提高自动化设备可靠性的智能控制系统的研究

麻长明

摘 要：本文介绍了用于自动化设备可靠性分析的三种主要方法，并对三种方法的特点进行了分析。介绍了智能控制系统的定义及应用，分析了智能控制系统在自动化设备可靠性分析的应用前景，得出了智能控制系统在提高自动化设备可靠性方面具有重要作用的结论。

关键词：电气自动化 设备可靠性 智能控制

中图分类号：TM732 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（b）-0000-00

1引言

自动化技术已经被应用工农业、军事、科研等众多领域。通过对电器设备的自动化改进可以解放劳动力、避免人们在危险复杂的环境中工作，提高了人们对自然世界改造及适应的能力[1]。当今社会在电气行业中采用半导体技术实现设备的有效控制是非常流行的，也是提高生产可靠性的主要手段。为了建立健全高可靠性的生产体系，势必需要研究引入新的技术及方法，其中采用智能控制系统完善自动化技术已成为新的热门[2]。首先，对影响生产过程可靠性的方面进行分析，保障产品的稳定性。然后再采用新技术、新方法使生产过程智能化、高效化，从而提高自动化设备的可靠性[3，4]。

2 自动化设备可靠性分析方法介绍

在考察电气化设备可靠性的过程中，对整体设备的自动化水平、以及其安全性能、质量等做出评价都有相应的标定方法。依照目前国家电控配备中心的实验数据可知，衡量电气设备可靠性主要通过以下三点完成。

2.1 实验检测法

采用实验检测法就是将被测的电气设备拿进实验室，通过做实验的方法获得电气设备的相应信息，这些信息就可以反映出设备的工作状态、性能等。只要工作条件、测试环境是固定的，则测试结果就具有很强的说服力。但由于是实验室环境，并不是真实的应用场合，所以需要模仿各种电气使用过程中的干扰、影响等，否则实验的结果与真实应用过程中的实验效果有差异。当然，一般采用固定的检测模式，即先验知识是给定的。

该种方法常常应用于比较适合放置与实验室的电气设备，属于最基本的实验方法之一。又因为需要为实验提出真实情况的环境干扰因素等问题，所以，在实验室实验过程中需要预先设计工作场景，例如温度、湿度等。

2.2 保障实验法

该方法广泛地应用于一般的电气设备，在产品出厂前完成相应的实验，在产品质量有保障的前提下，做好实验的细节部分。通常也有叫这种方法为“烤机”，例如我们新买的电脑使其连续工作几天，从而考察其稳定性。将产品可能遇到的问题作为故障点，然后在“烤机”的过程中排除故障点。当然，在产品研发是已经对产品的质量、性能做出了检测，而这个环节考察的更多是产品的可靠性，就是在多次使用、长时间使用的过程中可能遇到的产品故障或者损耗。广义的说，这种方法可以用于任意产品，具有极高的普适性。实际上，该方法常常应用于可靠性要求高、数量少的电控及自动化系统中。

2.3 现场检测法

现场检测法是在现场完成设备的可靠性分析，通过数理统计的方法获得设备的相关技术指标，该方法不需要太多的辅助设备，可以直接针对被测设备操作的数据进行分析。直接费用少，不影响设备工作，但是其条件常常不能明确，因为现场的环境常常会变化，实验数据不能明确的给出实验条件，影响分析的准确度。

现场检测分三种形式：1、设备不停止工作，直接检测运行数据；2、设备停机，在停止正常工作的前提下完成检测；3、脱机运行，就是将被测设备脱离主运行系统进行检测。无论哪种方法都是现场完成获取数据。

3 智能控制系统

采用智能控制系统完成自动化设备可靠性的检测具有很多优越性。首先，智能化控制是一个量化控制的过程，对设备的操作有章可循，多少可以根据实验结果量化调整[3]。其次，智能控制系统常常有智能芯片构成，而智能芯片的数字信息可以有效地被存储、分析等，同时可以与计算机简单融合，便于网络化管理。智能控制系统的系统结构如图1所示。

自动化设备是以自动控制及机械技术为基础的，其应用对象很广泛，从单个设备到整条生产线甚至于整个工厂、企业的控制、操作、监管、决策等。自动化设备的应用对象也不仅仅局限于工业生产，在金融、农林、交通、教育等方面都有应用。如办公自动化等。而现代科技的发展非常快，特别是信息技术的引入，是采用智能系统实现自动化的控制更适合大范围、快递的生产方式。如将光纤通信、人工智能、仿真模拟、多媒体网络等技术应用于自动化设备的控制，可以更好地完成自动化设备的功能及应用。目前非常流行的虚拟现实技术也是总体监控的高效手段。总之，自动化设备的可靠性正向高智能化、高集成度以及网络联用的方向发展。智能控制系统在提高自动化设备可靠性方面具有重要作用。

4 智能仪器控制特点

采用智能芯片完成智能控制是一个新的发展趋势，为了实现工业生产的高效化，针对复杂的生产过程进行量化控制，是常规控制方法无可比拟的。因为智能控制系统中有高度非线性、分类模糊性的诸多算法，所以针对各种不同的问题可以给出不同的分析方法。在控制系统中，简单的微分方程已经不是唯一的系统分析路径了。而，需要加入更多更新的方法以及相应的数学工具。同时，采用自适应、自学习等拟人算手段可以进一步使系统具有高处理能力。使控制系统可以完成综合分析和处理的能力，定性及定量地判断相应的信息。并且在智能算法中为了适应不同的环境以及不确定参数，系统会以任务为目的调整算法方式及参数，从而实现系统的优化。

5 总结

通过对现有的自动化设备可靠性检测方法的分析，对比了三种主要方法的优缺点。分析了智能控制系统在自动化设备可靠性分析的应用前景，得出了智能控制系统在提高自动化设备可靠性方面具有重要作用的结论。

参考文献

[1] 曹谦明.如何对电气自动化控制设备进行可靠性测试[]J.科技信息，2007，（5）：99.

[2] 马德新，王术贺.电气自动化控制设备的可靠性测试[]J.黑龙江科技信息，2011，19：21.

[3] David S. Koltick. The Integrated Detection of Hazardous Materials[J]. Center for Sensing Science and Technology Purdue University，2003，1（2）：1.

[4] John G. Murphy， Stephen O Driscoll， Niall J. Smith. Multi-Path DOAS for Tomographic Measurements[J].SPIE，2003，Vol.4876： 875- 885.

[5] 刘中奇，王汝琳，周明.基于光纤通信的矿井通信应用策略研究[J].煤炭机械. 2004， 2（2）：39-40.

摘 要：本文介绍了用于自动化设备可靠性分析的三种主要方法，并对三种方法的特点进行了分析。介绍了智能控制系统的定义及应用，分析了智能控制系统在自动化设备可靠性分析的应用前景，得出了智能控制系统在提高自动化设备可靠性方面具有重要作用的结论。

关键词：电气自动化 设备可靠性 智能控制

中图分类号：TM732 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（b）-0000-00

1引言

自动化技术已经被应用工农业、军事、科研等众多领域。通过对电器设备的自动化改进可以解放劳动力、避免人们在危险复杂的环境中工作，提高了人们对自然世界改造及适应的能力[1]。当今社会在电气行业中采用半导体技术实现设备的有效控制是非常流行的，也是提高生产可靠性的主要手段。为了建立健全高可靠性的生产体系，势必需要研究引入新的技术及方法，其中采用智能控制系统完善自动化技术已成为新的热门[2]。首先，对影响生产过程可靠性的方面进行分析，保障产品的稳定性。然后再采用新技术、新方法使生产过程智能化、高效化，从而提高自动化设备的可靠性[3，4]。

2 自动化设备可靠性分析方法介绍

在考察电气化设备可靠性的过程中，对整体设备的自动化水平、以及其安全性能、质量等做出评价都有相应的标定方法。依照目前国家电控配备中心的实验数据可知，衡量电气设备可靠性主要通过以下三点完成。

2.1 实验检测法

采用实验检测法就是将被测的电气设备拿进实验室，通过做实验的方法获得电气设备的相应信息，这些信息就可以反映出设备的工作状态、性能等。只要工作条件、测试环境是固定的，则测试结果就具有很强的说服力。但由于是实验室环境，并不是真实的应用场合，所以需要模仿各种电气使用过程中的干扰、影响等，否则实验的结果与真实应用过程中的实验效果有差异。当然，一般采用固定的检测模式，即先验知识是给定的。

该种方法常常应用于比较适合放置与实验室的电气设备，属于最基本的实验方法之一。又因为需要为实验提出真实情况的环境干扰因素等问题，所以，在实验室实验过程中需要预先设计工作场景，例如温度、湿度等。

2.2 保障实验法

该方法广泛地应用于一般的电气设备，在产品出厂前完成相应的实验，在产品质量有保障的前提下，做好实验的细节部分。通常也有叫这种方法为“烤机”，例如我们新买的电脑使其连续工作几天，从而考察其稳定性。将产品可能遇到的问题作为故障点，然后在“烤机”的过程中排除故障点。当然，在产品研发是已经对产品的质量、性能做出了检测，而这个环节考察的更多是产品的可靠性，就是在多次使用、长时间使用的过程中可能遇到的产品故障或者损耗。广义的说，这种方法可以用于任意产品，具有极高的普适性。实际上，该方法常常应用于可靠性要求高、数量少的电控及自动化系统中。

2.3 现场检测法

现场检测法是在现场完成设备的可靠性分析，通过数理统计的方法获得设备的相关技术指标，该方法不需要太多的辅助设备，可以直接针对被测设备操作的数据进行分析。直接费用少，不影响设备工作，但是其条件常常不能明确，因为现场的环境常常会变化，实验数据不能明确的给出实验条件，影响分析的准确度。

现场检测分三种形式：1、设备不停止工作，直接检测运行数据；2、设备停机，在停止正常工作的前提下完成检测；3、脱机运行，就是将被测设备脱离主运行系统进行检测。无论哪种方法都是现场完成获取数据。

3 智能控制系统

采用智能控制系统完成自动化设备可靠性的检测具有很多优越性。首先，智能化控制是一个量化控制的过程，对设备的操作有章可循，多少可以根据实验结果量化调整[3]。其次，智能控制系统常常有智能芯片构成，而智能芯片的数字信息可以有效地被存储、分析等，同时可以与计算机简单融合，便于网络化管理。智能控制系统的系统结构如图1所示。

自动化设备是以自动控制及机械技术为基础的，其应用对象很广泛，从单个设备到整条生产线甚至于整个工厂、企业的控制、操作、监管、决策等。自动化设备的应用对象也不仅仅局限于工业生产，在金融、农林、交通、教育等方面都有应用。如办公自动化等。而现代科技的发展非常快，特别是信息技术的引入，是采用智能系统实现自动化的控制更适合大范围、快递的生产方式。如将光纤通信、人工智能、仿真模拟、多媒体网络等技术应用于自动化设备的控制，可以更好地完成自动化设备的功能及应用。目前非常流行的虚拟现实技术也是总体监控的高效手段。总之，自动化设备的可靠性正向高智能化、高集成度以及网络联用的方向发展。智能控制系统在提高自动化设备可靠性方面具有重要作用。

4 智能仪器控制特点

采用智能芯片完成智能控制是一个新的发展趋势，为了实现工业生产的高效化，针对复杂的生产过程进行量化控制，是常规控制方法无可比拟的。因为智能控制系统中有高度非线性、分类模糊性的诸多算法，所以针对各种不同的问题可以给出不同的分析方法。在控制系统中，简单的微分方程已经不是唯一的系统分析路径了。而，需要加入更多更新的方法以及相应的数学工具。同时，采用自适应、自学习等拟人算手段可以进一步使系统具有高处理能力。使控制系统可以完成综合分析和处理的能力，定性及定量地判断相应的信息。并且在智能算法中为了适应不同的环境以及不确定参数，系统会以任务为目的调整算法方式及参数，从而实现系统的优化。

5 总结

通过对现有的自动化设备可靠性检测方法的分析，对比了三种主要方法的优缺点。分析了智能控制系统在自动化设备可靠性分析的应用前景，得出了智能控制系统在提高自动化设备可靠性方面具有重要作用的结论。

参考文献

[1] 曹谦明.如何对电气自动化控制设备进行可靠性测试[]J.科技信息，2007，（5）：99.

[2] 马德新，王术贺.电气自动化控制设备的可靠性测试[]J.黑龙江科技信息，2011，19：21.

[3] David S. Koltick. The Integrated Detection of Hazardous Materials[J]. Center for Sensing Science and Technology Purdue University，2003，1（2）：1.

[4] John G. Murphy， Stephen O Driscoll， Niall J. Smith. Multi-Path DOAS for Tomographic Measurements[J].SPIE，2003，Vol.4876： 875- 885.

[5] 刘中奇，王汝琳，周明.基于光纤通信的矿井通信应用策略研究[J].煤炭机械. 2004， 2（2）：39-40.

摘 要：本文介绍了用于自动化设备可靠性分析的三种主要方法，并对三种方法的特点进行了分析。介绍了智能控制系统的定义及应用，分析了智能控制系统在自动化设备可靠性分析的应用前景，得出了智能控制系统在提高自动化设备可靠性方面具有重要作用的结论。

关键词：电气自动化 设备可靠性 智能控制

中图分类号：TM732 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（b）-0000-00

1引言

自动化技术已经被应用工农业、军事、科研等众多领域。通过对电器设备的自动化改进可以解放劳动力、避免人们在危险复杂的环境中工作，提高了人们对自然世界改造及适应的能力[1]。当今社会在电气行业中采用半导体技术实现设备的有效控制是非常流行的，也是提高生产可靠性的主要手段。为了建立健全高可靠性的生产体系，势必需要研究引入新的技术及方法，其中采用智能控制系统完善自动化技术已成为新的热门[2]。首先，对影响生产过程可靠性的方面进行分析，保障产品的稳定性。然后再采用新技术、新方法使生产过程智能化、高效化，从而提高自动化设备的可靠性[3，4]。

2 自动化设备可靠性分析方法介绍

在考察电气化设备可靠性的过程中，对整体设备的自动化水平、以及其安全性能、质量等做出评价都有相应的标定方法。依照目前国家电控配备中心的实验数据可知，衡量电气设备可靠性主要通过以下三点完成。

2.1 实验检测法

采用实验检测法就是将被测的电气设备拿进实验室，通过做实验的方法获得电气设备的相应信息，这些信息就可以反映出设备的工作状态、性能等。只要工作条件、测试环境是固定的，则测试结果就具有很强的说服力。但由于是实验室环境，并不是真实的应用场合，所以需要模仿各种电气使用过程中的干扰、影响等，否则实验的结果与真实应用过程中的实验效果有差异。当然，一般采用固定的检测模式，即先验知识是给定的。

该种方法常常应用于比较适合放置与实验室的电气设备，属于最基本的实验方法之一。又因为需要为实验提出真实情况的环境干扰因素等问题，所以，在实验室实验过程中需要预先设计工作场景，例如温度、湿度等。

2.2 保障实验法

该方法广泛地应用于一般的电气设备，在产品出厂前完成相应的实验，在产品质量有保障的前提下，做好实验的细节部分。通常也有叫这种方法为“烤机”，例如我们新买的电脑使其连续工作几天，从而考察其稳定性。将产品可能遇到的问题作为故障点，然后在“烤机”的过程中排除故障点。当然，在产品研发是已经对产品的质量、性能做出了检测，而这个环节考察的更多是产品的可靠性，就是在多次使用、长时间使用的过程中可能遇到的产品故障或者损耗。广义的说，这种方法可以用于任意产品，具有极高的普适性。实际上，该方法常常应用于可靠性要求高、数量少的电控及自动化系统中。

2.3 现场检测法

现场检测法是在现场完成设备的可靠性分析，通过数理统计的方法获得设备的相关技术指标，该方法不需要太多的辅助设备，可以直接针对被测设备操作的数据进行分析。直接费用少，不影响设备工作，但是其条件常常不能明确，因为现场的环境常常会变化，实验数据不能明确的给出实验条件，影响分析的准确度。

现场检测分三种形式：1、设备不停止工作，直接检测运行数据；2、设备停机，在停止正常工作的前提下完成检测；3、脱机运行，就是将被测设备脱离主运行系统进行检测。无论哪种方法都是现场完成获取数据。

3 智能控制系统

采用智能控制系统完成自动化设备可靠性的检测具有很多优越性。首先，智能化控制是一个量化控制的过程，对设备的操作有章可循，多少可以根据实验结果量化调整[3]。其次，智能控制系统常常有智能芯片构成，而智能芯片的数字信息可以有效地被存储、分析等，同时可以与计算机简单融合，便于网络化管理。智能控制系统的系统结构如图1所示。

自动化设备是以自动控制及机械技术为基础的，其应用对象很广泛，从单个设备到整条生产线甚至于整个工厂、企业的控制、操作、监管、决策等。自动化设备的应用对象也不仅仅局限于工业生产，在金融、农林、交通、教育等方面都有应用。如办公自动化等。而现代科技的发展非常快，特别是信息技术的引入，是采用智能系统实现自动化的控制更适合大范围、快递的生产方式。如将光纤通信、人工智能、仿真模拟、多媒体网络等技术应用于自动化设备的控制，可以更好地完成自动化设备的功能及应用。目前非常流行的虚拟现实技术也是总体监控的高效手段。总之，自动化设备的可靠性正向高智能化、高集成度以及网络联用的方向发展。智能控制系统在提高自动化设备可靠性方面具有重要作用。

4 智能仪器控制特点

采用智能芯片完成智能控制是一个新的发展趋势，为了实现工业生产的高效化，针对复杂的生产过程进行量化控制，是常规控制方法无可比拟的。因为智能控制系统中有高度非线性、分类模糊性的诸多算法，所以针对各种不同的问题可以给出不同的分析方法。在控制系统中，简单的微分方程已经不是唯一的系统分析路径了。而，需要加入更多更新的方法以及相应的数学工具。同时，采用自适应、自学习等拟人算手段可以进一步使系统具有高处理能力。使控制系统可以完成综合分析和处理的能力，定性及定量地判断相应的信息。并且在智能算法中为了适应不同的环境以及不确定参数，系统会以任务为目的调整算法方式及参数，从而实现系统的优化。

5 总结

通过对现有的自动化设备可靠性检测方法的分析，对比了三种主要方法的优缺点。分析了智能控制系统在自动化设备可靠性分析的应用前景，得出了智能控制系统在提高自动化设备可靠性方面具有重要作用的结论。

参考文献

[1] 曹谦明.如何对电气自动化控制设备进行可靠性测试[]J.科技信息，2007，（5）：99.

[2] 马德新，王术贺.电气自动化控制设备的可靠性测试[]J.黑龙江科技信息，2011，19：21.

[3] David S. Koltick. The Integrated Detection of Hazardous Materials[J]. Center for Sensing Science and Technology Purdue University，2003，1（2）：1.

[4] John G. Murphy， Stephen O Driscoll， Niall J. Smith. Multi-Path DOAS for Tomographic Measurements[J].SPIE，2003，Vol.4876： 875- 885.

[5] 刘中奇，王汝琳，周明.基于光纤通信的矿井通信应用策略研究[J].煤炭机械. 2004， 2（2）：39-40.