智能化背景下电气工程及其自动化技术应用

杨 峰

（博阳能源科技有限公司，陕西西安 710071）

1 概述

当前社会各行各业都在应用智能化技术进行创新，变革已经成为社会发展的大趋势。在这样的背景下，利用智能化技术对传统的电气工程自动化技术进行改良或改进，应用智能化技术的优点解决电气工程自动化技术发展过程中出现的一些问题也成为发展的必然。本文将就智能化技术与传统的电气工程自动化技术进行分析对比，讨论智能化的优缺点以及可以与电气工程自动化相结合应用的方向，尝试利用智能化技术解决目前电气工程自动化技术存在的部分问题。

2 智能化技术

2.1 智能化技术概述

智能化技术起源于20世纪50年代中期，脱胎自计算机技术之中。以计算机技术为基础，结合了心理学、生物学、信息论、哲学数理逻辑以及自动化控制学等多种学科，综合性、技术性极强。随着不断发展，相关的分支技术也十分广泛，例如神经网络技术，遗传算法技术、专家系统、自学习控制技术、自适应控制和自组织控制技术等。智能化技术旨在通过计算机技术来模仿人或动物的行为方式或思维模式，能够进行大量信息感知和融合，在感知到的信息的基础上进行识别判断并给予相关决策，拥有自学习、自组织、自适应、自维护能力，且不同于传统计算机系统的死板，智能化系统还具备一定的容错性，从而使得机器控制、系统学习等方面更具有智能性。以往的计算机控制技术是通过其他设备进行信息采集，之后呈现给处理人员，工作人员根据这些数据进行相关计算、处理。应用智能化技术之后，整体操作系统将更加智能，对于监控设备所收集到的信息，智能系统会首先进行分析，并根据已有数据库寻找相应的处理方法进行处理，如果在数据库中找不到相关案例则会进行上报，由相关工作人员进行处理，并将这次数据置入数据库，当下次遇到同种类型的事件时将会直接处理，而不再上报。应用了智能化技术之后将会极大地减少相关工作人员的工作量，并且由计算机系统控制设备，其精确度和正确率要远高于人类水准。

2.2 智能化技术在工程中的应用

智能化技术在工程中的应用主要是对于工程机械的智能化改造。工程机械作业的工作环境往往复杂恶劣，诸如高压、高温、辐射等人类难以进入的环境中，一般都是通过工作人员远程遥控机械装置进行工作作业的。这种情况下，施工作业的进行往往是依靠工作人员的经验来保证工程质量的。这种经验往往需要十几年的时间才能磨炼出一个优秀施工作业人员，周期较长且成本较大。

经验不足的工作人员在操作时常常会出现对于施工机械的把握不当的问题，轻则延误工期，重则造成设备损坏。面对着这些问题，人们考虑到使用机器人来代替人类进行操作。机器人学习速度快，施工作业标准，分析处理能力远胜于人类。于是智能化工程机械由此诞生。智能化工程机械其实就是智能机器人，无需工作人员遥控操作，通过各式各样的传感器来获取外界信息，收集信息后进行综合处理，确定作业计划，通过相应程序执行作业计划，并在作业过程中不断反馈信息，根据实际情况调整作业计划，并记录数据信息到数据库之中。图1为智能化工程机械工作流程图。相关机械的设计工作涉及到了力，热，光，电，声，化学等多方面的学科知识，还需要计算机技术，传感器技术，控制技术，数据库技术等多方面技术进行支撑。

图1 智能化工程机械工作流程

通过智能化工程机械进行作业，具有高效率，高稳定性，高操作性的特点。例如对于爆破后的岩石碎块进行清理作业时，传统情况是通过人工操作机械进行工作，在工作过程中，稳定性，精确度，作业效率都取决于施工人员的经验与熟练程度。而使用智能化机械后，智能化系统将通过传感器对于岩石碎块堆积情况进行信息收集与分析，选出最佳的清理方案，在执行过程中实时更新，确保施工作业平稳高效完成。

3 电气工程自动化技术

3.1 电气工程自动化技术的概念

电气工程自动化技术也是随着社会科技进步而产生的一类综合性技术。电气工程及其自动化发展较早，已经演变成了一门完整的综合性学科。技术内容包含电气技术、自动化技术、网络技术、计算机技术等，均是20世纪产生的新兴技术。这门技术还很年轻，却在人类社会发展进程中留下了浓墨重彩的一笔。电气工程的自动化控制功能由运行操作模块、信息处理模块、应用模块和控制模块组合而成。使得电气工程在实际运行环节中可以完成自动调节、检测、管控等工作，令原本使用机器由人工操作的工作量大幅降低。

3.2 电气工程自动化技术的应用

自从人类进入了工业化社会进程中，电气工程自动化技术就进入了蓬勃发展的时代。电气工程自动化技术的应用遍布了人们日常生活的衣食住行当中。例如城市发展运行过程中不可或缺的电。现在的发电厂已经基本实现自动化管理。以风电场为例，过去的风电场设备角度和位置固定，无法追踪风的走向，导致产电效率低，风力利用率不高等问题。现在通过自动化系统远程监控调整设备的位置与转向，最大程度地将风力转变为电能，能源利用率大大增加。当前全国的各类电力过程自动化率已经超过了80%。其他方面，食品、衣物的加工制作是通过工厂中的自动化流水线生产出来的，外出出行过程中所乘坐的地铁，轻轨，高铁等都是通过电气工程自动化技术来完成操作驾驶的。

3.3 当前电气工程自动化技术应用过程中存在的弊端

3.3.1 能源消耗过大

能源是一切机械设备运行的基础，应用电气工程自动化技术的相关设备自然也不例外。但根据资料显示，我国目前运行的电气工程自动化设备出现了消耗能源过多的问题。根据计算，设备运行所需的能源并不需要这么多，而是有大量的能源被无端浪费掉了。经过调查分析，造成这一问题的原因主要有两大方面。

（1）国内对于电气工程自动化技术运行过程中使用能源没有统一标准定量，导致企业在设备运行过程中没有按照标准而过量供能，从而导致大量能源浪费。

（2）对于电气工程自动化设备的选择和构成不够清晰合理。大多数企业在选择电气自动化设备的过程中，一味追求设备的使用效率和产量，却忽视了设备的能耗情况以及设备之间的匹配程度，导致一部分生产设备长期处于高能耗的工作环境之下，不但造成大量能源以热量形式耗散，还会影响到生产设备的使用寿命。我国是发展中国家，各项资源都很紧缺，没有理由也不能浪费来之不易的宝贵能源。电气工程自动化技术运用过程中造成的大量能源耗散，与国家节能减排的大方向相悖，是急需解决的问题。

3.3.2 网格架构松散

一套完整的电气工程自动化生产设备往往由多种自动化设备共同组合而成。但是对于整体自动化设备的组合构架还比较松散。相关设备之间的数据交流工作还并不完善。比如一个设备出现故障之后，这一信息无法传递给其他工作设备，导致其他工作设备还在正常运行，影响整体的工作效率。缺乏设备之间的沟通性不利于未来电气工程自动化技术的进一步发展。未来的电气工程自动化技术发展中一大部分就是多设备协同工作。

4 在智能化背景下解决电气工程及其自动化技术问题的实际应用措施

面对生产设备中各部分不匹配导致的能源消耗量大的问题，可以先通过智能化技术进行计算，根据各项设备参数找出兼顾安全与效率的最优设备搭配方案。之后可以通过智能化技术建立起相关的智能化网络监测机制，在设备之间加装能量调节装置。实时监测各部分设备能耗及温度现状。根据收集到的设备信息，建立能量调节方案，控制各部分能量调节装置按照方案进行调节工作。应用了智能化技术之后将有效改善设备高能耗工作的情况，减少相关能量损耗，延长设备使用寿命。

5 结束语

在社会工业化进程中，电气工程自动化技术起到了举足轻重的作用，极大地推进了国家社会经济的发展。但是随着社会的发展，新的技术也在不断涌现，电气工程自动化技术已经不再适应发展的需要了，智能化技术才是发展的必然。虽然电气工程自动化技术发展到现在已经十分成熟了，但不能故步自封。面对新兴的技术，应该积极学习，吸收其优点，将其运用在原有的知识之中，通过研究使电气工程自动化技术智能化，使其焕发新的活力，为社会主义工业化建设再度发光发热。本文介绍了智能化技术应用于电气工程自动化当前电气工程自动化技术应用过程中存在的一些问题。并对智能化技术与电气工程自动化技术展开讨论，分析二者优缺点以及结合运作的可能性。针对电气工程自动化应用过程中出现的问题展开讨论，提出利用智能化技术解决这些问题的途径。希望可以为相关工作人员及研究人员提供帮助，推进我国工业化进程。