智能化电气设备的应用设计

周文生

（广州数控设备有限公司，广东广州 510530）

0 引言

随着智能化技术的不断发展，人们开始逐渐关注对智能化电气设备的应用设计。对智能化电气设备的应用设计，可以提高电气设备的安全性和稳定性，保证人们生活和工作的质量，从而推动相关行业的有效发展。所以，对智能化电气设备的应用设计进行深入的探究是十分必要的。

1 智能化电气设备的特点

智能化的电气设备能够得到较为广泛的应用发展，主要是因为智能化的电气设备具备以下5 个特点：

1.1 统一的支撑平台

智能化的电气设备有着统一的支撑平台和应用软件，支撑平台主要指的就是相关的网络平台、网络控制系统及数据库等，应用软件指的是相关的系统操作软件、指令软件及相应的系统。目前，随着集成电路技术水平的迅速发展，相关的工作人员可以对支撑平台和应用软件进行更加完善的设计，从而将电气设备的平台进行集中统一，为后续的应用奠定坚实的基础。

1.2 系统之间数据共享

智能化的电气设备也可以实现系统之间的数据共享，因为在智能化电气设备的设计过程中，智能化电气设备的控制系统统一按照国际的标准，从而保证数据库中的所有数据都能够实现数据共享。

1.3 实时更新数据库

数据库是智能化电气设备应用的基础，相关的数据需要进行及时的更新，智能化电气设备在实际的应用过程中可以对数据库进行相应的数据更新指令输入，确保数据库根据实际的情况和发展进行更新，进而使得电气设备的智能化应用更加便利。

1.4 基于实时信息和图形的系统

智能化的电气设备能够对电气设备的实际运行情况进行实时的监督管理，并且可以将实际的信息数据及时传输到相应的控制系统之中，然后控制系统就会对所传输的数据信息进行分析处理，然后进行实时信息图像的显示。

1.5 实时信息通信系统

智能化电气设备的通信系统能够将电气设备的相关信息传输到控制中心，可以实现所有数据的实时共享，还可以保证控制中心的各种指令能够及时传输到终端且终端可以进行实时的信息反馈。总之，智能化电气设备的实时信息通信系统能够确保智能化电气设备更加高效稳定的运行。

2 电气设备智能化技术的优势

2.1 大范围实时监控

智能化电气设备在实际的应用过程中能够实现大范围的实时监控。电力工程行业不断发展，电气设备以及电力系统的种类、数量以及功能显著增加，因此带来较大的运行隐患，只有对其进行实时的监控管理才能够保证电气设备的正常运行。智能化的电气设备可以借助于互联网信息系统对电气设备所有的系统和运行情况进行实时的监控管理，能够及时将监控的信息数据反馈到控制中心，当发现安全隐患和运行故障时能够及时的进行目标定位和维修处理，降低电气设备的故障损失和安全隐患，促进电气设备更加安全稳定的运行。

2.2 提高电气设备运行效率

智能化电气设备的应用可以提高电气设备运行效率。智能化电气设备通过互联网信息系统的支持可以对各种信息数据进行及时的更新、传输、分析和处理，保证电气设备高效的运行以及对电气设备较为有效的管理和控制。能够利用中心控制系统对电气设备的各种隐患和故障进行及时的分析处理，确保电气设备的应用质量和效率。

2.3 增强联动性能

智能化电气设备的应用可以增强设备联动的性能。工作人员可以利用中心控制系统对多台设备进行共同的管控，能够对多台设备的运行情况和数据信息进行及时的收集和分析，从而进行相应的指令传输。通过多台设备之间的联动，可以对电气设备进行集中管控，促进电气设备更加稳定的运行。

2.4 提高安全性能

智能化电气设备的应用可以有效的提高电气设备的安全性能。电气设备在实际的工业应用过程中容易受到周围环境和温度的影响，由于人工的失误或者没能及时发现故障隐患，可能会造成较大的安全问题。智能化技术的应用，可以通过信息系统对电气设备进行实时的监控管理，如果发现电气设备出现安全隐患，监控系统可以及时进行相应的维修处理，保障电气设备运行的安全性，降低电气设备的损耗。

3 智能化电气设备的设计思路

3.1 操作系统设计

智能化电气设备的设计，首先需要对操作系统进行设计。随着科学技术的飞速发展，CPU 得到明显的发展，并且CPU 可以对多个任务同时进行处理。所以，在CPU 处理任务过程中需要进行相应的任务调度。常见的任务调度方式包括占先式、时间片轮转、抢占式以及非占先式，其中占先式的任务调度方式应用最为广泛，这主要是因为占先式的任务调度方式可以根据任务的优先级对不同的任务进行相应的处理，以此确保整个系统的数据处理的实时性和有效性。

3.2 任务的划分和设计

智能化电气设备的设计过程中，需要对任务进行划分和设计，需要工作人员进行任务优先级的设计。CPU 对不同的任务进行处理之前，任务均处于中断状态，当任务成为就绪状态的时候，可以确保电气设备的正常运行。智能电气设备的中心控制系统会对任务的优先级进行分析审核，根据任务的优先级运行。

3.3 嵌入式实时操作系统设计

在进行智能化电气设备的设计过程中还需要进行嵌入式实时操作系统的设计。智能化电气设备的实时性主要依靠于操作系统占先式的优先级调度方式。虽然优先级较高的任务有着明显的优先等级，但是只有需要进行任务的时候才会被激活。所以，电气设备的操作系统在进行优先级任务的处理过程中仅需要消耗极少的时间。嵌入式操作系统的信息传输无法对任务的优先级进行识别和处理，导致信息传输会产生较大的不稳定性。因此，在进行嵌入式操作系统的设计过程中需要确保优先级较高的任务优先进行，从而提高信息传输的有效性和实时性。

4 电气设备智能化设计的注意事项

4.1 电气设备负荷设计

首先，需要注意对于电气设备的负荷设计。工作人员一方面需要根据实际情况以及经济性的原则对电气设备的负荷进行设计，另一方面需要明确负荷分配的布局以及降压配变中心的位置，然后通过相应的计算得出最优的配电系统结构。除此之外，工作人员还需要根据实际的情况对电气设备进行相应的分组，然后计算出电气设备的电负荷，从而为电气设备的配置打下良好的基础，保证电气设备更加安全稳定的运行。最后，在进行电气设备的配置过程中需要充分考虑电气设备的运行情况和各种要求，然后进行实时的完善与优化，确保电气设备的正常运行。

4.2 智能化设计

在智能化设计过程中，工作人员需要充分考虑到电气设备运行过程中的继电保护情况、电流波动情况以及二次接线设计等，加强对于电气设备的完善与优化。要确保配电设备供电数值的可靠性，需要对可能存在的故障问题进行分析和排查。电气设备的智能化系统可以利用互联网信息技术、智能监控技术以及检查技术对电气设备的整个情况进行全面且实时的监控管理，能够对各种故障隐患进行及时的分析和维修，保证电气设备运行的安全性和稳定性。

5 智能电气设备在工业中的应用

随着城市化进展以及智能化水平的持续增长，人们逐渐对智能化的电气设备应用提出全新的要求，智能化的电气设备逐渐应用于工业生产之中，并在其中发挥着至关重要的作用。

5.1 全自动气动打标机

全自动气动打标机是工业生产中较为有效的智能化设备应用。全自动气动打标机由工件上料系统、工件夹紧系统、打标系统、运动系统、工件下料系统等组成。运动系统包括X、Y、Z 方向，为了保证打标点的位置精度，X 和Y 方向运动靠伺服电机来完成，其余部分均采用气动系统，达到快速高效的动作要求。气动打标机工作时，首先将所有工位复位到原始位置，然后上料系统将工件送入打标工位，同时夹紧气缸将工件夹紧，X 和Y轴向需要打印的第一点位置运动，运动到位后，Z 轴向下运动并且打标头向下冲击，打上一个点，打完一个点后，打标头缩回，此时X 和Y 轴再向需要打印的第二点位置运动，到位后打标头打上第二个点，如此重复循环工作，直到打标完毕。然后打标头缩回，Z 轴向上运动，到位后X 和Y 轴运动回到原点位置，最后下料系统工作，完成下料任务。全自动气动打标机在实际的应用过程中由智能化系统所控制，对其输入相应的指令就可以实现不同的功能，可以有效的提高工业生产的质量和效率。

5.2 全位置智能焊接机器人

全位置智能焊接机器人是目前工业生产之中应用广泛的一种智能化设备。为适应石油石化、冶金建设、船舶制造、压力容器制造等行业要求的现场安装制造、焊接施工量大、焊缝不规则以及焊接工艺复杂等特点，工业生产人员采用全新的无导轨磁轮自由行走式全位置焊接机器人帮助焊接。该系列焊接机器人采用PLC 为主控制器，配有自主研制的CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合元件）光电传感器、激光传感器或视频监控系统。此系统在焊接过程中实时控制焊枪依照焊缝跟踪线性运动，其跟踪精度高，在多层、多道焊接时，无累积跟踪误差；具有手控盒输入、输出模块及液晶显示输入模块，焊接操作十分方便。同时还具有位置检测传感器及焊接参数存储控制模块，可存储并实时调用全位置焊接参数，适合大厚板的多层、多道、全位置焊接作业。

6 结束语

智能化技术应用于社会的多个行业和领域之中，并在其中发挥着十分关键的作用。通过智能化电气设备的应用设计不仅可以提高电气设备的安全性和稳定性，还可以提高人们的生活和工作质量。因此，需要工作人员对其进行高度重视，采取科学合理的策略对智能化电气设备进行应用设计，推动智能化水平以及电气工程行业未来的可持续发展。