基于智能技術(shù)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)探究

潘鈺哲

（云南工業(yè)技師學(xué)院，云南 曲靖 655000）

人工智能是在計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的高科技技術(shù)，能夠代替人工完成一些高難度、高強(qiáng)度的工作。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)是現(xiàn)階段廣泛應(yīng)用的控制方式，在工業(yè)生產(chǎn)等方面有著廣泛的應(yīng)用。隨著人們對(duì)生產(chǎn)要求的不斷提高，現(xiàn)行的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)也暴露出一些問題。文章首先概述了智能技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，隨后分別從電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、故障處理、系統(tǒng)運(yùn)行等方面，就智能技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果展開了分析。

1 智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

電氣化自動(dòng)控制系統(tǒng)中使用到的智能技術(shù)有多種，例如遺傳算法、模糊神經(jīng)算法等，在自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中，其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的動(dòng)態(tài)收集和實(shí)時(shí)監(jiān)控。智能技術(shù)提高了數(shù)據(jù)分析能力，可以將電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)收集起來，分析運(yùn)行工況，即便是系統(tǒng)運(yùn)行中存在不確定性因素，也能夠通過控制指令進(jìn)行把控，提高了電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行效率。第二，指令反饋及時(shí)，操作靈活性更強(qiáng)。技術(shù)人員只需要提前設(shè)定好程序，不需要進(jìn)行操作，智能控制系統(tǒng)就可以自動(dòng)完成指令并發(fā)布任務(wù)，對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行靈活調(diào)整，并且實(shí)際應(yīng)用效果與人工操作并無差異。第三，降低了生產(chǎn)投入?；谥悄芗夹g(shù)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，縮減了人工、管理、維修等方面的成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

2 智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用措施

2.1 智能技術(shù)在故障診斷中的應(yīng)用

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，智能設(shè)備可以通過系統(tǒng)自檢的方式，及時(shí)確定出現(xiàn)故障的位置。其原理是：提前將電氣自動(dòng)化系統(tǒng)正常工況下的運(yùn)行參數(shù)保存到數(shù)據(jù)庫中，智能設(shè)備一方面動(dòng)態(tài)獲取電氣自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行參數(shù)，另一方面將這些實(shí)時(shí)參數(shù)，與數(shù)據(jù)庫中的信息進(jìn)行對(duì)比。如果匹配一致，則說明自動(dòng)化控制系統(tǒng)

無故障；反之，如果數(shù)據(jù)不能匹配，則說明出現(xiàn)了問題。隨后，智能設(shè)備將不一致的數(shù)據(jù)標(biāo)記下來，并確定錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的出現(xiàn)位置，從而確定了故障源。這樣一來，就能夠?yàn)榧夹g(shù)人員進(jìn)行故障的判斷和維修提供了參考依據(jù)。

2.2 在電氣自動(dòng)化設(shè)備設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

電氣自動(dòng)化設(shè)備的機(jī)構(gòu)復(fù)雜，且具有較強(qiáng)的聯(lián)動(dòng)性，一旦某個(gè)細(xì)節(jié)出現(xiàn)問題，將會(huì)對(duì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的局部甚至整體都造成嚴(yán)重影響。在電氣自動(dòng)化設(shè)備的設(shè)計(jì)過程中，借助于智能技術(shù)，可以在虛擬環(huán)境下進(jìn)行設(shè)計(jì)與調(diào)試。系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，進(jìn)行仿真運(yùn)行，如果系統(tǒng)有不完善的地方，仿真軟件還可以自動(dòng)進(jìn)行報(bào)錯(cuò)，方便技術(shù)人員針對(duì)漏洞進(jìn)行完善和優(yōu)化。當(dāng)調(diào)試不存在問題后，再打印成圖紙，進(jìn)行實(shí)際安裝，避免了設(shè)計(jì)資源浪費(fèi)等問題。

2.3 在電氣自動(dòng)化設(shè)備控制中的應(yīng)用

以往的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，技術(shù)人員提前根據(jù)工作需要和系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)，編寫好程序指令。然后根據(jù)指令控制，確保電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。雖然這種控制方式極大的減輕了人工壓力，但是如果程序本身存在問題，那么自動(dòng)化設(shè)備也會(huì)按照錯(cuò)誤的方式運(yùn)行，由此造成了損失?；谥悄芗夹g(shù)的電氣自動(dòng)化設(shè)備控制，則可以動(dòng)態(tài)反饋設(shè)備的運(yùn)行情況，如果設(shè)備有異常情況，可以智能報(bào)警，或是智能修復(fù)，從而確保了電氣自動(dòng)化設(shè)備的使用質(zhì)量。

2.4 在自動(dòng)化設(shè)備電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

（1）模糊控制。模糊控制以模糊推理、模糊語言變量等為理論基礎(chǔ)，并以專家經(jīng)驗(yàn)作為模糊控制的規(guī)則。從其基本思路而言，模糊控制就是在被控制對(duì)象的模糊模型的基礎(chǔ)之上，運(yùn)用模糊控制器，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣控制系統(tǒng)的控制。模糊控制是一種自動(dòng)控制系統(tǒng)，以模糊邏輯的推理規(guī)則為理論基礎(chǔ)，并采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)成具有反饋通道的閉環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)字控制系統(tǒng)。

（2）專家控制。將專家經(jīng)驗(yàn)以數(shù)字形式保存到計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫中，然后以此為基礎(chǔ)開展電氣化自動(dòng)系統(tǒng)的控制。專家控制還能夠不斷進(jìn)行學(xué)習(xí)，與時(shí)俱進(jìn)的提高控制水平，更好的滿足不斷發(fā)展的電氣自動(dòng)化控制需要。從電氣自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用效果上看，專家控制還能夠提高設(shè)備的適用性，在不同工作環(huán)境以及不同工作要求下，都可以很好的運(yùn)行。

（3）網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制。當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)的研究比較廣泛，相關(guān)技術(shù)也日益成熟，在電氣控制過程中的應(yīng)用也日益廣泛，且具有良好的應(yīng)用效果。網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，對(duì)前期設(shè)計(jì)提出了較高的要求。隨著現(xiàn)代電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)逐漸向復(fù)雜化、微型化的方向發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)也得到了凸顯。

2.5 在自動(dòng)化設(shè)備的數(shù)據(jù)控制和優(yōu)化環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

隨著運(yùn)行要求的不斷提升，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)也需要與時(shí)俱進(jìn)的進(jìn)行優(yōu)化和升級(jí)，特別是對(duì)于一些投入使用時(shí)間較長(zhǎng)的控制系統(tǒng)，功能不完善、運(yùn)行效率低等問題逐漸暴露出來。由于數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，必須要借助于智能技術(shù)進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化設(shè)計(jì)。智能技術(shù)可以對(duì)現(xiàn)行的自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，并將運(yùn)行信息直觀的呈現(xiàn)在計(jì)算機(jī)上，方便技術(shù)人員進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.6 PLC技術(shù)的應(yīng)用

PLC是電氣化自動(dòng)控制中常見的元件，PLC作為一種微型計(jì)算機(jī)，可以根據(jù)內(nèi)部程序，完成對(duì)整個(gè)電氣系統(tǒng)的管理和控制。將智能技術(shù)應(yīng)用到PLC中，一方面可以降低操作難度，例如可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部程序的自動(dòng)調(diào)整，更好的滿足自動(dòng)化控制的需要；另一方面是保證了PLC運(yùn)行的穩(wěn)定性，提高了抗干擾能力，使PLC在不同的環(huán)境下都能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

2.7 人工智能控制技術(shù)的應(yīng)用

越是復(fù)雜的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)操作技術(shù)的要求越嚴(yán)格。人工操作或自動(dòng)化控制中，不可避免會(huì)出現(xiàn)誤操作或誤動(dòng)作等問題，對(duì)整個(gè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行造成了負(fù)面影響。人工智能控制技術(shù)則能夠解決此類問題，它能夠不斷的分析以往導(dǎo)致誤操作的原因，并在今后的智能控制中避免誤操作行為，極大提高了自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的精確性。

3 電氣自動(dòng)化智能化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

3.1 變電站自動(dòng)化

在我國(guó)應(yīng)用變電站自動(dòng)化，主要是為了取代人工監(jiān)視以及電話人工操作，能夠在變電站系統(tǒng)中提高工作的效率，擴(kuò)大變電站的監(jiān)控智能系統(tǒng)，并且提高變電站的安全運(yùn)行系統(tǒng)。在變電站中，它主要是對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行全方位的監(jiān)視和控制。在電力生產(chǎn)中，它是一種自動(dòng)化的裝置，其中在使用中采用的是設(shè)備數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化以及集成化，并且在操作間實(shí)現(xiàn)了屏幕化的監(jiān)控，整個(gè)運(yùn)行能夠滿足變電站操作的任務(wù)以及進(jìn)行電網(wǎng)之間的調(diào)度。

3.2 電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化

在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中，電網(wǎng)調(diào)度不僅可以實(shí)現(xiàn)電力資源的最優(yōu)化利用，避免電能浪費(fèi)，而且能夠確保電網(wǎng)運(yùn)行安全，減少電氣安全事故的發(fā)生?；谥悄芗夹g(shù)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，能夠動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)區(qū)域電網(wǎng)的運(yùn)行情況，并且根據(jù)用電需求，對(duì)電網(wǎng)供電能力進(jìn)行波動(dòng)性調(diào)整。例如，夜晚的用電量高于白天，智能調(diào)度系統(tǒng)中的光敏元件，在檢測(cè)到光照強(qiáng)度低于設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行供電量的調(diào)整，滿足電力用戶的用電需求，減輕電網(wǎng)的負(fù)荷壓力。從實(shí)際的應(yīng)用效果來看，智能技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化中的應(yīng)用，在節(jié)省電能的同時(shí)，也可以延長(zhǎng)電網(wǎng)中各設(shè)備的使用壽命，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

3.3 發(fā)電廠分散測(cè)控系統(tǒng)

通常在發(fā)電廠的分散控制系統(tǒng)中，采用分層分布式的結(jié)構(gòu)，其構(gòu)成的部件有過程控制單元、運(yùn)行員工作站、工程師工作站以及高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)。其中，過程控制單元（PCU）是由冗余配置的主控模件和智能I/O模件組成，在PCU中，它直接面臨著生產(chǎn)過程，并且在運(yùn)算處理后，對(duì)運(yùn)行參數(shù)以及設(shè)備的狀態(tài)和顯示進(jìn)行調(diào)整；運(yùn)行員工作站和工程師站，能夠?yàn)槿藱C(jī)提供接口，并且能夠?yàn)椴僮魅藛T提供監(jiān)視和控制機(jī)組的運(yùn)行。

3.4 單片機(jī)的使用

單片機(jī)是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)行業(yè)的微型計(jì)算機(jī)，單片機(jī)作為一種最基礎(chǔ)的控制器，在設(shè)計(jì)和使用階段應(yīng)用智能技術(shù)，對(duì)于改善單片機(jī)的整體性能也起到了重要幫助。例如，響應(yīng)速度是衡量單片機(jī)性能的標(biāo)準(zhǔn)之一，由于單片機(jī)使用模塊化語言進(jìn)行系統(tǒng)控制，雖然可以簡(jiǎn)化單片機(jī)的機(jī)構(gòu)，但是運(yùn)行的穩(wěn)定性也容易受到外界環(huán)境的干擾影響。采用智能化控制系統(tǒng)，則可以大幅度提高單片機(jī)的響應(yīng)速度，并且提高了運(yùn)行穩(wěn)定性，使單片機(jī)更好的適應(yīng)不同的工作環(huán)境。

4 結(jié)語

在人工智能時(shí)代，智能技術(shù)已經(jīng)滲透到各行各業(yè)，并發(fā)揮了明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。將智能技術(shù)應(yīng)用到電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，一方面可以提高系統(tǒng)的控制能力，根據(jù)系統(tǒng)的反饋信息，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的調(diào)整；另一方面又能夠在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、系統(tǒng)優(yōu)化、調(diào)試運(yùn)行等方面發(fā)揮實(shí)際作用。合理利用智能化技術(shù)，也成為提升電氣控制水平的一種有效手段。