制、系統學習等方面更具有智能性。以往的計算機控制技術是通過其他設備進行信息采集，之后呈現給處理人員，工作人員根據這些數據進行相關計算、處理。應用智能化技術之后，整體操作系統將更加智能，對于監控設備所收集到的信息，智能系統會首先進行分析，并根據已有數據庫尋找相應的處理方法進行處理，如果在數據庫中找不到相關案例則會進行上報，由相關工作人員進行處理，并將這次數據置入數據庫，當下次遇到同種類型的事件時將會直接處理，而不再上報。應用了智能化技術之后將會極大地減少相關工作人員的工作量，并且由計算機系統控制設備，其精確度和正確率要遠高于人類水準。

2.2 智能化技術在工程中的應用

智能化技術在工程中的應用主要是對于工程機械的智能化改造。工程機械作業的工作環境往往復雜惡劣，諸如高壓、高溫、輻射等人類難以進入的環境中，一般都是通過工作人員遠程遙控機械裝置進行工作作業的。這種情況下，施工作業的進行往往是依靠工作人員的經驗來保證工程質量的。這種經驗往往需要十幾年的時間才能磨煉出一個優秀施工作業人員，周期較長且成本較大。

經驗不足的工作人員在操作時常常會出現對于施工機械的把握不當的問題，輕則延誤工期，重則造成設備損壞。面對著這些問題，人們考慮到使用機器人來代替人類進行操作。機器人學習速度快，施工作業標準，分析處理能力遠勝于人類。于是智能化工程機械由此誕生。智能化工程機械其實就是智能機器人，無需工作人員遙控操作，通過各式各樣的傳感器來獲取外界信息，收集信息后進行綜合處理，確定作業計劃，通過相應程序執行作業計劃，并在作業過程中不斷反饋信息，根據實際情況調整作業計劃，并記錄數據信息到數據庫之中。圖1為智能化工程機械工作流程圖。相關機械的設計工作涉及到了力，熱，光，電，聲，化學等多方面的學科知識，還需要計算機技術，傳感器技術，控制技術，數據庫技術等多方面技術進行支撐。

圖1 智能化工程機械工作流程

通過智能化工程機械進行作業，具有高效率，高穩定性，高操作性的特點。例如對于爆破后的巖石碎塊進行清理作業時，傳統情況是通過人工操作機械進行工作，在工作過程中，穩定性，精確度，作業效率都取決于施工人員的經驗與熟練程度。而使用智能化機械后，智能化系統將通過傳感器對于巖石碎塊堆積情況進行信息收集與分析，選出最佳的清理方案，在執行過程中實時更新，確保施工作業平穩高效完成。

3 電氣工程自動化技術

3.1 電氣工程自動化技術的概念

電氣工程自動化技術也是隨著社會科技進步而產生的一類綜合性技術。電氣工程及其自動化發展較早，已經演變成了一門完整的綜合性學科。技術內容包含電氣技術、自動化技術、網絡技術、計算機技術等，均是20世紀產生的新興技術。這門技術還很年輕，卻在人類社會發展進程中留下了濃墨重彩的一筆。電氣工程的自動化控制功能由運行操作模塊、信息處理模塊、應用模塊和控制模塊組合而成。使得電氣工程在實際運行環節中可以完成自動調節、檢測、管控等工作，令原本使用機器由人工操作的工作量大幅降低。

3.2 電氣工程自動化技術的應用

自從人類進入了工業化社會進程中，電氣工程自動化技術就進入了蓬勃發展的時代。電氣工程自動化技術的應用遍布了人們日常生活的衣食住行當中。例如城市發展運行過程中不可或缺的電?，F在的發電廠已經基本實現自動化管理。以風電場為例，過去的風電場設備角度和位置固定，無法追蹤風的走向，導致產電效率低，風力利用率不高等問題?，F在通過自動化系統遠程監控調整設備的位置與轉向，最大程度地將風力轉變為電能，能源利用率大大增加。當前全國的各類電力過程自動化率已經超過了80%。其他方面，食品、衣物的加工制作是通過工廠中的自動化流水線生產出來的，外出出行過程中所乘坐的地鐵，輕軌，高鐵等都是通過電氣工程自動化技術來完成操作駕駛的。

3.3 當前電氣工程自動化技術應用過程中存在的弊端

3.3.1 能源消耗過大

能源是一切機械設備運行的基礎，應用電氣工程自動化技術的相關設備自然也不例外。但根據資料顯示，我國目前運行的電氣工程自動化設備出現了消耗能源過多的問題。根據計算，設備運行所需的能源并不需要這么多，而是有大量的能源被無端浪費掉了。經過調查分析，造成這一問題的原因主要有兩大方面。

（1）國內對于電氣工程自動化技術運行過程中使用能源沒有統一標準定量，導致企業在設備運行過程中沒有按照標準而過量供能，從而導致大量能源浪費。

（2）對于電氣工程自動化設備的選擇和構成不夠清晰合理。大多數企業在選擇電氣自動化設備的過程中，一味追求設備的使用效率和產量，卻忽視了設備的能耗情況以及設備之間的匹配程度，導致一部分生產設備長期處于高能耗的工作環境之下，不但造成大量能源以熱量形式耗散，還會影響到生產設備的使用壽命。我國是發展中國家，各項資源都很緊缺，沒有理由也不能浪費來之不易的寶貴能源。電氣工程自動化技術運用過程中造成的大量能源耗散，與國家節能減排的大方向相悖，是急需解決的問題。

3.3.2 網格架構松散

一套完整的電氣工程自動化生產設備往往由多種自動化設備共同組合而成。但是對于整體自動化設備的組合構架還比較松散。相關設備之間的數據交流工作還并不完善。比如一個設備出現故障之后，這一信息無法傳遞給其他工作設備，導致其他工作設備還在正常運行，影響整體的工作效率。缺乏設備之間的溝通性不利于未來電氣工程自動化技術的進一步發展。未來的電氣工程自動化技術發展中一大部分就是多設備協同工作。

4 在智能化背景下解決電氣工程及其自動化技術問題的實際應用措施

面對生產設備中各部分不匹配導致的能源消耗量大的問題，可以先通過智能化技術進行計算，根據各項設備參數找出兼顧安全與效率的最優設備搭配方案。之后可以通過智能化技術建立起相關的智能化網絡監測機制，在設備之間加裝能量調節裝置。實時監測各部分設備能耗及溫度現狀。根據收集到的設備信息，建立能量調節方案，控制各部分能量調節裝置按照方案進行調節工作。應用了智能化技術之后將有效改善設備高能耗工作的情況，減少相關能量損耗，延長設備使用壽命。

5 結束語

在社會工業化進程中，電氣工程自動化技術起到了舉足輕重的作用，極大地推進了國家社會經濟的發展。但是隨著社會的發展，新的技術也在不斷涌現，電氣工程自動化技術已經不再適應發展的需要了，智能化技術才是發展的必然。雖然電氣工程自動化技術發展到現在已經十分成熟了，但不能故步自封。面對新興的技術，應該積極學習，吸收其優點，將其運用在原有的知識之中，通過研究使電氣工程自動化技術智能化，使其煥發新的活力，為社會主義工業化建設再度發光發熱。本文介紹了智能化技術應用于電氣工程自動化當前電氣工程自動化技術應用過程中存在的一些問題。并對智能化技術與電氣工程自動化技術展開討論，分析二者優缺點以及結合運作的可能性。針對電氣工程自動化應用過程中出現的問題展開討論，提出利用智能化技術解決這些問題的途徑。希望可以為相關工作人員及研究人員提供幫助，推進我國工業化進程。