浅析智能化技术在电气工程自动化控制中的应用

2016-08-10罗鑫

大科技 2016年30期

关键词：电气工程智能化控制器

罗鑫

（国网湖南省电力公司湖南长沙410000）

浅析智能化技术在电气工程自动化控制中的应用

罗鑫

（国网湖南省电力公司湖南长沙410000）

电力系统的运行中，电气工程的自动化控制十分的重要，其对于整个电力系统的运行质量有着至关重要的影响。为了能够有效确保电气工程的全面发展，提升电气工程自动化的整体技术水平，在电力工程自动化控制管理中越来越广泛的应用了智能化技术。本文简要的阐述了智能化技术的基本概念，并结合智能化技术在电气工程自动化控制中的管理应用特点，着重分析智能化技术在电气工程自动化控制中的具体应用。

智能化；电气工程；自动化；控制应用

1 引言

在电气工程自动化控制当中合理应用智能化技术，不仅能够提升电气工程自动化控制的准确性，还能够极大程度的优化整个控制系统的工作效率。对此，研究智能化技术在电气工程自动化控制中的应用有着显著的现实意义。

2 智能化技术的基本概述

智能化技术实际上是指人工智能技术，早在20世纪50年代，人工智能就已问世，经过五十年的发展，智能技术逐渐成熟，并已成功运用于各个领域，为我们的生活带来便捷。电气工程主要是研究电气工程的相关运行系统，将智能化技术与电气工程自动化相结合，能够完善电气工程系统发展，推动电气工程自动化控制向精细方向迈进，这不仅是电气工程自身的发展，也在实践中为我们的生活带来了便捷。

智能化技术与电气工相结合的过程中，逐渐显现出如下的优点：①精度高、效率高，采用计算机精准控制，能够有效减少误差，降低出错率；②由于是多系统所控制，突破了以往系统控制的限制，能够形成一个网状结构，将整个系统从整体到细节罗列其间，形成对全局的控制；③实现了科学计算，智能化技术对于数字的计算与统计，及时准确，并且能够对数据进行分析，除此之外，智能化技术不仅能处理数据，还能够对文字与图像进行处理，减少了工作量以及出错率。

3 电气工程自动化控制中智能化技术特征

如今电气自动化发展迅速，其最为显著的表现即为控制设备自动化，和原有控制设备比较，当今的控制设备的智能化技术水平得到提高，其特点如下：

3.1 无人操作

将智能化控制设备应用在电气工程运行中，显著优于原有控制设备，其在一定程度上节约了人力资源，大大减少了操作人员工作量，即智能控制设备能够对自身系统进行调节，实现无人操作。

3.2 控制上的智能化

传统的控制器在对电气设备进行控制时，对简单的控制对象，控制器表现良好。但是，一旦碰到复杂的动态方程，由于控制器技术有一定的欠缺，经常会产生无法及时掌控控制对象的情况，甚至会出现模型失去控制、电气设备和控制设备全盘瘫痪的情况，从而对电气工程工作造成极大的影响。而在利用智能化控制器进行电气设备的控制时，控制过程中省略了对控制模型的设计，即使面对复杂的参数，控制器都能随时按照动态方程进行运作。从源头上对难以掌控的模型设计程序进行删除，智能控制器的精确程度得到一定的提升，在控制过程中更加得心应手。这种控制的智能化提高了工作效率，也节省了在控制模型设计上的开支，一定程度上降低了电气工程的运作成本。

3.3 数据处理上的一致性

应用智能化技术的控制器能够根据输入数据的不同进行准确评估，即使输入的数据十分陌生且复杂，智能化控制器也能通过一定的计算达到对数据一定程度上的评估。但是，智能化控制器也不是万能的，它与人脑一样，在面对复杂多变的数据时也会出现短暂的“短路”甚至“断路”。更详细点，就是在面对程序复杂、程序时间不定且较为混乱的数据时，智能化控制器会表现出运算吃力，无法完美地进行电气工程操作，工作效果也难以达到理想效果。出现这种情况并非都源于智能化技术本身的故障，技术人员应该根据出现的情况具体分析，找到问题的关键所在，一方面改进数据，另一方面针对智能化控制器的不足，加强科研工作，优化智能化控制器。

4 智能化技术在电气工程自动化控制中的应用分析

智能化技术给电气工程自动化控制注入了新鲜的血液，但真正的实现自动化还需要进一步探索和研究。

4.1 对系统存在的问题进行诊断

电气工程自动化控制过程中经常出现很多难以规避的信息、机器问题，人工诊断难以在第一时间将问题进行有效处理和解决。智能化技术运用到电气工程自动化控制中，结合CAD技术设计，及电机、电路、磁场等各方面理论，在提高其诊断速度的同时，能够提升诊断精准度，防止不必要问题的发生。应用智能化技术，关键诊断方法即为对变压设备加以研究，快速发现变压设备出现问题的大体区域，并且将范围逐步缩小，直到找出问题的实际位置后加以检查维修。此做法不但能够提高诊断问题的效率，同样能够防止损伤电气设备，提高工程运行效益。

4.2 实现对整个电气工程的自动化控制

随着我国科技技术的不断发展，PLC技术也有相应的普及及应用。PLC由四部分组成：中央处理单元（CPU板）、输入输出（I/O）部件和电源部件、存储器，其功能强，适应面广、可靠性高，抗干扰能力强、编程方法简单，容易掌握。同时，PLC控制系统的设计、安装、调试和维修工作量少，控制程序变化方便，具有很好的柔性。常会应用到智能抢答器；报警电路；交通信号灯控制；液体混合控制中，本文主要对其在交通信号灯中的应用的基本原理进行分析。例如某地段的交通信号灯的控制要求：白天：南北红灯亮25s，同时东西绿灯亮20s，到20s时，东西绿灯闪亮；3s后熄灭，东西黄灯亮2s，之后东西黄灯熄灭，东西红灯亮；同时，南北红灯熄灭，南北绿灯亮。东西红灯亮30s，同时南北绿灯亮25s后，闪亮3s后熄灭，南北黄灯亮2s后熄灭，南北红灯亮；东西红灯熄灭，东西绿灯亮。夜晚：南北、东西黄灯同时闪烁。基于此，利用PIC技术的进行控制，其输入/输出点分配见图1所示，梯形图设计如图2所示。

图1 输入/输出点分配

图2 梯形图设计

在当前电气化工程中，为了更好的优化电气工程各个环节，使用PLC技术，提升电气工程以及自动化工作的生产效率是最佳手段。通过PLC技术手段，可以基本上实现电气设备自动化智能控制。在传统的控制器基础上，PLC技术具备显著的元件控制能力，其能够根据检测设备的数据自动切换供电系统，从而显著的提高整个电气工程的稳定性与安全性。

4.3 对电气设计过程进程优化

原有的电气工程设计利用相关技术人员的多次试验以及改造才能够完成，如果相关技术人员并未把详细的实际状况考虑其中，一旦出现较为复杂的问题，难以第一时间予以解决，同时设计过程中不仅需要设计人员有非常丰富的专业基础知识（如电气、电路、磁路等），同样对其实际操作能力、工作经验也有一定要求。将智能化技术运用到电气工程自动化控制中，设计者能够利用电脑互联网或者有关软件加以设计，应用CAD技术，节约了时间，一定程度上提高了设计数据的精准度，并且使得设计种类更丰富，可以第一时间将复杂问题予以解决，确保电气工程自动化控制安全、高效运行。其中，遗传算法是智能化技术运用到电气设计中的重要方式，其算法复杂性不高，方便操作，且计算准确率较高，效果良好，将其应用到设计中有很好的作用。

4.4 提高计算速率

在电气工程中所应用到的神经网络系统主要存在两种子系统：一个为在定子（电流）分辨中控制电气动态参数，一个为在转子速度分辨中控制机电系统参数。因为神经网络系统层面较多，且为前馈类构成，主要应用反向算法进行计算，其能够在电气工程驱动时展现。智能神经网络具备很多传感设备输入并行构造，具有足够的激励函数、隐藏节点等，计算速度和准确率都非常高。神经网络系统的主要构成见图3。