电子自动化控制中智能技术及应用

杨怡康

摘 要：以科技驱动创新发展，已经成为各领域各行业现代化建设的客观需求与发展必然趋势。在此背景下，作为科学技术体系中的重要组成部分，智能技术被广泛应用到各领域中，并发挥着至关重要的作用。本文以电子自动化控制为例，对电子自动化控制中的智能技术及其应用进行了简要分析，以期加强对智能技术的认知与了解，使其更好推动我国电子自动化控制领域的创新发展。

關键词：电子自动化；自动化控制；智能技术

中图分类号：TM921.5 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）24-0022-02

电子工程是电气工程领域中的重要组成部分，因此，电子自动化控制在一定程度上也可理解为电气自动化控制，侧重于电子设备、电气装置、电气系统等的自动化管控。将智能技术应用于电子自动化控制中可有效提升电子自动化控制质量，促进其作用的充分发挥，从而实现相关产品（系统）智能化水平的提高。因此，在科学技术不断创新，高度重视创新驱动发展的背景下，有必要加强电子自动化控制中智能技术及其应用的研究，以更好指导实践，推动产业发展。

1 智能技术与电子自动化控制

1.1 智能技术

智能技术是基于计算机网络技术、电子通信技术、信息技术、传感技术、GPS定位技术等创新发展与结合应用下，形成的综合性技术，是用于智能与智能应用研究，所采用的技术与方法，包括智能主体、机械学习、数据挖掘、知识网络构建、自主计算、智能检索等众多内容[1]。随着产品市场竞争的日渐加剧，产品在满足基本功能需求的同时，其性能与功能得到进一步强化，侧重于从“人文+技术”入手，实现自动化、智能化发展，获取竞争优势。

1.2 电子自动化控制

关于“电子自动化控制”可从“电子自动化”与“自动化控制”进行解释。电子自动化是电子工程信息化建设的一种表现形式，在电子技术、计算机网络技术、信息技术、检测技术、传感技术等结合应用下，实现电子设备（系统）的自动化发展，包括自动化作业与管控；而自动化控制是机械电气一体自动化集成控制理论，也是机械电气一体自动化集成控制理论技术，它能够根据设备、机械生产目的与使用要求，在设备操作人员直接或间接参与下，实现半自动或全自动控制，可有效将人们从单一、枯燥、繁重的体力劳动中解放出来，节约劳动资本，降低工作强度，提升工作质量与效率。因此，电子自动化控制，则是以电子工程为主，对各种自动化装置与系统，实施的自动化控制，并使其具备自动化作业能力。

2 电子自动化控制中的智能技术

随着电子自动化控制设备与系统应用范围的不断拓展，以及应用要求的不断提高，智能技术逐渐渗透到电子自动化控制领域。并在一定程度上有效提升电子自动化控制性能，实现其应用质量与效率的提升，为电子工程优化发展奠定良好基础，成为电子自动化控制不可或缺的存在。对当前电子自动化控制中的智能技术进行归纳与总结，智能技术大致可分为以下三种类型：

（1）智能检测技术。智能检测以先进传感器技术为核心，在计算机系统、信息技术、网络技术、人工智能技术等结合应用下，能够对数据进行自动采集、分析、识别，并实现多种计算与分析，满足设备或系统测试与故障诊断目的的技术[2]。通常情况下，电子自动化控制中智能检测技术的应用多体现在电子仪器仪表中。以工业生产电动调节仪表为例，智能检测技术的应用，提升了仪表智能化水平，使其能够通过自动检测，获取被检测对象数据，计算与分析出被检测对象数值变化规律与变化趋势，掌握被检测对象实际情况。与此同时，在多媒体技术、人工交互技术、人工神经元技术的支持下，仪表能够将检测到的信息，纳入自动化控制范畴，从而根据实际情况与需求，制定相关决策，进行作业行为约束，以实现工作质量与效率的提升。（2）智能数据分析技术。智能数据分析是电子自动化控制中应用较为广泛的智能技术，在自动化控制系统中充当“智能化助手”角色，能够在有限时间内，获取有价值数据，并进行数据应用，提升决策正确性，实现工作质量与效率的提升。通常情况下，智能数据分析涉及到的知识与技术相对较多，包括统计学、模式识别、机器学习等。例如，远程智能电表，在智能数据分析技术应用下，能够根据所采集到的用户用电信息进行实时分析，了解用户用电情况，明确一定时间内用户用电变化趋势，便于相关工作人员进行电网调度与电能供应管理。（3）智能诊断技术。智能诊断是以知识处理为基础，在传感器技术与自动测试技术基础上，引入人工智能，形成的智能诊断方法。智能诊断的核心技术为人工智能技术，能够依据神经网络诊断原理（通过人脑神经元结构特征模仿，构建非线性动力学网络系统，使系统具备人脑某些能力，能够将人类知识引入诊断流程），实现风险自动化识别与故障自动化定位。并基于故障判断，提出针对性解决方案，实现故障“智能”处理。以电网故障检测系统为例，故障检测系统能够以诊断对象标准工作状态为基准，实现状态信号预处理，并对诊断对象变化情况进行推断，基于经验数据构建虚拟模型，将虚拟模型代入智能系统（诊断知识库）中，将标准与系统现实相对应，依托智能设备进行异常解释与判断，获取诊断结果。而应用与系统中的智能断路器，可依据诊断结果，进行合闸与分闸，实现问题应急处理与预警[3]。

3 电子自动化控制中智能技术的应用

智能技术应用于电子自动化控制装置（系统）已经成为电子自动化控制现代化建设与发展的必然趋势，以下为智能技术在电子自动化控制中的几种应用。

3.1 优化电子自动化控制设计

在电子自动化控制装置与系统设计过程中，应用智能技术能够在不改变其性能的基础上，实现其结构的调整与优化，从而提升装置（系统）质量，以满足其在实际应用中的需求。例如，在汽车主动悬挂控制系统设计过程中，设计人员常应用线性最优控制技术，在保证受控结构动态稳定性的基础上，寻找可行的控制规律，使受控于系统的对象，从起始状态转到既定要求的终端状态，同时使既定要求性能指标达到最值（最大或最小），在一定程度上能够有效增强系统工作效率。又如，在控制系统设计过程中，引入神经网控制技术能够进一步提升装置（系统）控制效果，增强装置（系统）控制的自动化、智能化水平。相对于传统以数学模型与性能指标为基础进行设计的电子自动化控制装置（系统）而言，神经网络控制的设计，虽然不具备显示知识表达的优势，但它能够在多个简单神经元连接下，模拟人类的思考方式进行大容量信息分析与处理，满足大型设备、大规模系统控制需求。与此同时，神经网络控制技术的自组织、自学习能力、容错性与鲁棒性较强。因此，在电子自动化控制系统设计过程中，应用神经网络控制技术，当系统中某区域或构件发生故障，出现功能失效状况时，能够将故障控制在一定范围，降低其对整个系统的影响。

通常情况下，神经网络控制技术在电子控制领域中的应用主要由以下三种情况：

（1）作为控制器被应用于控制系统中；（2）作为控制对象模型被应用于控制结构中；（3）作为非线性函数或过程参数评估装置应用于控制网络体系中。

3.2 强化自动化控制系统性能

在现代化工业生产中，随着机械设备应用规模的不断增加，以及机械设备自动化作业水平的日益提升，自动化控制的重要性愈发明显。提升电子自动化控制性能，实现电子自动化控制系统的有效扩充成为人们思考与关注的重点。而随着智能技术的出现与应用，原自动化技术、电子自动化控制技术得到补充与完善。在此背景下，电子自动化控制装置与系统性能得到强化。

以PLC控制器为例。PLC作为现代工业生产中应用较为广泛的电子控制器，是在原继电控制原理的基础上，依托先进科学技术，以可编程存储实现顺序控制、算术操作、邏辑运算、定时操作等指令的执行，并进行信息的数字化输入与输出，从而对设备或工业生产流程进行有效控制。将智能技术应用于PLC系统，可进一步提升PLC系统的稳定性、可靠性以及对信息的处理与分析能力。现阶段，智能技术对于PLC系统的扩充主要体现“主区”与“分站”两个层面。其中，“主区”层面主要表现为：在PLC系统中央处理单元引入人工智能技术，增强程序运行与处理的可控性、协调性；而“分站”层面主要表现为：对各流程工序的自动化与智能化监控，使输入与输出电源能够依据“主区”规划运行，并通过反馈控制、双向控制，增强系统运行稳定性、安全性。

3.3 提升自动化控制应用质量

学科之间的融合发展推动技术的集成化、一体化发展。在此背景下，电子自动化控制领域中的智能技术呈现出综合应用态势。即根据电子自动化控制需求，进行功能模块的组合。其优势在于：优化系统结构；使设计与实现成本得到有效控制；增强系统操作简便性；促进电子自动化控制装置、电子自动化控制系统在实践应用中质量与效率的提升。现阶段，模糊控制技术与其他技术的集成，已经取得一定发展成效，包括“模糊控制+神经网络”、“模糊控制+专家系统控制技术”、“模糊控制+网络技术”等[4]。例如，某变电站智能化改造过程中，依托技术集成优势，增设了分布式流量监控系统、电网智能保护系统、变电器检测与故障诊断系统，实现了神经网络控制技术、专家系统故障诊断技术、模糊控制技术等的集成应用。并且经过智能化改造后的电子工程项目，在为期四个月试运行期间，故障发生概率由0.2%下降至0.03%，电力系统供电稳定性提升了0.02个百分点，自动化控制系统应用效果显著。

4 结语

随着智能技术的不断完善，其在电子自动化控制中应用作用愈发显著，不仅有利于提升电子自动化控制质量与效率，也能够进一步提升自动化控制的自动化、智能化水平，为企业生产、管理带来便利。本文通过分析电子自动化控制中的智能技术及其应用，旨在加强对智能技术的认知与掌握，了解智能技术应用优势，以进一步提升电子自动化控制效果，促进其在企业建设与发展中作用的充分发挥。

参考文献

[1]唐永明.解析电力系统自动化控制中的智能技术应用[J].低碳世界，2018（11）：57-58.

[2]于洋.浅谈电子工程自动化控制中的智能技术[J].计算机产品与流通，2018（3）：69.

[3]秦阮奇.智能技术在电子工程自动化控制中的应用探讨[J].时代农机，2018（2）：74.

[4]马云飞，余刚，王羽超.电子工程自动化控制中的智能技术[J].电子技术与软件工程，2017（8）：142.