电气工程自动化系统建设中智能化技术的应用

陈 云

（浙江新柴股份有限公司，浙江绍兴 312500）

0 引言

当前，电气工程自动化系统已广泛应用于电力行业。随着人们对电力需求量的与日俱增，以及对电气工程自动化系统性能要求的不断提高，电气工程自动化系统建设面临着新的挑战。其中最为突出的挑战就是技术的创新。传统电气工程自动化系统使用的技术已不能够满足电力行业的发展需求。融入智能化技术的电气工程自动化系统能适应电力行业的发展。因此，需要对智能化系统在电气工程自动化系统建设中的应用做深入研究。

1 智能化技术概念

到目前为止，对智能化技术还没有一个准确的定义。具体表现为：各大搜索引擎搜索“智能化技术”，得出的结果大多都是各行业领域中智能化系统的概述。而且，大多数与智能化技术相关的文献资料也未对智能化技术做详细说明。只有少数学者对智能化技术做了简单的定义。如张华平指出，“智能化技术是一种建立在计算机技术与人工技术基础上的技术，是近几年兴起的一个高新技术领域。”刘祥指出，“所谓智能化技术即指人工智能技术。”刘心驰指出，“智能化技术就是结合了计算机以及人工智能理论的技术”。由此得出，智能化技术就是一种以计算机技术和人工智能技术为基础的新型技术。基于电气工程的智能化技术，是计算机控制技术、微电子信息技术、机电一体化技术等多种技术的综合体现。

2 智能化技术的优势及特点

2.1 不需要建模

建立控制模型是传统电气工程自动化控制系统建设中的基础环节。过去，由于我国计算机技术以及网络技术还存在一定不足，建立控制模型时经常会出现一些问题，导致最终建立的控制模型与实际设计之间的差异较大，需要对控制模型进行调节。但在调节过程中，很难把控影响建模质量的不可控因素，这就使按照控制模型建设的电气工程自动化系统不具有准确性及稳定性，影响电力行业的发展。而智能化技术融合了先进的计算机技术、网络技术以及电子信息技术，不需要通过建立控制模型来建设自动化控制系统。因此，不会受到建模过程中产生问题的影响，保障了自动化控制系统的准确性及稳定性，促进了自动化控制系统整体性能的提升。

2.2 不需要人工控制

不需要人工操作是智能化技术的显著特点之一。由于不需要人工控制，电气工程自动化控制系统不会受到人为因素的影响，可实现系统利用率的提高以及对安全风险的预防。而且，应用智能化技术的电气工程自动化控制系统，其控制过程更加偏于智能化，具体表现为系统能自动获取、分析、处理信息，并利用处理后的信息对电气设备进行自动控制。此外，生产过程中一些需要进行人工操作的部分被自动化控制系统代替，可减少人工费用的支出，降低生产成本。

智能化技术不需要人工控制的实现方式是通过利用下降时间、响应时间和鲁棒性变化的关系，实现对系统的联合控制，进一步提高自动控制的准确性及稳定性。

2.3 精准处理数据信息

智能化技术的应用使自动化系统控制过程更偏向于智能化。而智能化控制中，自动化控制系统中的信息系统处理经控制器获取、分析的数据信息，并将处理后的信息传递给电气设备，电气设备根据信息迅速作出反应。控制器分析数据时，能准确分析控制量及被控对象，并对分析后的信息进行整理，实现数据信息处理准确率的提高。

2.4 提高整体控制能力

智能化技术可实现对整个自动化控制系统各个环节的实时监控。一旦数据分析与处理出现异常情况，或者系统的运行参数呈不规则变化，自动化系统中的报警系统就会运用智能化技术启动报警按钮。工作人员接收到报警信号后，及时采取有效措施对异常问题予以解决，保障系统的正常运行。而且，应用智能化技术的自动化控制系统不仅可以近距离控制电气设备，也能远距离控制电气设备。因此，智能化技术可提高自动化系统的整体控制能力。

3 电气工程自动化系统建设问题分析

3.1 质量管理

电气工程自动化系统建设具有较强的综合性及复杂性。建设过程中，不仅需要对自动化控制系统中存在的质量安全风险进行有效检测，也需要对自动化系统中出现的问题以及异常情况进行有效解决。除此之外，还要进行质量管理。但在实际建设时，多数自动化系统建设单位只注重检测控制系统的质量安全风险，解决控制系统中的问题以及异常情况，忽略了控制系统的质量管理，导致自动化系统设计以及建设之间的差异得不到有效控制，从而影响整个自动化控制系统的应用。

3.2 节能

电气工程自动化控制系统的应用范围越来越广。电气工程自动化控制系统运行需要消耗大量能源。要获得大量能源，除了开采能源之外，还可以提高能源利用率。如何提高能源利用率、使用有限的能源支持更多系统的运行是节能问题。为了防止过度开采能源，并使自动化系统建设适应我国可持续发展的理念，需要充分考虑节能问题。否则会造成能源的浪费，甚至对生态环境产生严重破坏。

3.3 系统控制

系统控制问题主要包括：①PLC/DCS 控制问题。影响PLC/DCS 控制的主要因素是选型、设计、编程与调试；②伺服控制问题。影响伺服控制的主要因素是PID 各自对差值调节、参数设置、线路连接以及编码器安装；③变频控制问题。影响变频控制的主要因素是参数设置、变频器安装以及布线；④电机控制问题。影响电机控制的主要因素是参数的调整、测试以及驱动器与控制器的选择。除上述控制问题外，还有液压气动控制问题、电加热系统控制问题等。

3.4 自动化水平

当前，我国电气工程自动化水平并不高，具体表现为仍旧需要从国外进口先进的电气设备。而且，虽然我国在电气工程自动化领域做了大量的研究，但是由于种种因素的影响，部分研究成果更加偏向于理论性，并不能将其应用到实际中。此外，我国还没有完全掌握自动化核心技术。

4 智能化技术在电气工程自动化系统建设中的应用

4.1 智能化PLC 技术

现阶段，PLC 技术已广泛应用于电气工程自动化系统，主要起辅助作用。PLC 作为可根据用户需求进行编程的数据存储器，可实现顺序控制、逻辑运算、定时/计数等功能。PLC 通过D/A 式I/O 控制各种不同类型的电气设备、机械设备及其生产过程，实现电气工程自动化系统的智能化控制。PLC 技术结合了计算机网络技术、微电子信息技术以及继电器控制技术，弥补了传统继电器控制技术的不足，简化了控制形式，改善了自动化系统的安全性能。PLC 的功能会随着科技的创新发展逐渐增多，而且其对电气工程自动化系统发展的推动作用也会逐渐加大。因此，需要将PLC 技术应用于电气工程自动化控制系统中。

4.2 优化设计技术

电气工程自动化系统是否能安全稳定地运行，取决于其设计是否具有较强的科学性及合理性。要使设计具有较强的科学性与合理性，首先需要设计人员掌握系统设计的基本知识，优化设计方法以及优化设计技术；其次，需要设计人员了解系统设计需求；最后，需要设计人员在实际需求的基础上运用系统设计知识、优化设计方法以及优化设计技术探寻系统设计的最优方案。应用优化设计技术的电气工程自动化系统，其功能性较强，可对数据信息进行精确处理，提高系统使用性能。

4.3 故障诊断技术

提高电气工程自动化系统运行的稳定性及安全性，需要注意两方面内容。一是注意系统的设计与建立；二是注意系统的运行过程。影响其运行的主要因素是对系统故障的发现和处理。故障诊断技术是实时监控与检测系统故障的重要手段。通过对故障的监督与检测，防止系统运行过程中出现安全问题，保障系统运行安全与稳定，提高系统运行效率。故障检测技术的应用可减轻相关人员的工作负担，为排除系统故障提供可靠依据，促进最优处理故障的方案，保障系统的技术检修。

4.4 智能控制技术

智能控制技术的主要控制方式有两种，一种是神经网络控制，另一种是模糊控制。神经网络是一种基于模仿动物神经网络特征的分布式并行信息处理算法模型。因此神经网络控制广泛应用于信息识别及信号处理等领域。结构复杂的自动化系统，不能以精准的语言描述其运行，因此不能达到控制目的。为解决这类系统中的控制问题，人们开始研究模糊算法。基于模糊算法的模糊控制是一种以模糊抽象性数学语言描述的控制规则控制系统工作的控制方式。它不依赖数学模型，被广泛应用于动态调节等领域。

5 结语

智能化技术是一种以计算机技术和人工智能技术为基础的新型自动化控制技术。其不需要建模，也不需要人工控制，能精准处理数据信息，还能提高系统的控制能力。当前电气工程自动化系统建设中存在的主要问题有质量管理问题、节能问题、系统控制问题以及自动化水平不高问题等。而将智能化技术应用于电气工程自动化系统建设中，可有效解决这些问题。智能化技术可实现电气工程自动化控制系统设计的优化、故障的诊断以及控制的智能化。

要想充分发挥智能化技术的功能，以加强电气工程自动化系统的建设，促进电力行业的发展，需要对智能化技术做深入研究，满足自动化系统对技术的需求。