尚敏娟

（榆林學院能源工程學院，陜西榆林 719000）

電氣自動化工程在我國工業(yè)領域有著較廣的應用范圍，但是現(xiàn)階段的電氣自動化工程應用程序控制性能及應用范圍也亟待提升，為設計電氣自動化控制系統(tǒng)提出更高標準。人工智能技術應用在電氣自動化控制系統(tǒng)中，具備了信息化、電子化、快速化等良好的性能。其中，信息化特點表現(xiàn)在可以運用計算機系統(tǒng)、通訊設備的遠程信號傳輸、處理和存儲，能夠將其應用于電氣自動化控制系統(tǒng)中及自動化管理車間的生產活動。電子化特點表現(xiàn)在能夠充分運用計算機作為各功能模塊的遠程控制中心，提供快捷方便的電子化平臺。快速化表現(xiàn)在具有良好的信號分析處理性能，能夠為電氣工程提供方便、快捷的信息調度服務。因此，文中提出基于人工智能技術的電氣自動化控制系統(tǒng)設計。

1 系統(tǒng)設計總架構

在電氣自動化控制系統(tǒng)的編寫程序設計中，應當將計算機理論作為著手點，與智能化控制程序的有關設備操作相結合。編寫程序能夠充分運用智能操作，減少不必要的人工控制工序及所耗時長，運用計算機平臺便可以自動化控制。人工智能化控制操作流程見圖1。電氣工程自動化控制系統(tǒng)庫框圖見圖2。

圖1 系統(tǒng)智能化控制操作流程

圖2 電氣工程自動化控制系統(tǒng)庫框圖

基于人工智能技術的電氣控制系統(tǒng)優(yōu)化設計，主要包括了數(shù)據采集、電氣控制及信息傳輸、無線通信等功能模塊。實現(xiàn)電氣控制系統(tǒng)的控制進度較高，且電氣控制系統(tǒng)主要包括了傳感器、電源模塊、電動機模塊、工控機模塊，在電源模塊中主要包括了可調電源、不可調電源。前者以轉化參數(shù)的穩(wěn)定直流電作為預定可變數(shù)值，可以實現(xiàn)SIM 通信；不可調電源則能夠輸出某一固定直流電壓，不可通信于SIM。所以，對于電氣控制系統(tǒng)，SIM 運動控制器至關重要，實現(xiàn)的運行速度及可靠性均會影響電氣控制系統(tǒng)。電氣自動化控制系統(tǒng)如圖3 所示。

圖3 電氣自動化控制系統(tǒng)

2 系統(tǒng)功能設計

2.1 數(shù)據采集

運用人工智能技術能夠實現(xiàn)電氣控制平臺和終端設備之間的連接，可以運用計算機數(shù)字化信息收集手段，實現(xiàn)數(shù)據向終端儀表內的迅速傳輸，第一時間完成各電氣設備的操作，這樣能夠有效提升電氣自動化控制系統(tǒng)的整體工作效率。并且在該系統(tǒng)設計過程中，還應當保證具有設計終端數(shù)據采集設備，確保各電力設備運行信息的收集，可以真正發(fā)揮系統(tǒng)各功能。通過運用終端控制軟件及各硬件設備，充分收集電力系統(tǒng)各設備運行環(huán)境參數(shù)和實際情況（見表1）。這樣能夠方便迅捷地在短時間內有效處理系統(tǒng)所接收的實時信息，方便電氣自動化控制系統(tǒng)相關工作人員及時處理突發(fā)問題。

表1 主軸電機設計參數(shù)詳情

2.2 信息傳輸

信息傳輸作為雙向性傳輸流程，主要指的是能夠充分運用終端設施及相關軟件，完成電氣設備的信息接收及傳輸。處理中心作為執(zhí)行終端，主要用于傳輸和督促電氣設備控制處理的指令。所以電氣設備的控制系統(tǒng)設計中，信息傳輸至關重要，其也作為實現(xiàn)電氣自動化控制系統(tǒng)順利執(zhí)行控制指令的重要前提。在該電氣自動化控制系統(tǒng)中，運用的傳輸設備主要包括了視頻光纜、電纜，根據實際傳輸中的不同類型、距離情況，選擇合適的傳輸方法，保證不會造成信息丟失以及不及時傳輸?shù)葐栴}。除此之外全部控制器都需要設計控制、通信、電源等功能模塊，保證各項工作的協(xié)調執(zhí)行。

在信息分析中整個過程實際作為系統(tǒng)控制運行的具體監(jiān)測過程，需要運用終端設備，可以及時處理分析軟件、收集相關信息，并且在數(shù)據庫內發(fā)送信息，工作人員應當協(xié)調系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)無法處理的內容。除此之外，電氣自動化控制系統(tǒng)設計還應當存儲收集信息，包括設備數(shù)據，方便有關工作人員能夠及時處理分析。信息傳輸流程如圖4 所示。

圖4 信息傳輸流程圖

2.3 電氣控制構成

文中電氣自動化控制系統(tǒng)設計過程中，電氣控制作為重點內容。運用人工智能技術設計電氣自動化控制，不僅可以提升自動化控制系統(tǒng)的整體水平，還可有效提升實際工作運行效率。對于電子系統(tǒng)的控制，目前該領域主要集中在專家系統(tǒng)、模糊控制、神經網絡等技術。在文中自動化控制系統(tǒng)設計中采用了模糊控制，作為一種模糊語言變量，以推理為基礎，分析基本設計思路，設計被控制對象模糊模型，設計模糊控制器用作電氣自動化系統(tǒng)的控制（見圖5）。在該電氣自動化控制系統(tǒng)設計中，需要遵循模糊邏輯推理規(guī)則，建立計算機控制系統(tǒng)的對應反饋通道數(shù)字控制系統(tǒng)。

圖5 模糊控制構成框圖

2.4 無線通信

在自動化控制系統(tǒng)設計中，通信設計作為系統(tǒng)設計的重要組成，電氣自動化通信設計系統(tǒng)可以在傳輸信息資源過程中，有效保障更高的控制精準度和工作效率。實際工作中電氣自動化控制系統(tǒng)有著諸多節(jié)點，想要全面提升對電氣自動化控制系統(tǒng)通信整體工作質量及效率，目前經常運用的通信方式就是有線通信結合無線通信，在選擇通信方式中需要全面考慮用戶的實際情況，選擇最佳化的通信方式。串行通信主程序實現(xiàn)流程如圖6 所示。

圖6 串行通信主程序實現(xiàn)流程

在無線通信方式設計中，主要采用普通電臺通信及高速智能傳電相結合方法，普通電臺通信一般應用于控制管理電氣負荷問題，雖然成本不高但是整體缺乏可靠性，所以無法適用于高可靠性配電終端設計。相較之下高速智能無線傳輸通信可以達到較高的傳輸速率，且擁有較好的精準性，能夠自由選擇路由功能，并且可以適用于可靠性高的配電終端設備中。在系統(tǒng)運行過程中主線程的串行口初始化操作也尤為必要，通過運用通信線程的串口監(jiān)視，一旦發(fā)生通信事件能夠自定義消息，并告知主線程，既可開展串行口讀寫處理。

3 系統(tǒng)應用實例

在基于人工智能技術的電氣自動化控制系統(tǒng)設計中，文中以電廠控制系統(tǒng)為例設計了分散控制系統(tǒng)，擁有一個數(shù)據文件站和5 個操作站與5 個過程處理中心。

文中設計控制通信選用工業(yè)以太網，應用范圍較廣，成本低性價比較高，滿足1 Gbit/s 的通信速率和豐富的軟硬件資源，可以提升該自動化控制系統(tǒng)的運行開發(fā)速度，方便連接Internet，可以滿足辦公自動化無縫集成工業(yè)控制的網絡信息。選用工業(yè)以太網基于自動化控制系統(tǒng)網絡上層，方便管控整個電力儀表，達到10 Mbps 的信息傳輸速率，與相應控制軟件之間通過以太網建立可連接PLC 及控制端的IP 地址。電氣自動化控制系統(tǒng)接線圖如圖7 所示。

圖7 電氣自動化控制系統(tǒng)接線圖

在功能塊執(zhí)行中，作為自動化控制操作用戶的自己編程塊，能夠實現(xiàn)“無存儲區(qū)”邏輯編程，在系統(tǒng)局域數(shù)據內存儲臨時FC 變量，結束系統(tǒng)FC 程序功能執(zhí)行后，即丟失相關數(shù)據。當然在功能塊中也同樣設計具備存儲功能的程序塊，即背景數(shù)據塊，該存儲器可以保存FB 相關參數(shù)與功能程序運行中的靜態(tài)變量，并在每次調用程序功能中，都分配調用背景數(shù)據塊方便電力儀表參數(shù)進行傳輸（見表1）。

表1 系統(tǒng)設計I/O點數(shù)的分布（單位：個）

4 結束語

綜上所述，盡管電氣自動化技術在工程領域的應用發(fā)展時間較短，但是卻廣泛關聯(lián)著現(xiàn)代社會的生活、生產及工作。文中提出基于人工智能技術的電氣自動化控制設計思路，詳細設計了電氣自動化設計的各功能模塊，結合應用實例，發(fā)現(xiàn)該設計思路能夠基本滿足人工智能系統(tǒng)調節(jié)所需，并有效提升電氣自動化控制系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性，可以在實際電氣工程應用中更好地滿足用戶需求，實現(xiàn)對各類電器設備的自動化控制。