吳夢(mèng)曉，李思涵，吳挺星，閻禎祺，陶一鵬

（黑龍江科技大學(xué) 電氣與控制工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150022）

隨著我國生產(chǎn)水平的不斷發(fā)展和科技研究的不斷深入，在智能化技術(shù)方面取得了較為顯著的成績(jī)，且在不斷與一些機(jī)械控制、電氣技術(shù)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)更加高效精準(zhǔn)的生產(chǎn)控制和管理。在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)融合智能技術(shù)可以較好地規(guī)避當(dāng)前純機(jī)械化管理和軟件系統(tǒng)控制當(dāng)中存在的設(shè)計(jì)缺陷問題，能夠采用更加便捷和節(jié)約的方式快速進(jìn)行分析后選擇最優(yōu)解，是一種在技術(shù)手段不斷發(fā)展影響之下的必然趨勢(shì)，也更有利于節(jié)約企業(yè)的生產(chǎn)建設(shè)成本，獲得更高的效益和進(jìn)步。

1 電氣工程自動(dòng)化的概述

1.1 電氣自動(dòng)化概念

自動(dòng)化的生產(chǎn)方式在我國許多基礎(chǔ)行業(yè)內(nèi)都有廣泛的影響，這是生產(chǎn)技術(shù)高速發(fā)展的一種重要表現(xiàn)。電氣自動(dòng)化是指利用集成化或分布式的控制體系全面把控自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)的各個(gè)設(shè)備信息，運(yùn)用編制好的軟件系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前的設(shè)備運(yùn)行情況和需求發(fā)出對(duì)應(yīng)的指令使系統(tǒng)能夠完整地自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，有效減少了在實(shí)際生產(chǎn)過程中對(duì)人力的依靠。在電氣系統(tǒng)當(dāng)中涉及到了電力電子、計(jì)算機(jī)程序和機(jī)械控制等方面的知識(shí)，需要較強(qiáng)的綜合性才能夠完成對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行設(shè)計(jì)和定期檢驗(yàn)，有效確保了生產(chǎn)的高效穩(wěn)定。

1.2 電氣自動(dòng)化現(xiàn)狀

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科技飛速進(jìn)步的背景之下，自動(dòng)化的生產(chǎn)模式已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，在許多領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)完全代替人工實(shí)操，是一種現(xiàn)代化發(fā)展的重要表現(xiàn)，在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中，不僅可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的精準(zhǔn)控制和產(chǎn)品的質(zhì)量保障，還可以結(jié)合計(jì)算機(jī)和智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)更高水平的系統(tǒng)優(yōu)化和管理，特別是在設(shè)備的故障診斷和處理等方面極具應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。電氣自動(dòng)化在機(jī)械價(jià)格、物流管理和石化工程等方面都有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，且在不斷進(jìn)行更加深入的技術(shù)研發(fā)，形成許多現(xiàn)今的科研成果。許多的電氣自動(dòng)化企業(yè)在變頻技術(shù)、一體化技術(shù)和伺服技術(shù)等方面都有廣泛的應(yīng)用，且正在不斷向矢量、高精度和嵌入式等方向深入，充分和現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)與人工智能相結(jié)合，一些掌握核心技術(shù)的企業(yè)在行業(yè)內(nèi)的發(fā)展也呈現(xiàn)出良好態(tài)勢(shì)。

2 智能化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

智能化概述：

智能化是指事物在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術(shù)的支持下所具有的能滿足人的各種需求的屬性。相對(duì)傳統(tǒng)媒體，智能化是建立在數(shù)據(jù)化的基礎(chǔ)上的媒體功能的全面升華。它意味著新媒體能通過智能技術(shù)的應(yīng)用，逐步具備類似于人類的感知能力、記憶和思維能力、學(xué)習(xí)能力、自適應(yīng)能力和行為決策能力，在各種場(chǎng)景中，以人類的需求為中心，能動(dòng)地感知外界事物，按照與人類思維模式相近的方式和給定的知識(shí)與規(guī)則，通過數(shù)據(jù)的處理和反饋，對(duì)隨機(jī)性的外部環(huán)境做出決策并付諸行動(dòng)。

現(xiàn)代智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制應(yīng)用中主要體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)技術(shù)、精密傳感技術(shù)等的綜合應(yīng)用。隨著工業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，電氣工程自動(dòng)化控制應(yīng)用中的智能化優(yōu)勢(shì)在實(shí)際操作和應(yīng)用中得到了非常好的運(yùn)用。具體表現(xiàn)在：大大改善了操作者的作業(yè)環(huán)境，減輕了工作強(qiáng)度；提高了作業(yè)質(zhì)量和工作效率；一些危險(xiǎn)場(chǎng)合或重點(diǎn)施工應(yīng)用得到解決；環(huán)保、節(jié)能；提高了機(jī)器的自動(dòng)化程度及智能化水平；提高了設(shè)備的可靠性，降低了維護(hù)成本；故障診斷實(shí)現(xiàn)了智能化等。

智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)分析如下。

2.1 提升控制性能

盡管電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用較人工實(shí)操的處理方式更加便捷簡(jiǎn)單，但是在實(shí)際應(yīng)用的過程中還是會(huì)受到一些外界影響因素的干擾，需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)控處理。在引入智能化技術(shù)后，這種系統(tǒng)的管控操作更加簡(jiǎn)便，機(jī)器設(shè)備本身可以利用智能化系統(tǒng)的機(jī)器學(xué)習(xí)方式進(jìn)行自主的生產(chǎn)優(yōu)化，技術(shù)人員也可以利用遠(yuǎn)程控制的方式對(duì)其展開調(diào)整和處理，在管理的便捷性和有效性方面都有了較好的提升。當(dāng)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行存在一些隱患故障時(shí)，智能化系統(tǒng)可以利用精確的數(shù)據(jù)信息模型處理對(duì)其進(jìn)行提前預(yù)測(cè)和判斷，有效減少了在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的停轉(zhuǎn)問題，有效將生產(chǎn)損失控制在最低。這種智能化的數(shù)據(jù)處理指令管控技術(shù)是一種同步化手段，在反應(yīng)的靈敏度上有較好的表現(xiàn)。

2.2 簡(jiǎn)化運(yùn)行模型

模型化的管理方式能夠幫助技術(shù)人員快速梳理復(fù)雜的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)際情況，確保每一個(gè)流程運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，可以按照模型設(shè)計(jì)進(jìn)行更加完整的排查和管理。在智能化系統(tǒng)的應(yīng)用當(dāng)中對(duì)于這種模型的建立能夠更好地理清邏輯關(guān)系，甚至一些暗線式的關(guān)聯(lián)性也能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)。如在系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)了卡頓等現(xiàn)象，雖然參數(shù)較為輕微幾乎不會(huì)影響正常的線路生產(chǎn)，但依然是一個(gè)容易留存隱患的故障點(diǎn)。智能系統(tǒng)可以快速分析具體產(chǎn)生卡頓的設(shè)備運(yùn)行情況，對(duì)比其歷史檢修信息尋找潛在的故障，及時(shí)報(bào)給中控平臺(tái)進(jìn)行處理。在自動(dòng)化生產(chǎn)模型當(dāng)中能夠更好地判斷電氣線路、機(jī)械設(shè)備等在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的相互影響，并以綜合判斷的方式進(jìn)行平衡處理，使系統(tǒng)的運(yùn)行效率更高。

2.3 精度高誤差小

在對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行判斷時(shí)還需要考慮到一些外界干擾因素帶來的影響，這也是保證系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定的重要前提。對(duì)于一些系統(tǒng)本身的誤差等就可以較好地通過智能化技術(shù)的分析和補(bǔ)償進(jìn)行處理，使輸出的數(shù)據(jù)信息能夠更好地反映出當(dāng)前設(shè)備的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況，確保了技術(shù)人員在查閱應(yīng)用時(shí)的參考價(jià)值。在電氣控制系統(tǒng)的復(fù)雜性不斷提升的影響之下，這種單純進(jìn)行設(shè)備分析的處理方式可以更好地實(shí)現(xiàn)故障監(jiān)控和診斷，為提升電控系統(tǒng)生產(chǎn)效率、促進(jìn)電氣技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。在智能系統(tǒng)的中控系統(tǒng)當(dāng)中加載了多CPU控制的工作體系，能夠?qū)崿F(xiàn)更加高效且全面的數(shù)據(jù)信息，能夠快速分析當(dāng)前數(shù)據(jù)并進(jìn)行多個(gè)維度的對(duì)比，調(diào)取歷史信息進(jìn)行自我參照處理，使電氣系統(tǒng)的控制更有保障。

3 電氣智能化系統(tǒng)的主要應(yīng)用分析

3.1 電氣工程保養(yǎng)

定期開展設(shè)備的檢驗(yàn)工作可以盡早發(fā)現(xiàn)一些運(yùn)行中的安全隱患，及時(shí)進(jìn)行修復(fù)處理避免故障的進(jìn)一步擴(kuò)大和事故的加劇。在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)會(huì)涉及許多不同的機(jī)械、電氣設(shè)備協(xié)同完成生產(chǎn)任務(wù)，每個(gè)設(shè)備的特性和要求均存在一定的差異，其定檢的周期等也需要分別計(jì)算，單純依靠人工的方式很容易產(chǎn)生重復(fù)或遺漏，不利于工作的高效開展。智能化系統(tǒng)的應(yīng)用就可以有效解決這一問題，能夠較好地區(qū)分不同的設(shè)備實(shí)況并形成一套完善的信息記錄，不僅包括了質(zhì)檢的周期，還能夠詳細(xì)記錄該設(shè)備經(jīng)歷過的各項(xiàng)故障情況和維修信息，有效為后續(xù)檢修和管理人員的工作提供參考信息。不同設(shè)備的保養(yǎng)要點(diǎn)和使用的材料可能會(huì)對(duì)設(shè)備的性能產(chǎn)生一定的影響，智能化系統(tǒng)可以較好地記錄設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)信息，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有不適應(yīng)和不匹配的現(xiàn)象時(shí)能夠及時(shí)將相關(guān)的信息反饋給管理平臺(tái)，提醒技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行二次核驗(yàn)，在減少人工工作量和提升定檢效率等方面具有很大意義。系統(tǒng)的保養(yǎng)能夠有效降低故障產(chǎn)生的概率，從生產(chǎn)管理的成本上來看，智能化系統(tǒng)的應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性十分明顯。

3.2 設(shè)備病因診斷

在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行過程中會(huì)存在一些故障和病害，影響其穩(wěn)定生產(chǎn)，甚至?xí)嬖谝恍┌踩[患，當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障產(chǎn)生后要立即停止生產(chǎn)，由專門的技術(shù)人員展開處理，避免損失的進(jìn)一步加劇。在進(jìn)行故障定位處理時(shí)，首先是通過直接觀察的方式來判斷主要的故障點(diǎn)或模塊，這個(gè)操作過程對(duì)于技術(shù)人員的工作經(jīng)驗(yàn)有一定的依賴性，有時(shí)很難準(zhǔn)確判斷故障的具體情況，甚至有時(shí)幾種病害問題會(huì)導(dǎo)致同一種故障現(xiàn)象的發(fā)生，因此使用智能化的系統(tǒng)能夠更加精確有效地避免這種問題，明顯地提升了設(shè)備的故障處理效率。在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行過程中會(huì)記錄每個(gè)設(shè)備的運(yùn)行信息，并將這些信息傳輸?shù)街锌仄脚_(tái)內(nèi)進(jìn)行存儲(chǔ)，這為技術(shù)人員的排障處理提供了工作前詳細(xì)的數(shù)據(jù)信息，有利于開展精確判斷。智能化系統(tǒng)本身也可以進(jìn)行故障的定位和預(yù)警，將工作信息參數(shù)異常的主要模塊以數(shù)字化的方式反饋出來，技術(shù)人員能夠快速找到故障點(diǎn)后再使用其他的檢測(cè)設(shè)備進(jìn)一步處理，確保了診斷、預(yù)警等工作的有效性。

3.3 優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性會(huì)在一定程度上影響其工作的效率和精度，必須要提前根據(jù)生產(chǎn)需求和功能要求做好規(guī)劃設(shè)計(jì)。在傳統(tǒng)的線路布設(shè)上主要依靠人工處理的方式來進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)多次試驗(yàn)的結(jié)果對(duì)線路系統(tǒng)進(jìn)行改良，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)一些較為少見和突發(fā)的問題時(shí)很容易出現(xiàn)應(yīng)對(duì)不及時(shí)的現(xiàn)象，也會(huì)有一些未考慮到的問題影響系統(tǒng)的運(yùn)行。智能化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和人工建設(shè)之間有很大不同，可以通過網(wǎng)絡(luò)和通信的方式快速完成布設(shè)，并利用運(yùn)行信息的反饋實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，這種方式在面對(duì)多效生產(chǎn)時(shí)有更強(qiáng)的適應(yīng)力。智能化系統(tǒng)內(nèi)部的運(yùn)行本身是一個(gè)完整的閉環(huán)體系，采集到的數(shù)據(jù)信息不僅會(huì)反饋給檢修、中控等平臺(tái)，還能夠在記錄后進(jìn)行分析判斷來優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行。如在一些加工處理的環(huán)節(jié)當(dāng)中需要通過多道工序完成，每一個(gè)工序之間的連接會(huì)產(chǎn)生不同的時(shí)間成本，系統(tǒng)能夠在進(jìn)行智能判斷后，以最經(jīng)濟(jì)的方式尋找線路規(guī)劃，確保系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)合理，在不同需求的規(guī)劃上也能夠以更加豐富的樣式來完善設(shè)計(jì)。

3.4 系統(tǒng)智能控制

在系統(tǒng)的智能化運(yùn)行過程中有效的管控能夠促使其更加穩(wěn)定高效，這也是應(yīng)用智能化技術(shù)的一大優(yōu)勢(shì)。首先，智能化系統(tǒng)對(duì)于電氣自動(dòng)化的控制模式有多種選擇，包括專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊處理等，其運(yùn)行時(shí)的邏輯和層級(jí)較多，甚至還包含了一些機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能方面的知識(shí)。智能化控制的過程中可以更好地應(yīng)用不同控制方式的優(yōu)勢(shì)，使管控手段和自動(dòng)化生產(chǎn)之間有更加緊密的匹配性。一般來說，智能系統(tǒng)的運(yùn)行中需要提前錄入大量的基礎(chǔ)信息來輔助其展開分析研判，這也是提升數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度的重要前提。在智能化系統(tǒng)中可以根據(jù)已有信息和設(shè)備的運(yùn)行實(shí)況進(jìn)行更加深入的學(xué)習(xí)，形成一套與當(dāng)前運(yùn)行系統(tǒng)更加匹配的管理邏輯，有效驅(qū)動(dòng)了系統(tǒng)運(yùn)行智能化。其次，在智能控制中不僅需要考慮到當(dāng)前電氣設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行需求，還需要考慮到線路中的電力負(fù)荷、功率大小等參數(shù)，進(jìn)行綜合調(diào)控使每個(gè)設(shè)備都能夠維持在額定狀態(tài)下保持高效運(yùn)轉(zhuǎn)。不同設(shè)備對(duì)電力的需求也會(huì)存在差異，而智能調(diào)控的方式則可以更好地適用于復(fù)雜的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)。

3.5 PLC的應(yīng)用

PLC等技術(shù)的不斷發(fā)展在一定程度上又一次掀起了電氣控制的革新和發(fā)展，特別是在復(fù)雜、大型的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中需要一個(gè)體積偏大的PLC控制來完成驅(qū)動(dòng)，內(nèi)部還需要有線路連接和配電柜等設(shè)施，整個(gè)生產(chǎn)控制線路中的硬件成本、空間成本偏大。在智能化的PLC系統(tǒng)當(dāng)中能夠較好地實(shí)現(xiàn)不同的控制需求，包括了對(duì)生產(chǎn)線路中的遠(yuǎn)程監(jiān)控和處理、通風(fēng)光照設(shè)備的開關(guān)等，形成了一種更加開放式的管理特點(diǎn)。在傳統(tǒng)的PLC運(yùn)行當(dāng)中具有一定的封閉性，在處理中斷性的任務(wù)時(shí)要求較高。在智能化技術(shù)的引入過程中，PLC也在不斷進(jìn)行更新，采用了更加適合生產(chǎn)需求的新體系，將PLC、DCS和MES控制結(jié)合在一起，使開放式自動(dòng)化的工作范圍進(jìn)行了擴(kuò)大，具有一定的實(shí)用價(jià)值。在PLC系統(tǒng)中的本身就集成了基礎(chǔ)的通信系統(tǒng)，這也為其聯(lián)合互聯(lián)應(yīng)用提供了一定的硬件基礎(chǔ)，賦予了PLC更多的智能化發(fā)展空間，使其能夠負(fù)載的軟硬件功能更加豐富，可以快速實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)展搭建。

4 結(jié)束語

智能化技術(shù)已經(jīng)滲入了不同的行業(yè)當(dāng)中，在電氣自動(dòng)化中靈活運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)手段能夠有效提升行業(yè)管理水平，確保了電氣設(shè)備的穩(wěn)定和高效。作為管理人員必須要能夠通過智能化信息的反饋掌握設(shè)備的運(yùn)行情況，若涉及安全隱患和故障要及時(shí)進(jìn)行定位和排除，盡量避免線路停轉(zhuǎn)造成的損失，做到以定檢和預(yù)防來代替故障維修。在智能化技術(shù)的應(yīng)用前期需要進(jìn)行升級(jí)改造，智能系統(tǒng)的運(yùn)行能夠以最優(yōu)化的方式完成梳理，可持續(xù)性地為企業(yè)帶來更高效益。