李安勇

[摘? ? 要]文章對(duì)電氣自動(dòng)化中的智能化系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用進(jìn)行了分析，從該技術(shù)的內(nèi)涵、優(yōu)勢(shì)、創(chuàng)新應(yīng)用以及發(fā)展方向方面進(jìn)行了論述，提出了設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、智能化控制環(huán)節(jié)以及故障診斷檢修環(huán)節(jié)的應(yīng)對(duì)方法，了解該技術(shù)優(yōu)勢(shì)并運(yùn)用到實(shí)踐中的效果，對(duì)未來發(fā)展也進(jìn)行了有價(jià)值的判斷，解決了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)不能滿足現(xiàn)代化工業(yè)與人們生活的問題，對(duì)于人工智能與自動(dòng)化的推廣也有促進(jìn)作用。

[關(guān)鍵詞]電氣自動(dòng)化;智能化;系統(tǒng)技術(shù)

[中圖分類號(hào)]TM76 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）09–0–02

[Abstract]This article analyzes the innovative application of intelligent system technology in electrical automation， discusses the connotation， advantages， innovative applications and development direction of the technology， and proposes the design link， the intelligent control link， and the fault diagnosis and repair link. The method achieves the effect of understanding the advantages of the technology and applying it in practice. It also makes valuable judgments on the future development. It solves the problem that the traditional power system cannot meet the needs of modern industry and peoples lives. It is also useful for the promotion of artificial intelligence and automation. enhancement.

[Keywords]electrical automation; intellectualization; system technology

智能化系統(tǒng)技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與人工智能技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。在智能化系統(tǒng)技術(shù)出現(xiàn)后，雖然使用時(shí)間不長(zhǎng)，但已迅速進(jìn)入人們的視野，融入人們的生活。特別是在電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用中發(fā)揮了巨大的作用，幫助電氣工程實(shí)現(xiàn)了故障診斷、智能控制等，大幅提高了電氣工程的工作效率。

1 智能化系統(tǒng)技術(shù)概述

智能化系統(tǒng)技術(shù)是將數(shù)據(jù)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能終端技術(shù)、工業(yè)應(yīng)用技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合的應(yīng)用級(jí)智能集成系統(tǒng)。大致可分為數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、自動(dòng)化控制模塊和智能終端模塊等幾類功能模塊，通過對(duì)各類數(shù)據(jù)的采集、發(fā)布、處理和反饋，管理復(fù)雜的自動(dòng)化系統(tǒng)。在能源方面，電力事業(yè)的快速發(fā)展致使石油的需求越來越大，預(yù)測(cè)全球2030年電力需求將比2016年上漲67%，我國(guó)2020年電力需求將達(dá)7.7萬億kW·h，而面對(duì)如此大的需求量，依靠傳統(tǒng)電力模式將變得十分困難。目前，智能化系統(tǒng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)療現(xiàn)代化、電力智能化、工業(yè)節(jié)能等諸多工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域。同時(shí)，隨著國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和5G通信技術(shù)的不斷發(fā)展，相信未來智能化系統(tǒng)技術(shù)還有更大的技術(shù)發(fā)展空間和應(yīng)用前景。

2 智能化系統(tǒng)技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)

2.1 控制性更強(qiáng)

智能化技術(shù)雖然不能達(dá)到完全替代勞動(dòng)力的目標(biāo)，但與傳統(tǒng)的技術(shù)相比，應(yīng)用效果非常明顯，可以實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單的智能化控制，實(shí)現(xiàn)電站電氣工程系統(tǒng)的安全管理工作，系統(tǒng)安裝更方便。在電站電氣工程系統(tǒng)的使用和維護(hù)中，智能監(jiān)管的及時(shí)反饋，可以進(jìn)一步提高電氣系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)預(yù)警和準(zhǔn)確定位，為后續(xù)維護(hù)操作帶來便利。

2.2 調(diào)整更方便

電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的使用比較復(fù)雜和危險(xiǎn)，智能電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以根據(jù)下降時(shí)間、響應(yīng)時(shí)間和剛度變化來調(diào)整機(jī)械控制的程度，從而提高自動(dòng)化的性能和效率，這是智能化控制技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)。另外，遙控是電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)，可以通過遙控實(shí)現(xiàn)無人值守操作。

2.3 無需進(jìn)行控制計(jì)算

以往電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用過程需要大量的數(shù)據(jù)計(jì)算，而人工計(jì)算存在一定誤差，嚴(yán)重影響模型設(shè)計(jì)。無法捕捉與電氣系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)變化相關(guān)的數(shù)據(jù)變化，使得無法準(zhǔn)確設(shè)計(jì)模型。這可能導(dǎo)致電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的控制效率無法提升。智能化電氣自控系統(tǒng)無需設(shè)計(jì)被控模型，避免了不確定因素的影響，大幅度提高了電氣工程自動(dòng)化控制的精度和工作效率。

2.4 更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集和處理能力

在復(fù)雜項(xiàng)目的數(shù)據(jù)處理和采集過程中，智能系統(tǒng)對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)采用單獨(dú)的數(shù)據(jù)采集模塊和專用的數(shù)據(jù)通道，有效避免了各子系統(tǒng)之間的信息干擾，實(shí)現(xiàn)了各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集，使其目標(biāo)更多、效率更高、數(shù)據(jù)失真風(fēng)險(xiǎn)更低。此外，智能系統(tǒng)采用了一個(gè)子系統(tǒng)、一個(gè)數(shù)據(jù)處理終端的數(shù)據(jù)處理模式，使得各個(gè)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理軟件更加專業(yè)化、針對(duì)性更強(qiáng)，可以根據(jù)運(yùn)行環(huán)境和實(shí)際情況變得更加具體。數(shù)據(jù)處理軟件編程的靈活調(diào)整，使整個(gè)電氣工程系統(tǒng)的自動(dòng)化控制規(guī)則更加靈活，適應(yīng)于應(yīng)用環(huán)境。

3 國(guó)網(wǎng)電氣自動(dòng)化中智能化系統(tǒng)技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用

3.1 設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的創(chuàng)新應(yīng)用

傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化工程主要依靠設(shè)計(jì)人員的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和專家意見來完成。設(shè)計(jì)人員根據(jù)電氣工程的要求，設(shè)計(jì)出自動(dòng)化工程的基本結(jié)構(gòu)、功能模塊以及自動(dòng)化操作流程，然后將設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的技術(shù)難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)交給電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的專家進(jìn)行評(píng)審和指導(dǎo)，對(duì)最終的電氣工程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化。在這個(gè)過程中，由于設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)源的因素，導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員存在認(rèn)知偏差或設(shè)計(jì)思維偏差。同時(shí)，由于缺乏設(shè)備調(diào)試工作，使得設(shè)備制造和裝配的有效性與設(shè)計(jì)方案存在顯著差異。智能化系統(tǒng)技術(shù)可以更好地解決電氣工程設(shè)計(jì)中的這些問題。例如，在電站電氣自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)中，許多不同規(guī)格、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的輸送機(jī)和傳感器單元必須相互配合，才能完成自動(dòng)化運(yùn)行。在這個(gè)過程中，很難通過設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來控制設(shè)計(jì)過程和裝配過程的每一個(gè)細(xì)節(jié)，也很難通過局部調(diào)試來檢查整個(gè)大型自動(dòng)化裝置的運(yùn)行狀態(tài)。

通過應(yīng)用PLC智能控制系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)自動(dòng)化裝置的試運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)記錄和反饋各傳動(dòng)裝置的運(yùn)行狀態(tài)和傳感器數(shù)據(jù)，讓設(shè)計(jì)人員快速完成該設(shè)計(jì)，并通過PLC系統(tǒng)大幅提高電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的調(diào)試和設(shè)計(jì)質(zhì)量。再比如，在電力行業(yè)的電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該更加關(guān)注電氣自動(dòng)化系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)程度，從舒適度的角度設(shè)計(jì)更多智能化的服務(wù)管理系統(tǒng)。在這個(gè)過程中，涉及到不同類型的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、智能控制技術(shù)、多媒體技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域，需要合理組合各種設(shè)計(jì)需求，完善充足的設(shè)計(jì)資源。要求設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)具備多方面全面的技術(shù)知識(shí)，能夠進(jìn)行多角度、跨領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集，這在傳統(tǒng)的電氣工程設(shè)計(jì)環(huán)境中幾乎是不可能完成的任務(wù)，是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。借助智能電力設(shè)計(jì)平臺(tái)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以利用該平臺(tái)的各種智能電力設(shè)計(jì)工具包完成更復(fù)雜的數(shù)據(jù)采集和分析流程，并利用BIM技術(shù)對(duì)電力設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬和測(cè)試。智能化模式的創(chuàng)新應(yīng)用，可以大幅降低電氣工程中復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景的設(shè)計(jì)難度。

3.2 智能化控制環(huán)節(jié)的創(chuàng)新應(yīng)用

電氣工程的智能控制依賴于工程各功能模塊的數(shù)據(jù)采集處理和自動(dòng)化監(jiān)控。傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)往往使用所有功能模塊來集中數(shù)據(jù)采集處理通道和自動(dòng)化控制CPU終端。這不僅降低了整個(gè)工程系統(tǒng)的自動(dòng)化控制效率，而且增加了各功能模塊之間數(shù)據(jù)信號(hào)干擾等操作風(fēng)險(xiǎn)。智能化系統(tǒng)技術(shù)可以徹底解決這些問題。

3.2.1 提高數(shù)據(jù)采集處理效率，防止各功能模塊數(shù)據(jù)相互干擾

在應(yīng)用電力智能化系統(tǒng)技術(shù)的電氣工程中，可以設(shè)計(jì)不同類型的智能監(jiān)控通道。建立門禁管理監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行門禁管理，根據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)寬帶網(wǎng)絡(luò)、電網(wǎng)、電視網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)，根據(jù)資產(chǎn)管理功能模塊設(shè)計(jì)資產(chǎn)管理系統(tǒng)，按業(yè)務(wù)領(lǐng)域進(jìn)行特殊用途設(shè)計(jì)方法和數(shù)據(jù)信號(hào)傳播通道和每個(gè)子系統(tǒng)都配備了專用的數(shù)據(jù)處理終端。然后通過系統(tǒng)的集中控制和管理，在系統(tǒng)總控中心實(shí)時(shí)匯總各子系統(tǒng)功能模塊的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)弱電綜合系統(tǒng)工程的高效智能管理。

3.2.2 降低外部控制人員的操作難度

傳統(tǒng)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的外部控制通常需要操作人員具有一定程度的電氣自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)和工作經(jīng)驗(yàn)，才能從帶有各種按鈕和指示燈的操作儀表板上控制各種功能模塊。對(duì)電氣工程運(yùn)行狀態(tài)和故障應(yīng)急處理的一些判斷完全取決于操作人員的工作經(jīng)驗(yàn)，故障位置由指示信號(hào)確定，故障應(yīng)急處理方案由用戶規(guī)劃。這也是傳統(tǒng)電氣自動(dòng)化項(xiàng)目運(yùn)行質(zhì)量不高的主要原因。但是，智能系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用可以大幅降低電氣工程外部控制的難度。通過對(duì)電動(dòng)智能控制系統(tǒng)各功能模塊的狀態(tài)反饋模塊和故障應(yīng)急模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以在更多的緊急情況下替代人工完成急救。同時(shí)，更復(fù)雜模塊的運(yùn)行狀態(tài)可以通過數(shù)據(jù)量化直觀地呈現(xiàn)給操作人員，操作人員可以通過更詳細(xì)、更具體的故障情況反饋，及時(shí)配置更合適的維護(hù)和維修計(jì)劃，從而提高電氣性能。該系統(tǒng)在一定程度上保證了項(xiàng)目的運(yùn)行穩(wěn)定性。

3.2.3 有助于系統(tǒng)升級(jí)

傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)更新和升級(jí)過程可能需要更多的周期來投資更多的更新和升級(jí)成本。基于智能化系統(tǒng)技術(shù)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以更加方便快捷地完成系統(tǒng)更新升級(jí)。由于智能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了各個(gè)功能模塊的單獨(dú)控制和集中管理，每個(gè)功能模塊的子控制系統(tǒng)都有自己的CPU，但這些CPU的運(yùn)行狀態(tài)和基本控制仍然集中在整個(gè)系統(tǒng)中。在控制系統(tǒng)更新升級(jí)時(shí)，可以通過主控終端實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)的間隔升級(jí)和維護(hù)，從而避免了該電力系統(tǒng)因停電升級(jí)而造成的損失。例如，當(dāng)前智能電站弱電集成系統(tǒng)項(xiàng)目的控制系統(tǒng)升級(jí)，可以根據(jù)子系統(tǒng)依次更新升級(jí)。2個(gè)或3個(gè)系統(tǒng)在一個(gè)周期內(nèi)更新升級(jí)，整個(gè)系統(tǒng)在6～8個(gè)周期內(nèi)完成，通過主控終端的協(xié)同控制、更新和維護(hù)，保證系統(tǒng)的基本運(yùn)行。

3.3 工程故障診斷檢修環(huán)節(jié)的創(chuàng)新應(yīng)用

電氣工程故障診斷和維護(hù)一直是勞動(dòng)強(qiáng)度最大的環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的故障診斷需要很多專家在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試各種功能模塊，維護(hù)進(jìn)度非常緩慢，容易出現(xiàn)人為錯(cuò)誤，引起更嚴(yán)重的事故。智能化系統(tǒng)技術(shù)可以通過傳感器、視頻監(jiān)視器、遠(yuǎn)紅外熱感測(cè)裝置等一系列智能監(jiān)控設(shè)備，采集各功能部件的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，聚合這些數(shù)據(jù)信息的各個(gè)子系統(tǒng)的CPU，經(jīng)過初步的數(shù)據(jù)分析和量化處理，將更復(fù)雜的電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇偪刂浦行?，由外部操作人員觀察總控制中心。數(shù)據(jù)反饋可以快速準(zhǔn)確鎖定故障位置，準(zhǔn)確檢索故障位置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，更容易判斷故障原因，并根據(jù)數(shù)據(jù)制定故障維護(hù)計(jì)劃。例如，智能弱電集成系統(tǒng)工程的故障檢測(cè)和日常維護(hù)，可以借助智能系統(tǒng)強(qiáng)大的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能，快速完成整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)過程。同時(shí)，數(shù)據(jù)分析可以快速鎖定發(fā)生故障的特定設(shè)備。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以通過主控中心的故障信息反饋，快速鎖定故障位置，快速識(shí)別故障位置的具體情況，及時(shí)進(jìn)行積極有效的處理。

4 智能化系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展方向

智能化系統(tǒng)技術(shù)具有廣泛的發(fā)展前景，未來將繼續(xù)向集成化、圖形化、高效率方向發(fā)展。集成是指利用集成電路進(jìn)一步加快計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行速度，利用基本模塊進(jìn)行集成，生產(chǎn)出滿足各行業(yè)個(gè)性化需求的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。圖形化是指利用計(jì)算機(jī)界面的可見性，以圖像信息的形式反映文字和數(shù)字信息，方便員工的工作和使用。高效率是指智能芯片改變靜態(tài)特性，它能完成系統(tǒng)設(shè)置，以高效、高精度的標(biāo)準(zhǔn)完成各種任務(wù)。

5 結(jié)束語

綜上所述，電氣自動(dòng)化在電力行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，提高電站電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性，降低電氣工程運(yùn)行成本一直是人們廣泛關(guān)注的問題。通過對(duì)智能化系統(tǒng)技術(shù)在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用分析，認(rèn)識(shí)到智能系統(tǒng)技術(shù)的分析和智能化系統(tǒng)技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用的重要性。根據(jù)要實(shí)現(xiàn)的功能適時(shí)調(diào)整，加強(qiáng)智能控制功能的實(shí)現(xiàn)，加強(qiáng)對(duì)智能電氣自動(dòng)化建設(shè)的支持。

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