基于智能技术的电气自动化控制系统探究

2019-01-16潘钰哲

中国设备工程 2019年1期

潘钰哲

（云南工业技师学院，云南曲靖 655000）

人工智能是在计算机技术基础上发展而来的高科技技术，能够代替人工完成一些高难度、高强度的工作。电气自动化控制系统是现阶段广泛应用的控制方式，在工业生产等方面有着广泛的应用。随着人们对生产要求的不断提高，现行的电气自动化控制系统也暴露出一些问题。文章首先概述了智能技术的应用优势，随后分别从电气自动化控制系统的设计、故障处理、系统运行等方面，就智能技术的实际应用效果展开了分析。

1 智能技术在电气自动化控制系统中的应用优势

电气化自动控制系统中使用到的智能技术有多种，例如遗传算法、模糊神经算法等，在自动化控制系统的实际运行中，其优势主要体现在以下几个方面：第一，能够实现对系统运行参数的动态收集和实时监控。智能技术提高了数据分析能力，可以将电气自动化控制系统的运行参数收集起来，分析运行工况，即便是系统运行中存在不确定性因素，也能够通过控制指令进行把控，提高了电气自动化系统的运行效率。第二，指令反馈及时，操作灵活性更强。技术人员只需要提前设定好程序，不需要进行操作，智能控制系统就可以自动完成指令并发布任务，对控制对象进行灵活调整，并且实际应用效果与人工操作并无差异。第三，降低了生产投入。基于智能技术的电气自动化控制系统，缩减了人工、管理、维修等方面的成本，经济效益显著。

2 智能技术在电气自动化系统中的应用措施

2.1 智能技术在故障诊断中的应用

电气自动化系统出现故障后，智能设备可以通过系统自检的方式，及时确定出现故障的位置。其原理是：提前将电气自动化系统正常工况下的运行参数保存到数据库中，智能设备一方面动态获取电气自动化系统当前的运行参数，另一方面将这些实时参数，与数据库中的信息进行对比。如果匹配一致，则说明自动化控制系统

无故障；反之，如果数据不能匹配，则说明出现了问题。随后，智能设备将不一致的数据标记下来，并确定错误数据的出现位置，从而确定了故障源。这样一来，就能够为技术人员进行故障的判断和维修提供了参考依据。

2.2 在电气自动化设备设计中的应用

电气自动化设备的机构复杂，且具有较强的联动性，一旦某个细节出现问题，将会对电气自动化控制系统的局部甚至整体都造成严重影响。在电气自动化设备的设计过程中，借助于智能技术，可以在虚拟环境下进行设计与调试。系统设计完成后，进行仿真运行，如果系统有不完善的地方，仿真软件还可以自动进行报错，方便技术人员针对漏洞进行完善和优化。当调试不存在问题后，再打印成图纸，进行实际安装，避免了设计资源浪费等问题。

2.3 在电气自动化设备控制中的应用

以往的电气自动化控制系统中，技术人员提前根据工作需要和系统运行的特点，编写好程序指令。然后根据指令控制，确保电气自动化控制系统的正常运行。虽然这种控制方式极大的减轻了人工压力，但是如果程序本身存在问题，那么自动化设备也会按照错误的方式运行，由此造成了损失。基于智能技术的电气自动化设备控制，则可以动态反馈设备的运行情况，如果设备有异常情况，可以智能报警，或是智能修复，从而确保了电气自动化设备的使用质量。

2.4 在自动化设备电力系统中的应用

（1）模糊控制。模糊控制以模糊推理、模糊语言变量等为理论基础，并以专家经验作为模糊控制的规则。从其基本思路而言，模糊控制就是在被控制对象的模糊模型的基础之上，运用模糊控制器，进而实现对电气控制系统的控制。模糊控制是一种自动控制系统，以模糊逻辑的推理规则为理论基础，并采用计算机控制系统构成具有反馈通道的闭环结构的数字控制系统。

（2）专家控制。将专家经验以数字形式保存到计算机的数据库中，然后以此为基础开展电气化自动系统的控制。专家控制还能够不断进行学习，与时俱进的提高控制水平，更好的满足不断发展的电气自动化控制需要。从电气自动化设备的应用效果上看，专家控制还能够提高设备的适用性，在不同工作环境以及不同工作要求下，都可以很好的运行。

（3）网络神经控制。当前，网络神经的研究比较广泛，相关技术也日益成熟，在电气控制过程中的应用也日益广泛，且具有良好的应用效果。网络神经控制的结构更加复杂，对前期设计提出了较高的要求。随着现代电气自动化控制系统结构逐渐向复杂化、微型化的方向发展，网络神经控制的应用优势也得到了凸显。

2.5 在自动化设备的数据控制和优化环节中的应用

随着运行要求的不断提升，电气自动化控制系统也需要与时俱进的进行优化和升级，特别是对于一些投入使用时间较长的控制系统，功能不完善、运行效率低等问题逐渐暴露出来。由于数控系统的结构较为复杂，必须要借助于智能技术进行针对性的优化设计。智能技术可以对现行的自动化控制系统进行分析，并将运行信息直观的呈现在计算机上，方便技术人员进行优化设计。

2.6 PLC技术的应用

PLC是电气化自动控制中常见的元件，PLC作为一种微型计算机，可以根据内部程序，完成对整个电气系统的管理和控制。将智能技术应用到PLC中，一方面可以降低操作难度，例如可以实现内部程序的自动调整，更好的满足自动化控制的需要；另一方面是保证了PLC运行的稳定性，提高了抗干扰能力，使PLC在不同的环境下都能够稳定运行。

2.7 人工智能控制技术的应用

越是复杂的电气自动化系统，对操作技术的要求越严格。人工操作或自动化控制中，不可避免会出现误操作或误动作等问题，对整个电气自动化系统的运行造成了负面影响。人工智能控制技术则能够解决此类问题，它能够不断的分析以往导致误操作的原因，并在今后的智能控制中避免误操作行为，极大提高了自动化系统运行的精确性。

3 电气自动化智能化技术的实际应用

3.1 变电站自动化

在我国应用变电站自动化，主要是为了取代人工监视以及电话人工操作，能够在变电站系统中提高工作的效率，扩大变电站的监控智能系统，并且提高变电站的安全运行系统。在变电站中，它主要是对电气设备进行全方位的监视和控制。在电力生产中，它是一种自动化的装置，其中在使用中采用的是设备数字化、网络化以及集成化，并且在操作间实现了屏幕化的监控，整个运行能够满足变电站操作的任务以及进行电网之间的调度。

3.2 电网调度的自动化

在电力系统的运行中，电网调度不仅可以实现电力资源的最优化利用，避免电能浪费，而且能够确保电网运行安全，减少电气安全事故的发生。基于智能技术的自动化控制系统，能够动态的监测区域电网的运行情况，并且根据用电需求，对电网供电能力进行波动性调整。例如，夜晚的用电量高于白天，智能调度系统中的光敏元件，在检测到光照强度低于设定值时，自动进行供电量的调整，满足电力用户的用电需求，减轻电网的负荷压力。从实际的应用效果来看，智能技术在电网调度自动化中的应用，在节省电能的同时，也可以延长电网中各设备的使用寿命，经济效益显著。

3.3 发电厂分散测控系统

通常在发电厂的分散控制系统中，采用分层分布式的结构，其构成的部件有过程控制单元、运行员工作站、工程师工作站以及高速数据通讯网络。其中，过程控制单元（PCU）是由冗余配置的主控模件和智能I/O模件组成，在PCU中，它直接面临着生产过程，并且在运算处理后，对运行参数以及设备的状态和显示进行调整；运行员工作站和工程师站，能够为人机提供接口，并且能够为操作人员提供监视和控制机组的运行。

3.4 单片机的使用

单片机是一种广泛应用于工业行业的微型计算机，单片机作为一种最基础的控制器，在设计和使用阶段应用智能技术，对于改善单片机的整体性能也起到了重要帮助。例如，响应速度是衡量单片机性能的标准之一，由于单片机使用模块化语言进行系统控制，虽然可以简化单片机的机构，但是运行的稳定性也容易受到外界环境的干扰影响。采用智能化控制系统，则可以大幅度提高单片机的响应速度，并且提高了运行稳定性，使单片机更好的适应不同的工作环境。