電氣工程及其自動(dòng)化中智能化技術(shù)的運(yùn)用分析

張玉棟

摘 要：科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使智能化技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化中廣泛應(yīng)用，大幅度提升了其工作效率。本文首先闡述了智能化技術(shù)的特點(diǎn)和智能化技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，然后討論了電氣工程及其自動(dòng)化中智能化技術(shù)的具體應(yīng)用，最后對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化中智能化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)做出了分析。

關(guān)鍵詞：電氣工程 自動(dòng)化 智能技術(shù)

1 引言

進(jìn)入21世紀(jì)之后，隨著改革開放的不斷推進(jìn)，我國(guó)各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展都迎來了質(zhì)的飛躍。由于我國(guó)發(fā)展初期工業(yè)化嚴(yán)重落后于其他國(guó)家，為了解決這一問題，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展更好的助力，由國(guó)家牽頭，學(xué)術(shù)界、工業(yè)界都開始在工業(yè)技術(shù)的研發(fā)上共同努力，我國(guó)也在不斷探索的過程中實(shí)現(xiàn)了工業(yè)的快速發(fā)展，并結(jié)合計(jì)算機(jī)科學(xué)實(shí)現(xiàn)了對(duì)工業(yè)領(lǐng)域的精確化控制的目的。然而在發(fā)展過程中，我國(guó)的電氣工程及其自動(dòng)化過程當(dāng)中的一些技術(shù)尚不成熟，這也成為了阻礙當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)效率的主要問題之一。為了解決這一問題，行業(yè)內(nèi)部的專家們將現(xiàn)階段處在發(fā)展熱潮的智能化先進(jìn)技術(shù)引進(jìn)電氣工程自動(dòng)化控制，為實(shí)現(xiàn)電氣工程及其自動(dòng)化帶來轉(zhuǎn)型的契機(jī)，為進(jìn)一步推動(dòng)電氣工程及其自動(dòng)化的控制效率，為提升我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)效率，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。

2 智能化技術(shù)的特點(diǎn)

智能化技術(shù)的第一個(gè)特點(diǎn)是高精度、高效率。智能化技術(shù)集合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、大數(shù)據(jù)算法、人工智能控制等，采用高速的CPU芯片、RISC芯片，在編程方面采用多CPU控制系統(tǒng)，能夠做到對(duì)電氣工程的高精度測(cè)算、高效率運(yùn)行。[1]

此外，智能化技術(shù)本身還具有工藝復(fù)合性和多軸化的特征。將智能化技應(yīng)用于電氣工程及其自動(dòng)化歸根結(jié)底是為了使繁瑣的生產(chǎn)程序更加簡(jiǎn)單，提高生產(chǎn)效率，因此智能化技術(shù)采用的工藝復(fù)合性能和多軸多系統(tǒng)控制功能夠很好的滿足這一要求，大大縮短生產(chǎn)時(shí)間。

最后，智能化技術(shù)還搭載了大數(shù)據(jù)算法，生成科學(xué)的計(jì)算可視化。能夠?qū)?fù)雜的電氣工程各項(xiàng)參數(shù)通過形象生動(dòng)的圖形、餅狀圖、動(dòng)態(tài)圖等可視化的呈現(xiàn)出來，便于工程師進(jìn)行檢測(cè)與調(diào)整。

3 智能化技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

3.1 增強(qiáng)電氣工程的控制力，保持電氣工程自動(dòng)化的穩(wěn)定性

相比于傳統(tǒng)電子工程控制技術(shù)，智能化技術(shù)在操作上更加簡(jiǎn)單便捷，并且在電氣工程及其自動(dòng)化的過程中，智能技術(shù)能夠?qū)﹄姎夤こ陶麄€(gè)系統(tǒng)作出實(shí)時(shí)的監(jiān)控和跟蹤，隨時(shí)分析各項(xiàng)參數(shù)，通過工程師設(shè)定的正確編程來對(duì)有異常的數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)，能夠加強(qiáng)對(duì)電氣工程的有效控制性。此外，智能化技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化的遠(yuǎn)程控制，能夠在自動(dòng)化控制系統(tǒng)無人看管的狀態(tài)下預(yù)測(cè)潛在風(fēng)險(xiǎn)并遠(yuǎn)程發(fā)送警報(bào)，在節(jié)省人力資源的同時(shí)將電氣系統(tǒng)內(nèi)部各單元出現(xiàn)故障的概率降到最低。

3.2 做到精確的數(shù)據(jù)分析，保持?jǐn)?shù)據(jù)處理的高效性

將智能化技術(shù)應(yīng)用于電氣工程及其自動(dòng)化的過程中，智能化技術(shù)能夠依托大數(shù)據(jù)處理器對(duì)電氣工程系統(tǒng)當(dāng)中的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類和梳理。由于電氣工程在作業(yè)的過程中每個(gè)環(huán)節(jié)的變化性極強(qiáng)，處理器每時(shí)每刻都會(huì)融入大批的數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的人工觀察與測(cè)算費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而智能化技術(shù)能夠做到對(duì)系統(tǒng)當(dāng)中每個(gè)環(huán)節(jié)的參數(shù)進(jìn)行即時(shí)性的精確判斷。此外，智能化技術(shù)搭載云計(jì)算服務(wù)，能夠儲(chǔ)存大量的歷史數(shù)據(jù)，當(dāng)電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)，工程師可以及時(shí)調(diào)動(dòng)歷史參數(shù)發(fā)現(xiàn)問題所在，保持整個(gè)數(shù)據(jù)分析與處理過程的高效性。

4 電氣工程及其自動(dòng)化中智能化技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1 利用PLC技術(shù)突破對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化中的局限性

將智能化技術(shù)應(yīng)用于電氣工程及其自動(dòng)化中的核心目的就是要通過智能手段突破傳統(tǒng)電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中機(jī)電控制的不靈敏性，實(shí)現(xiàn)一些遠(yuǎn)程操縱、智能監(jiān)測(cè)、無人環(huán)境下的報(bào)警等功能。而現(xiàn)階段的智能化技術(shù)例如PLC技術(shù)通過多個(gè)系統(tǒng)的編程，能夠?qū)﹄姎夤こ虒?shí)現(xiàn)生產(chǎn)的協(xié)調(diào)與合理分配，最科學(xué)的對(duì)電氣工程進(jìn)行控制，大大提高了生產(chǎn)效率。并且PLC技術(shù)采用虛擬元件代替之前電機(jī)控制的電氣工程之中的實(shí)物原件，實(shí)現(xiàn)了之前只建立在想象之中的供電系統(tǒng)模式之間的自由切換，一方面節(jié)省了大量電氣工程基礎(chǔ)生產(chǎn)成本，另一方面也提升了電氣工程系統(tǒng)的設(shè)備兼容性。[3]

4.2 利用遺傳算法提升電氣工程及其自動(dòng)化的設(shè)計(jì)合理性

在我國(guó)傳統(tǒng)的電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，一般是借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的設(shè)計(jì)模型，然后結(jié)合電氣工程的應(yīng)用領(lǐng)域人工制定設(shè)計(jì)方案。然而隨著我國(guó)工業(yè)行業(yè)的不斷發(fā)展，這種依靠設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的人工設(shè)計(jì)已經(jīng)不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求，很容易出現(xiàn)模型與生產(chǎn)過程不符，在后期投入使用之后出現(xiàn)許多問題的情況。并且傳統(tǒng)的機(jī)電控制無法對(duì)突發(fā)的問題進(jìn)行精準(zhǔn)判斷，無法對(duì)潛在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，并且在實(shí)際的電子工程及其自動(dòng)化控制及切割的階段，由于模型的不精確，使控制不準(zhǔn)確，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)出現(xiàn)延遲，這給電氣工程及其自動(dòng)化在工業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用帶來了很大弊端。而現(xiàn)階段的智能技術(shù)通過遺傳算法能夠?qū)C(jī)電工程及其自動(dòng)化整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行合理優(yōu)化，遺傳算法當(dāng)中包含著圖像精確處理、設(shè)計(jì)圖紙優(yōu)化求救等系統(tǒng)，能夠根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中不同的需求提供最精確的參數(shù)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的先進(jìn)性和適用性。

4.3 運(yùn)用智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提升電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性

智能技術(shù)應(yīng)用于電氣工程及其自動(dòng)化的過程中，最突出的優(yōu)點(diǎn)就是智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的建立。智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)一般由兩個(gè)系統(tǒng)組成，第一個(gè)系統(tǒng)是用于轉(zhuǎn)子速度辨別和控制的電氣工程機(jī)電參數(shù)系統(tǒng)，另一個(gè)系統(tǒng)是對(duì)電流進(jìn)行辨別和控制的電氣工程動(dòng)態(tài)參數(shù)系統(tǒng)。[4]神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用于電氣工程及其自動(dòng)化過程中，能夠利用其本身層次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)置多個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，并且在其中添加反向?qū)W習(xí)算法，做到對(duì)整個(gè)電氣工程中交流電機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的診斷和監(jiān)控。此外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立的過程中，大量運(yùn)用反向轉(zhuǎn)波算法，與傳統(tǒng)的梯形控制法相比，返向轉(zhuǎn)波算法定位更準(zhǔn)確，并且能夠?qū)﹄姎夤こ踢\(yùn)行過程中負(fù)載轉(zhuǎn)矩和非初始速度的范圍和量化進(jìn)行有效控制。最重要的是，在電氣工程及其自動(dòng)化中，智能化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠依托其自身的函數(shù)估計(jì)器提升對(duì)外界的抗干擾能力，能夠適用于多個(gè)傳感器并行輸入的結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定，使整個(gè)電氣工程及其自動(dòng)化的監(jiān)控與決策系統(tǒng)更加可靠。

5 電氣工程及其自動(dòng)化中智能化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

首先，從電氣工程及其自動(dòng)化中智能化技術(shù)的技術(shù)要求方向來看，未來的智能化技術(shù)勢(shì)必要擁有更高的速度、更高的精準(zhǔn)度、更低的能效。未來的智能化技術(shù)要根據(jù)不同的行業(yè)進(jìn)一步提升自身系統(tǒng)的智能化程度，添加更多細(xì)節(jié)性的自動(dòng)化控制功能。此外，未來的智能化技術(shù)也需要展現(xiàn)其在電氣工程及其自動(dòng)化控制過程當(dāng)中的柔性化，在提升電氣工程性能的同時(shí)，更加注重對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部信息流的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。

其次，從電氣工程及其自動(dòng)化中智能化技術(shù)的功能要求方向來看，未來的智能化技術(shù)發(fā)展還要繼續(xù)在現(xiàn)階段的用戶截面圖形化和系統(tǒng)內(nèi)部各項(xiàng)參數(shù)計(jì)算可視化發(fā)展的基礎(chǔ)上，朝著對(duì)模擬圖形、帶圖形的有效追蹤、分析預(yù)判，用戶界面圖形便捷化、人性化的方向繼續(xù)發(fā)展，在探索精確化數(shù)據(jù)分析的道路上繼續(xù)前行。

最后，從從電氣工程及其自動(dòng)化中智能化技術(shù)的系統(tǒng)要求方向來看，未來的智能化技術(shù)會(huì)越來越朝著集成化、多元模塊結(jié)合化的方向邁進(jìn)。目前在電氣工程及其自動(dòng)化中興起的LED技術(shù)本身質(zhì)量輕、體積小，并且集合了各種信息化技術(shù)、智能化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，能夠增加集成電路的密度，在存儲(chǔ)和顯示信息方面也更具優(yōu)勢(shì)。[5]因此，未來在電氣工程及其自動(dòng)化過程中應(yīng)用的智能技術(shù)會(huì)越來越依托網(wǎng)絡(luò)的便捷性，在電氣工程系統(tǒng)的操作靈活性、自動(dòng)化控制系統(tǒng)的多模型擬合方面取得更大的突破。

6 結(jié)語

綜上所述，電氣工程及其自動(dòng)化與智能技術(shù)的結(jié)合不僅彌補(bǔ)了許多傳統(tǒng)機(jī)電控制過程當(dāng)中的局限性，提高了電氣工程系統(tǒng)的控制精確度、提高了自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，更為工業(yè)生產(chǎn)節(jié)省了不少的人力資源，也大大降低了人力操作存在的安全隱患。而智能化技術(shù)在未來也必將會(huì)使電氣工程及其自動(dòng)化過程由傳統(tǒng)的人力勞動(dòng)變?yōu)橹悄艿臋C(jī)械勞動(dòng)，為企業(yè)降低生產(chǎn)成本，使工業(yè)發(fā)展領(lǐng)域經(jīng)濟(jì)效益不斷提升，促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。

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