智能化技術(shù)在電氣工程自動化中的應(yīng)用

張曉山

[摘? ? 要]闡述智能化技術(shù)的概念及優(yōu)勢探討智能化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用路徑，以實現(xiàn)電氣工程從設(shè)計到生產(chǎn)環(huán)節(jié)的全過程自動化控制。希望可以給電氣行業(yè)進行技術(shù)創(chuàng)新帶來一些啟示。

[關(guān)鍵詞]智能化技術(shù);電氣工程;自動化控制

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

Research on the Application of Intelligent Technology

in Electrical Engineering Automation

Zhang Xiao-shan

[Abstract]This article starts with the conceptual advantages of intelligent technology， and deeply discusses the application path of intelligent technology in electrical and electrical engineering， so as to realize the automatic control of the whole process of electrical engineering from design to production. It is hoped that it can bring some theoretical enlightenment to the technical innovation of the electrical industry.

[Keywords]intelligent technology;electrical engineering;automation control

我國電氣工程雖然已經(jīng)隨著經(jīng)濟的發(fā)展而突飛猛進，但技術(shù)層面尚達不到完全成熟的水平，從生產(chǎn)設(shè)備到操作流程中仍有很多亟待解決的技術(shù)難題。因此現(xiàn)階段我國電氣工程需要從技術(shù)上帶來創(chuàng)新突破，創(chuàng)新是企業(yè)的核心生命力，本文結(jié)合創(chuàng)新方面來談?wù)勚悄芑夹g(shù)給電氣工程帶來的技術(shù)改變。

1 智能化技術(shù)的含義及優(yōu)勢

1.1 智能化技術(shù)的基本含義

智能化技術(shù)是利用計算機的信息聯(lián)通作為下達與接收指令的核心，結(jié)合各種多用途精密傳感器與GPS等技術(shù)綜合而成，用以實現(xiàn)提升工作效率、減輕勞動強度、提高設(shè)備可靠度等目的的新興技術(shù)。它采用了計算機的多CPU控制系統(tǒng)、RISC處理芯片以保證其擁有人力無法比擬的強大計算能力，從以往的各項獨立繁瑣的工程數(shù)據(jù)中進行甄別處理，最終結(jié)合所有與工程有關(guān)的工程參數(shù)，轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息或者圖表信息[1]。對電氣工程設(shè)計方案中的設(shè)備運動軌跡可以做到精準(zhǔn)預(yù)測，為電氣工程的操作技術(shù)人員帶來可靠的參考建議，實時地調(diào)取智能化技術(shù)終端監(jiān)測下的運行狀態(tài)圖。圖1是某公司辦公區(qū)域應(yīng)用智能化控制技術(shù)，對辦公區(qū)域進行控制的直觀狀態(tài)圖。

1.2 智能化控制技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢

1.2.1 降低了管控難度

從圖1例子來看，若是電氣工程的終端控制上也能直觀地監(jiān)測到各個作業(yè)地點的線路狀態(tài)、電流、電壓等電氣工業(yè)參數(shù)，那控制流程將會被極大程度地優(yōu)化。智能化控制技術(shù)降低了工業(yè)管理的難度，提高了控制質(zhì)量，電氣工程的質(zhì)量很容易受到參數(shù)精準(zhǔn)度的影響，如電壓設(shè)置超過額定額度時會嚴(yán)重?fù)舸脑O(shè)備，而通過智能化控制技術(shù)，可以在參數(shù)被不合理設(shè)置時提前預(yù)警。且智能化后的控制終端操作起來更便利快捷，可以結(jié)合智能化終端的計算結(jié)果，結(jié)合生產(chǎn)實際來做出有效調(diào)整。

1.2.2 完善控制系統(tǒng)

現(xiàn)有的電氣工程自動化系統(tǒng)雖然有自動化控制的能力，但是系統(tǒng)可以實現(xiàn)的控制指令非常單一，如簡單開合線路開關(guān)。顯然還達不到精細(xì)的工業(yè)要求，在自動化系統(tǒng)之外仍然以人力作為主要控制。但是智能化控制系統(tǒng)是通過計算機信息庫進行比對識別，再將搜集的現(xiàn)場信息與數(shù)據(jù)庫的常態(tài)工作信息整合后及時反饋給操作技術(shù)人員，并且可以提供可靠合理的方案給技術(shù)人員作為參考。通過智能化技術(shù)的控制系統(tǒng)，技術(shù)人員可以第一時間發(fā)現(xiàn)工作區(qū)的問題隱患，并及時根據(jù)智能化控制系統(tǒng)給出的處置建議進行規(guī)劃調(diào)整，最大程度地保證了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的人員安全和設(shè)備穩(wěn)定。

1.2.3 受到外界因素影響小，操作精準(zhǔn)系數(shù)高

傳統(tǒng)的控制器會受到物理外力或者設(shè)備老化外殼形變等等原因影響它的實際功能，如模型設(shè)置參數(shù)的表盤受到壓力產(chǎn)生偏差，使顯示讀數(shù)與實際參數(shù)不符。若是智能化技術(shù)能夠應(yīng)用到電氣工程控制系統(tǒng)中，就不再對控制器的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定有嚴(yán)苛需求了，它會將電氣儀表設(shè)施中的指針讀數(shù)變?yōu)閿?shù)字信號實施在控制后臺或者在儀器前端顯示出來。在電氣線路設(shè)備的參數(shù)讀取與設(shè)置上，它不容易受到自然外力的影響，在參數(shù)方面降低了技術(shù)人員在后期為電氣線路進行維護優(yōu)化的工作難度。

2 智能化技術(shù)在電氣工程自動化控制中的實際應(yīng)用

2.1 用于優(yōu)化電氣工程設(shè)計方案

以往的電氣工程優(yōu)化設(shè)計方案需要在作業(yè)實地考察進行多次工程測試與相關(guān)參數(shù)的反復(fù)調(diào)試，并把測試調(diào)試結(jié)果收集歸納后進行系統(tǒng)的整理分析。若測試調(diào)試結(jié)果不符合電氣工程優(yōu)化需求，還需要重新進行數(shù)據(jù)收集，從測試結(jié)果中進行龐大反復(fù)的計算查找優(yōu)化問題。在工程優(yōu)化具體實施時，工程優(yōu)化的質(zhì)量還會受到從業(yè)人員職業(yè)技能熟練度與測試結(jié)果的影響。因此電氣工程的優(yōu)化設(shè)計方案不但流程繁冗，結(jié)果也易受到外界因素影響產(chǎn)生不確定性。若在電氣工程設(shè)計環(huán)節(jié)投入應(yīng)用智能化技術(shù)，會給設(shè)計人員省去很多不必要的實地測試工作量。設(shè)計人員只需要針對不同的測試情況，采用相對應(yīng)的軟件繪圖分析，用3Dmax對電氣工程進行預(yù)演，即可獲知較為準(zhǔn)確的測試結(jié)果。而后可以根據(jù)測試結(jié)果提供相應(yīng)的優(yōu)化方案[2]。如建筑電氣工程，規(guī)劃強電與弱電區(qū)域的問題中，低電壓配電系統(tǒng)中導(dǎo)線與載流量的分配，可以簡單了解建筑結(jié)構(gòu)后，利用智能化技術(shù)分析計算出按負(fù)荷計算電流確定保護短路器的整定電流，而后根據(jù)計算得出的導(dǎo)線允許持續(xù)載流量，開始按照CAD繪制的電氣工程設(shè)計圖紙安裝鋪設(shè)線路，最后在線路中加設(shè)小于該處導(dǎo)線整合電流的斷路脫扣器，省去了找多個地點測試電路狀態(tài)的步驟。

2.2 應(yīng)用于動態(tài)控制網(wǎng)絡(luò)

電氣工程自動化系統(tǒng)中的設(shè)計程序與實現(xiàn)功能極其復(fù)雜，一些主要的設(shè)施如電機、變電裝置、保護電路等均需要對參數(shù)的精確調(diào)試，而以往的電氣設(shè)施調(diào)試中，都是以手工的形式進行參數(shù)校正，這樣的弊端是：

（1）給工作人員增加了繁重的勞動量，給企業(yè)抬高了用人成本。

（2）人工操作難免會因為各種外界因素干擾而導(dǎo)致情況判斷失誤或者操作失誤，因此人工參與控制的線路網(wǎng)絡(luò)很容易因故障而導(dǎo)致返修。

智能化技術(shù)的應(yīng)用可以組成對電氣工程的動態(tài)控制網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)電氣工程的實際布設(shè)圖，在對應(yīng)的線路之中加設(shè)用于智能化技術(shù)的傳感器，而后將各個傳感器的獨立檢測系統(tǒng)進行匯總，呈現(xiàn)成信息反饋式的網(wǎng)絡(luò)終端。網(wǎng)絡(luò)終端具備可以對所有整合數(shù)據(jù)進行反向傳播推算的邏輯功能，按照工程需要的數(shù)據(jù)按優(yōu)先級先后順序排列，并可以在常態(tài)運行狀態(tài)下進行參數(shù)調(diào)整。此技術(shù)在某些方面上可以保證整體的控制系統(tǒng)具有一定的穩(wěn)定性與可調(diào)控性，同時智能化技術(shù)動態(tài)網(wǎng)絡(luò)還可以對網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點進行數(shù)據(jù)分析與關(guān)聯(lián)處理，確保每一項電氣工程的線路設(shè)備都在網(wǎng)絡(luò)中處于可控范圍。

2.3 用于電氣工程投入使用期間的隱患排除

眾所周知，電氣工程中的設(shè)施設(shè)備大多是有一定使用壽命的電子元件，在運行過程中根據(jù)使用和保養(yǎng)程度擁有或長或短的使用壽命。然而對于一些儀表器械等需要時刻保持滿狀態(tài)正常維持運轉(zhuǎn)的高精密性電氣工程，電子儀表或其他電子元件內(nèi)部磨損造成的精度失準(zhǔn)等問題，很難被及時地發(fā)現(xiàn)，而這類問題的原因通常是由輸入電壓并非恒定值造成的，現(xiàn)有的技術(shù)手段難以達到實時檢測工作電流的輸入電壓是否恒定，而電子儀表器械的測量精度，往往會直接影響到該電氣工程是否達到工程預(yù)期目的。舉一個簡單的例子，傳統(tǒng)方法對變壓器的檢修都是通過對變壓器油產(chǎn)生的氣體進行檢測分析，來判斷故障原因的。但電氣設(shè)施的故障都是突然發(fā)生的，即使嚴(yán)格按照巡檢制度落實，也沒辦法實時排查到故障點，且對電氣工程中的設(shè)施的故障分析都是基于經(jīng)驗與分析，若是在隱患排查時因為錯誤判斷應(yīng)用了不正確的處理辦法，甚至?xí)霈F(xiàn)電氣設(shè)備損毀，線路板燒毀熔穿等二次損毀。這樣來看，以往的電氣工程設(shè)備故障隱患的排除還不夠直觀，效率還不夠高。因此若是能將智能化技術(shù)代入到電氣工程的控制環(huán)節(jié)，通過呈現(xiàn)實時的工作狀態(tài)的方式來動態(tài)檢測查找包括電氣設(shè)備、線路、計量儀器等出現(xiàn)的磨損故障，便能夠?qū)崿F(xiàn)通過自身診斷來進行潛在風(fēng)險預(yù)估的設(shè)計需求。智能化技術(shù)主要是針對電流、電壓、溫度、模擬量等采用多角度的傳感器來實現(xiàn)動態(tài)檢測反饋，因此可以得出智能化技術(shù)可以用于電氣工程隱患排除的結(jié)論。

2.4 用于電氣工程全環(huán)節(jié)的輔助控制

如今的智能化技術(shù)已經(jīng)可以實現(xiàn)一定量的開關(guān)控制與自動采集分析數(shù)據(jù)了，相信在不久的將來智能化技術(shù)若是加以開發(fā)，它一定可以實現(xiàn)完全獨立地進行自我檢測與控制。首先需要借助數(shù)據(jù)成像軟件，來在智能化電子系統(tǒng)中真實模擬電氣工程線路的歷史運轉(zhuǎn)記錄，從而實現(xiàn)電氣工程的全環(huán)節(jié)自我監(jiān)控。同時可以通過開發(fā)紅外二極管遙感技術(shù)，或接入計算機控制終端通過后臺編譯指令操作等方式，完成對整個電氣工程線路的輔助控制效果。實現(xiàn)該應(yīng)用需要的設(shè)備基礎(chǔ)便是上文提到的動態(tài)控制網(wǎng)絡(luò)，在需要進行參數(shù)調(diào)整的電氣設(shè)備上，安裝與控制網(wǎng)絡(luò)匹配的調(diào)節(jié)開關(guān)，在智能化動態(tài)控制網(wǎng)絡(luò)中，操作人員不必像以往一樣趕往需要處置的實際地點進行電氣工程線路設(shè)備的調(diào)試處置，而是可以通過智能化遙感技術(shù)，在控制室內(nèi)借助傳感器完成對電氣線路與設(shè)備的遠(yuǎn)程操控調(diào)試。此外，在智能化技術(shù)的驅(qū)動下，市面上已經(jīng)可以找到技術(shù)相對成熟的智能化電氣輔助控制設(shè)備了。例如，智能剩余電流動作斷路器可利用智能化技術(shù)，通過對比正常工作的線路數(shù)據(jù)，及時地識別監(jiān)測電氣線路的漏電、過載、短路和未接地等安全隱患，可以完美做到精準(zhǔn)識別，快速動作，全程自動化輔助控制線路的功能。

3 結(jié)束語

綜上所述，智能化技術(shù)具有相當(dāng)大的技術(shù)優(yōu)勢，投入到電氣工程的自動化控制領(lǐng)域中，目前在電氣工程中的應(yīng)用還處于探索階段。但只要電氣行業(yè)相關(guān)人員勇于創(chuàng)新，改革技術(shù)，相信一定能攻克電氣工程在管理環(huán)節(jié)的各種技術(shù)問題，推動電氣工程行業(yè)發(fā)展邁出新的臺階。

參考文獻

[1] 韓民生.智能化技術(shù)在機械工程自動化中的應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn)，2021（15）：253-254.

[2] 鞏銳銳，高建莉.智能化技術(shù)在電力系統(tǒng)電氣工程自動化中的應(yīng)用[J].大眾用電，2021，36（3）：78-79.