基于智能技术的电气自动化控制系统研究

陈志国

（日照钢铁有限公司，山东 日照 276806）

智能技术是计算机科学的一项重要分支技术，依托计算机系统，采取与人类智能相似的方法做出反应，替代人工完成各项系统控制与管理工作。同时，智能技术在信息采集、处理等领域中具有极高的应用价值。智能技术的应用被普遍认为是进一步提高电气自动化控制系统运行效率及控制水平的主要途径之一，也是我国电气行业的重要发展契机。

1 智能技术的主要应用优势

1.1 操作统一性

在传统电气自动化控制系统运行过程中，系统虽然会基于程序运行准则，自动下达各项系统控制指令、操纵电气终端设备生产运行。但在条件识别领域中，存在识别精度不佳的问题，系统难以在短时间内对操作条件进行精准评估、归类。对智能技术的应用，实现了对各类终端设备具体操作条件差异情况的智能识别、快速归类与处理，既提高了系统操作统一性，同时又提升了系统操作效率。

1.2 操作超前性

与传统系统控制模式相比，智能技术的判断标准较为先进，基于专家系统，其可以在短时间内精确识别各项控制指令、判断系统实时运行情况、正确描述系统运行信息，进而快速下达各项控制指令。在系统操作与响应时间层面上，其应用具有超前性的优势。

1.3 减少错误率

在电气自动化控制系统运行过程中，企业需要配置一定数量的技术与管理人员，根据系统实时运行情况下达控制指令、调整系统运行模式。而受到人为因素影响，偶尔会出现各类系统运行问题，对系统运行效率造成影响。智能技术的应用，将胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作，有效避免了人为因素对电气自动化控制系统操作效率的影响，降低了控制水平影响系数、系统错误率。

1.4 系统优化性

智能化电气自动控制系统的构建，需要企业编写系统程序。在后续系统运行过程中，无需提前搭建实体模型，向系统程序中输入各项标准操作参数即可。通过对动态方程的应用，电气自动化控制系统的优化性得到显著提升。

1.5 控制力度强

在电气自动化控制系统运行过程中，智能技术将根据系统运行情况、配置电气自动化设备的规格种类，选择适当的计算方法与控制模式。例如，在系统运行过程中往往存在大量的不确定因素，控制精度有所降低。因此，可采取计算形成的函数设计模式，无需对设计对象进行直接控制，针对动态控制对象，也可进行精确控制。

1.6 简化系统操作方式

智能技术与电气自动化控制系统的融合，实现了对电气自动化控制系统操作方式与运行步骤的简化，智能技术将替代人工，开展绝大部分电气自动化控制系统管理工作，结合系统实时运行情况与需求、自动下达各项控制指令。例如管理人员可借助智能移动设备，远程监测电气自动化控制系统的运行情况，并根据人工智能技术所提示的信息进行操作即可。对于企业而言，在充分保障电气自动化控制系统运行效率、控制精度的前提下，可适当精简现有系统管理团队，节省人力资源，降低系统运行的经济成本。

2 智能技术在电气自动化控制系统中的设计与应用

2.1 设计原则

（1）扩展性原则。目前电气工程、智能技术与自动化技术正处于高速发展阶段，各项新型技术不断普及，企业生产工艺也在持续优化中。为充分满足电气自动化控制系统的优化需求与企业发展需求，应充分考虑系统规模扩张因素，预留出充足的系统扩展优化空间。

（2）稳定性原则。多数电气自动化控制系统普遍为模块化结构，并采取光纤方式对信号进行转换、传输、调度管理，故应严格遵循稳定性原则。例如在采取分布式接线方式时，应在主控室保护柜中加以实现。

（3）兼容性原则。电气自动化控制系统由软件与硬件设备构成，为确保软硬件结构之间可以配置串行通信结构，提高配置灵活性，应构建具有较强兼容性的电气自动化控制系统。

2.2 架构设计

在电气自动化控制系统中，对智能技术的融合，虽然可以改变传统电气控制模式，提高系统操作效率、降低系统运行成本，但同时也会提高系统设计难度。系统架构设计内容包括控制器、开环控制、闭环控制、传感器等，涉及诸多专业学科。因此，在智能化电气自动控制系统架构设计环节，应配置多元化的系统研发团队，根据系统实际运行需求与现场情况，深入了解各项系统设计与关键操作步骤，对各项常见设计问题加以改进。在系统程序编写环节，要充分结合智能化控制程序，凭借智能技术替代各项人工操作工序，最大化地提升电气自动化控制系统的运行稳定性。

2.3 优化设计

目前，我国电气自动化技术逐渐完善，电气自动化控制系统的运行效率、自动化水平都得到了显著提升。但电气自动化设备设计难度也有所提升，涉及电路、电磁场、变压器等诸多专业领域，设计人员难以进一步提升各类电气自动化设备的性能质量和自动化水平。在电气自动化设备设计工作开展中，企业需要投入大量的人力资源用于开展数据采集、运算演练等基础性设计工作，导致部分设计资源被浪费。因此，智能技术也被广泛应用于电气自动化设备设计领域中，替代人工开展数据采集、自主计算演练等高重复性设计工作。同时，也可对各套设备设计方案的可行性进行分析，为电气自动化设备设计工作提供参考建议与信息支持。另外对于人工智能技术的操作人员没有较为严格的要求，只要能够熟悉操作系统即可，而传统的控制操作方式则对操控人员有较高的工作要求。

在电气自动化控制系统长时间运行过程中，企业生产工艺、外部环境往往处于动态变化状态。因此，应定期对电气设备开展维护保养工作，并对电气自动化控制系统进行优化升级，以此最大程度地发挥系统的应用作用，确保系统的实际控制精度、操作效率符合预期要求。但在传统系统优化设计模式下，程序人员很难在单次实验中实现各项系统优化的目标，设备控制精度以及所编写程序没有做到完美结合。通过智能技术，将辅助设计人员开展系统优化设计工作，基于系统优化需求、实际运行情况以动态化模拟系统运行效果，智能化开展系统运行调试、采集与分析系统调试数据等工作，减少电气自动化控制系统在优化调试过程中所遇到的阻碍与难点。例如，智能技术将会对各类终端电气设备的历史运行数据加以采集、处理以及储存并形成图像，向管理人员直观地展示各类电气设备在不同时间节点下的运行状况。

2.4 功能设计

（1）数据采集传输。在传统电气自动化控制系统运行模式下，往往采取人工数据控制方式，定期对仪表设备上所显示的运行数据进行记录、汇总、备份与上传，所采集、传输的数据具有滞后性，难以及时发现各类系统运行故障、实时掌握系统动态。智能技术让电气设备告别了人工数据控制的时代，让终端设备与控制平台直接相连，通过数字化的手段收集与传输终端仪表中的数据，在第一时间实现设备的各种操作，提高了自动化的控制效率。

（2）智能监控与预警。在传统电气自动化系统控制模式下，管理人员需要对系统运行情况以及各项运行数据进行实时监测，及时发现和解决各类系统运行故障及控制问题。由于各种因素的影响，部分工作人员难以在第一时间发现系统异常运行问题，因此可能造成严重经济损失。通过采取智能技术，将增设智能监控功能，自动监测系统实时运行模式、各项系统运行数据。在监测系统出现异常运行情况、运行数据异常波动等问题时，将自动向管理人员发送预警信号，并开展故障诊断工作，根据诊断结果采取相应控制措施，如切断故障设备与其他设备的关联。

（3）智能故障录波。在系统运行过程中，智能技术将对各类终端设备进行故障录波，在其基础上对终端设备的故障录波进行模拟、记录顺序与相关信息。同时，还可以对设备故障波形加以智能捕捉，提高电气自动化控制系统对各类终端设备的实际控制力度，简化设备故障录波工作流程，提高录波效率。当电气终端设备出现各类故障问题时，将在短时间内开展设备故障录波工作、判定故障类型、了解问题成因，为后续设备检修工作的开展提供有力的信息支持。比如，在配电保护故障诊断过程中，采用专家系统，对生产规则体系进行故障诊断，把电气设备的历史故障诊断数据、保护断路器的工作经验融入专家系统，逐渐形成丰富的专家系统故障诊断数据库。系统根据报警设备所发送的信息，分析专家系统知识库，能准确得出电气设备故障诊断结果。

（4）模糊控制。在电气自动化控制系统运行过程中，系统运行效率、动态控制精度的优劣，主要取决于对系统动态信息的了解程度。对系统动态信息了解得越详细，则系统控制精度越高。但在传统系统控制模式下，变量因素过多，系统将难以在短时间内正确描述系统动态信息，使得系统控制精度降低，出现各类系统运行问题。而对智能技术的融合，则以模糊语音变量与模糊数学理论为基础，增设模糊控制功能，根据电气自动化控制系统的实际运行情况，将模糊控制器的输入量快速转换为系统可识别的模糊量，随后基于专家系统对系统动态信息进行描述、推理，最终下达各项正确控制指令。

3 结束语

综上所述，随着信息化时代的到来，人工智能技术广泛应用于电力自动化系统中，改变了传统的工业生产模式，有效解决了电气自动化控制系统的多项运行问题。将人工智能技术与电气自动化控制有机结合，可切实提升电气自动化控制系统的应用效率，促进生产稳定开展。因此，应深入研究智能技术在电气自动化控制系统中的主要应用优势及应用方向，不断加强对智能技术的应用力度，推动我国电气行业与电气自动化控制系统的智能化发展进程。