張燕燕 孫建強(qiáng)

摘 要：隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展，在電氣自動化控制系統(tǒng)中智能化技術(shù)發(fā)展越來越成熟。智能化技術(shù)的發(fā)展不僅有效地解決了電氣工程隱患故障，而且還有強(qiáng)化了技術(shù)控制性，提高了自動化系統(tǒng)的運(yùn)行效率。本文以電子工程自動化控制智能技術(shù)的概述作為切入點，結(jié)合多年的實踐工作經(jīng)驗闡述電氣工程自動化控制系統(tǒng)的智能化技術(shù)的分類，最后提出智能化技術(shù)的實踐應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電氣工程 自動化;智能化技術(shù);應(yīng)用

隨著我國機(jī)械制造技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是計算機(jī)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，大大提高了我國電氣工程控制技術(shù)的發(fā)展。智能化技術(shù)是電氣自動化控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，通過智能化技術(shù)不僅可以有效實現(xiàn)對電氣工程的智能操作，而且還可以及時有效地消除潛在故障，提高電氣工程的運(yùn)行效率。在大力發(fā)展機(jī)器人技術(shù)的新常態(tài)背景下，智能化技術(shù)在實際使用過程中經(jīng)過不斷的完善發(fā)展，逐漸增強(qiáng)了信息數(shù)據(jù)的辨別、判斷、評估以及處理的能力，利用計算機(jī)的編程技術(shù)增強(qiáng)對系統(tǒng)內(nèi)部的維護(hù)，實現(xiàn)電氣自動化控制的安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

一、電氣工程自動化智能化技術(shù)的概述

電氣工程是現(xiàn)代科技領(lǐng)域的核心學(xué)科，是現(xiàn)代制造業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，電氣工程自動化具有很強(qiáng)的綜合性，涵蓋計算機(jī)、大數(shù)據(jù)、光學(xué)以及電子等內(nèi)容。電子工程自動化智能化技術(shù)是將現(xiàn)代信息與通信技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)以及智能控制技術(shù)與某個領(lǐng)域的行業(yè)技術(shù)相融合，實現(xiàn)對該領(lǐng)域運(yùn)行智能化的綜合性技術(shù)。隨著機(jī)器人制造技術(shù)的發(fā)展以及人民生活質(zhì)量要求的提高，智能化技術(shù)在其應(yīng)用中主要體現(xiàn)在計算機(jī)技術(shù)、精密技術(shù)以及GPS定位技術(shù)的綜合應(yīng)用中。

智能化技術(shù)主要對電氣試驗分析、信息處理、自動控制和系統(tǒng)運(yùn)行。實踐證明提高電氣工程自動化智能技術(shù)應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實意義：首先智能化技術(shù)的應(yīng)用有助于改善工作環(huán)境，減輕人工工作強(qiáng)度。以機(jī)械制造車間為例，傳統(tǒng)的車間生產(chǎn)往往依賴于人工按照機(jī)械操作要求對機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制，工作人員需要24小時不間斷的重復(fù)機(jī)械操作。而智能化技術(shù)的應(yīng)用可以通過預(yù)定的程序?qū)崿F(xiàn)對機(jī)械運(yùn)行的自動化控制，能夠及時根據(jù)工作環(huán)境狀態(tài)自動調(diào)節(jié)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。例如當(dāng)機(jī)械出現(xiàn)隱患故障后，智能化技術(shù)控制系統(tǒng)就會第一時間發(fā)出警告，并且采取相應(yīng)的保護(hù)措施;其次設(shè)計無需建設(shè)控制對象。雖然電氣設(shè)備的性能比較高，但是其本身的結(jié)構(gòu)比較精密，其設(shè)計結(jié)構(gòu)非常嚴(yán)謹(jǐn)，一旦出現(xiàn)故障很難在第一時間進(jìn)行修復(fù)。智能化技術(shù)的應(yīng)用可以對電氣控制設(shè)備運(yùn)行的參數(shù)變化以及非線性進(jìn)行實際觀測，以此可以及時的計算出精確的動態(tài)方程，進(jìn)而構(gòu)建出電氣控制設(shè)備的數(shù)據(jù)設(shè)計模型，實現(xiàn)了對電氣控制設(shè)備的自動化控制;最后提高系統(tǒng)的性能。傳統(tǒng)控制系統(tǒng)很難改變設(shè)計方案，而現(xiàn)代智能化的控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的系統(tǒng)相比，主要采用了新的信息和數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行更新時，這樣設(shè)計非常安全、方便和可靠。利用了智能化技術(shù)可以提高電氣設(shè)備的參數(shù)，為了提高系統(tǒng)的性能，技術(shù)人員可以調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，例如，利用模糊邏輯來提高電氣設(shè)備時間。為了提高控制系統(tǒng)的適應(yīng)性能，技術(shù)人員需要熟悉掌握電氣自動化的的基本知識，熟練掌握電路、電氣、磁力等知識，這樣才能對電氣系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，進(jìn)而到達(dá)控制的目的，即使是不熟悉電氣的相關(guān)知識，還可以利用電氣信息和數(shù)據(jù)對設(shè)備進(jìn)行設(shè)計，這樣既可以實現(xiàn)電氣工程的控制，還可以提高系統(tǒng)的綜合性能。

二、電氣工程自動化控制系統(tǒng)智能化技術(shù)分類

結(jié)合多年的工作實踐，電氣工程自動化控制系統(tǒng)智能化技術(shù)主要包括以下三種類型：

1.人工智能控制

人工智能控制主要包括模糊邏輯控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。模糊邏輯控制在一定程度上模仿人的控制，其不需要準(zhǔn)確的控制對象模型。模糊邏輯程序?qū)崿F(xiàn)的關(guān)鍵是模糊控制器的應(yīng)用，其有效地替代了PID，因此其在機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)具有廣泛的應(yīng)用價值。目前在邏輯控制器應(yīng)用上主要包括M型和S型，而M型邏輯控制器具有模糊化、反模糊化的功能;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制理論是由心理學(xué)家D.O.Hebb提出的，基于信息技術(shù)的不斷發(fā)展，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)主要在驅(qū)動系統(tǒng)診斷以及電氣工程中的運(yùn)行比較廣泛，其之所以在實踐中得到廣泛的應(yīng)用主要在于：一是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)能夠充分逼近任意復(fù)雜的非線性系統(tǒng);二是能夠采取并行處理方法，從而實現(xiàn)大量計算的運(yùn)行。以機(jī)械設(shè)備為例，在現(xiàn)代機(jī)械智能運(yùn)行中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的反向轉(zhuǎn)波算法一方面可以有效地降低機(jī)械生產(chǎn)定位時間，有效解決了工作流程重復(fù)矛盾。另一方面可以通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實現(xiàn)對非始速度以及負(fù)載轉(zhuǎn)矩的自動化控制，大大提高設(shè)備的運(yùn)行性能。

從電氣工程自動化控制系統(tǒng)原理分析神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)屬于多層前饋性結(jié)構(gòu)，也就是通過利用機(jī)電系統(tǒng)參數(shù)對專職速度進(jìn)行辨別控制以及利用電子參數(shù)對定子電流進(jìn)行控制。由于在現(xiàn)代電氣工程領(lǐng)域，自動化控制的性能要求越來越高，而智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)本身具有抗噪性，因此其在電氣傳動控制領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用價值。例如在汽車制動領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用了智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

2.PLC控制系統(tǒng)

PLC控制系統(tǒng)（可編輯邏輯控制器）實質(zhì)上屬于專用于工業(yè)控制的計算機(jī)，其主要包括中央處理單元、儲存器、電源、輸入輸出回路以及程式輸入裝置?；陔姎庾詣涌刂葡到y(tǒng)的發(fā)展，PLC控制系統(tǒng)具有良好的抗干擾性能，因此其在智能化控制方面具有良好的應(yīng)用價值，有效的推動了電氣工程的發(fā)展。由于PLC屬于可編程的邏輯控制器，因此其在實踐應(yīng)用中具有靈活的控制性能。

結(jié)合工作實踐PLC系統(tǒng)在各個行業(yè)中具有較大的應(yīng)用空間，例如石油、建材、汽車以及環(huán)保等行業(yè)都會應(yīng)用到PLC系統(tǒng)。例如開關(guān)量的邏輯控制是PLC控制器最基本的應(yīng)用領(lǐng)域，其可以實現(xiàn)邏輯控制以及順序控制，有效地解決了單臺設(shè)備單一控制的模式，實現(xiàn)了自動化控制，但是基于當(dāng)前的技術(shù)缺陷，PLC在實踐應(yīng)用中會存在某些技術(shù)問題，例如在機(jī)床運(yùn)行過程中往往會因為人員的工作粗心等因素而導(dǎo)致機(jī)床產(chǎn)品會出現(xiàn)瑕疵，分析原因主要是由于在PLC自動控制系統(tǒng)中沒有對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行有效的監(jiān)管，導(dǎo)致其出現(xiàn)問題，但是從整體角度而言，PLC控制系統(tǒng)實現(xiàn)了智能化操作。當(dāng)然PLC控制系統(tǒng)還可以應(yīng)用在工藝流程的自動化控制系統(tǒng)中，而且隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展此種情況會越來越普及。

3.故障診斷

智能化技術(shù)的應(yīng)用最大的特點就是可以解決電氣設(shè)備故障問題，由于電氣設(shè)備的性能要求比較高，而且其故障發(fā)生會產(chǎn)生巨大的安全隱患，通常情況下電氣設(shè)備表現(xiàn)出的故障征兆與實際故障部位不一致，而且故障波動性比較明顯。為此人工智能技術(shù)的優(yōu)勢就發(fā)揮出來了?，F(xiàn)階段經(jīng)常使用的智能故障診斷技術(shù)分為三類：即模糊邏輯診斷、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及專家系統(tǒng)。以上三種技術(shù)可以單獨(dú)使用，也能夠進(jìn)行組合使用，其中最為普遍的是智能化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。由于其具有良好的非線性特征，可以對信息進(jìn)行有效處理以及管理，因此在電氣傳動方面展現(xiàn)出良好的控制效果。

三、電氣工程自動化控制系統(tǒng)智能化技術(shù)的實踐應(yīng)用

結(jié)合多年的實踐工作經(jīng)驗，智能化技術(shù)在電氣工程自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下領(lǐng)域：

1.在電氣工程設(shè)計方面的應(yīng)用

智能技術(shù)在電氣工程自動化控制系統(tǒng)中的作用是非常突出的。結(jié)合多年的實踐工作經(jīng)驗，智能化技術(shù)有效地促進(jìn)了電氣工程設(shè)計，簡化了電氣工程結(jié)構(gòu)，提升了電氣工程的設(shè)計性能。以供電設(shè)備為例，由于供電設(shè)備的線路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，傳統(tǒng)的設(shè)計方法不僅存在諸多設(shè)計缺陷，而且其結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，一旦出現(xiàn)故障難以第一時間進(jìn)行解決。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，利用智能技術(shù)可以大大提高供電設(shè)備的設(shè)計結(jié)構(gòu)，減少了電氣設(shè)備生產(chǎn)的時間，實現(xiàn)了質(zhì)量的源頭控制。此外，遺傳算法也屬于智能化設(shè)計中的一項重點內(nèi)容，因其具有很強(qiáng)的實際應(yīng)用性，所以使用該方法可以進(jìn)一步優(yōu)化電氣工程自動化設(shè)計。

2.在電氣工程故障診斷領(lǐng)域的應(yīng)用

雖然基于計算機(jī)等技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了流水化作業(yè)，但是在電氣工程運(yùn)行的過程中，基于設(shè)備自身以及外部環(huán)境的變化等，設(shè)備會出現(xiàn)各種故障。例如變壓器會因為自身壽命或者電壓沖擊等造成故障，此種故障可能不會第一時間反饋出來。傳統(tǒng)的人工診斷不僅會造成設(shè)備停產(chǎn)，而且還會增加檢修的時間等，最主要的因素是可能會不能及時的發(fā)現(xiàn)故障。但是智能技術(shù)的應(yīng)用則可以大大提高設(shè)備故障的檢修速度，實現(xiàn)對電氣工程的自動化檢測。

3.智能技術(shù)在電氣運(yùn)行領(lǐng)域的應(yīng)用

以電力企業(yè)為例，由于電力設(shè)備的性能要求比較高，尤其是在智能化操作環(huán)境下，實現(xiàn)電氣工程運(yùn)行的智能化操作是我國電氣工程發(fā)展的主要趨勢。實踐證明如果不能及時有效地對電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)管，不能第一時間發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)而會造成巨大的后果。以高壓開關(guān)柜為例，由于其對電力運(yùn)行起著關(guān)鍵性的作用，因此將智能化技術(shù)應(yīng)用到其中可以實現(xiàn)其運(yùn)行穩(wěn)定性，有效地減少了元件數(shù)量，避免了故障發(fā)生概率。比如在進(jìn)行變壓器故障排查時，需要充分考慮變壓器的構(gòu)件組成，通過智能化技術(shù)的應(yīng)用，可以對變壓器的故障范圍進(jìn)行快速分析和診斷，并且準(zhǔn)確定位故障源頭，迅速排查并處理解決，從而使設(shè)備能夠在最短時間內(nèi)恢復(fù)使用功能。

四、結(jié)束語

綜上所述，在機(jī)械制造強(qiáng)國戰(zhàn)略以及我國大數(shù)據(jù)技術(shù)不斷發(fā)展的新常態(tài)背景下，電氣自動化智能技術(shù)的發(fā)展成為推動我國電氣工程網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。實踐證明智能化技術(shù)在電氣工程自動化控制系統(tǒng)中具有巨大的價值：一方面智能化技術(shù)可以提高電氣自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，有效規(guī)避了故障問題。另一方面智能化技術(shù)推動我國電氣設(shè)備的整體發(fā)展，實現(xiàn)電氣行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)然在智能化技術(shù)不斷發(fā)展的背后，我們必須要清晰地認(rèn)識到智能化技術(shù)在電氣工程自動化控制系統(tǒng)中應(yīng)用所存在的問題，加大技術(shù)研發(fā)力度，提升電氣工程自動化技術(shù)的發(fā)展。

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