智能化技术在电气工程自动化控制中的应用

吴梦晓，李思涵，吴挺星，阎祯祺，陶一鹏

（黑龙江科技大学 电气与控制工程学院，黑龙江 哈尔滨 150022）

随着我国生产水平的不断发展和科技研究的不断深入，在智能化技术方面取得了较为显著的成绩，且在不断与一些机械控制、电气技术相结合实现更加高效精准的生产控制和管理。在电气自动化领域内融合智能技术可以较好地规避当前纯机械化管理和软件系统控制当中存在的设计缺陷问题，能够采用更加便捷和节约的方式快速进行分析后选择最优解，是一种在技术手段不断发展影响之下的必然趋势，也更有利于节约企业的生产建设成本，获得更高的效益和进步。

1 电气工程自动化的概述

1.1 电气自动化概念

自动化的生产方式在我国许多基础行业内都有广泛的影响，这是生产技术高速发展的一种重要表现。电气自动化是指利用集成化或分布式的控制体系全面把控自动化生产系统的各个设备信息，运用编制好的软件系统根据当前的设备运行情况和需求发出对应的指令使系统能够完整地自动运转，有效减少了在实际生产过程中对人力的依靠。在电气系统当中涉及到了电力电子、计算机程序和机械控制等方面的知识，需要较强的综合性才能够完成对系统的运行设计和定期检验，有效确保了生产的高效稳定。

1.2 电气自动化现状

在社会经济与科技飞速进步的背景之下，自动化的生产模式已经被广泛应用，在许多领域内已经可以实现完全代替人工实操，是一种现代化发展的重要表现，在电气自动化系统当中，不仅可以实现设备的精准控制和产品的质量保障，还可以结合计算机和智能技术实现更高水平的系统优化和管理，特别是在设备的故障诊断和处理等方面极具应用优势。电气自动化在机械价格、物流管理和石化工程等方面都有广泛的应用价值，且在不断进行更加深入的技术研发，形成许多现今的科研成果。许多的电气自动化企业在变频技术、一体化技术和伺服技术等方面都有广泛的应用，且正在不断向矢量、高精度和嵌入式等方向深入，充分和现有的计算机与人工智能相结合，一些掌握核心技术的企业在行业内的发展也呈现出良好态势。

2 智能化技术的应用优势分析

智能化概述：

智能化是指事物在计算机网络、大数据、物联网和人工智能等技术的支持下所具有的能满足人的各种需求的属性。相对传统媒体，智能化是建立在数据化的基础上的媒体功能的全面升华。它意味着新媒体能通过智能技术的应用，逐步具备类似于人类的感知能力、记忆和思维能力、学习能力、自适应能力和行为决策能力，在各种场景中，以人类的需求为中心，能动地感知外界事物，按照与人类思维模式相近的方式和给定的知识与规则，通过数据的处理和反馈，对随机性的外部环境做出决策并付诸行动。

现代智能化技术在电气工程自动化控制应用中主要体现在计算机技术、精密传感技术等的综合应用。随着工业市场竞争的日趋激烈，电气工程自动化控制应用中的智能化优势在实际操作和应用中得到了非常好的运用。具体表现在：大大改善了操作者的作业环境，减轻了工作强度；提高了作业质量和工作效率；一些危险场合或重点施工应用得到解决；环保、节能；提高了机器的自动化程度及智能化水平；提高了设备的可靠性，降低了维护成本；故障诊断实现了智能化等。

智能化技术在电气工程自动化控制应用中的优势分析如下。

2.1 提升控制性能

尽管电气自动化系统的应用较人工实操的处理方式更加便捷简单，但是在实际应用的过程中还是会受到一些外界影响因素的干扰，需要对其进行调控处理。在引入智能化技术后，这种系统的管控操作更加简便，机器设备本身可以利用智能化系统的机器学习方式进行自主的生产优化，技术人员也可以利用远程控制的方式对其展开调整和处理，在管理的便捷性和有效性方面都有了较好的提升。当电气自动化系统的运行存在一些隐患故障时，智能化系统可以利用精确的数据信息模型处理对其进行提前预测和判断，有效减少了在生产过程中出现的停转问题，有效将生产损失控制在最低。这种智能化的数据处理指令管控技术是一种同步化手段，在反应的灵敏度上有较好的表现。

2.2 简化运行模型

模型化的管理方式能够帮助技术人员快速梳理复杂的自动化控制系统的实际情况，确保每一个流程运转的稳定性，可以按照模型设计进行更加完整的排查和管理。在智能化系统的应用当中对于这种模型的建立能够更好地理清逻辑关系，甚至一些暗线式的关联性也能够及时发现。如在系统的运转过程中出现了卡顿等现象，虽然参数较为轻微几乎不会影响正常的线路生产，但依然是一个容易留存隐患的故障点。智能系统可以快速分析具体产生卡顿的设备运行情况，对比其历史检修信息寻找潜在的故障，及时报给中控平台进行处理。在自动化生产模型当中能够更好地判断电气线路、机械设备等在运行过程中产生的相互影响，并以综合判断的方式进行平衡处理，使系统的运行效率更高。

2.3 精度高误差小

在对电气自动化系统的运行参数进行判断时还需要考虑到一些外界干扰因素带来的影响，这也是保证系统运行更加稳定的重要前提。对于一些系统本身的误差等就可以较好地通过智能化技术的分析和补偿进行处理，使输出的数据信息能够更好地反映出当前设备的实际运转情况，确保了技术人员在查阅应用时的参考价值。在电气控制系统的复杂性不断提升的影响之下，这种单纯进行设备分析的处理方式可以更好地实现故障监控和诊断，为提升电控系统生产效率、促进电气技术的发展具有重要意义。在智能系统的中控系统当中加载了多CPU控制的工作体系，能够实现更加高效且全面的数据信息，能够快速分析当前数据并进行多个维度的对比，调取历史信息进行自我参照处理，使电气系统的控制更有保障。

3 电气智能化系统的主要应用分析

3.1 电气工程保养

定期开展设备的检验工作可以尽早发现一些运行中的安全隐患，及时进行修复处理避免故障的进一步扩大和事故的加剧。在电气自动化系统内会涉及许多不同的机械、电气设备协同完成生产任务，每个设备的特性和要求均存在一定的差异，其定检的周期等也需要分别计算，单纯依靠人工的方式很容易产生重复或遗漏，不利于工作的高效开展。智能化系统的应用就可以有效解决这一问题，能够较好地区分不同的设备实况并形成一套完善的信息记录，不仅包括了质检的周期，还能够详细记录该设备经历过的各项故障情况和维修信息，有效为后续检修和管理人员的工作提供参考信息。不同设备的保养要点和使用的材料可能会对设备的性能产生一定的影响，智能化系统可以较好地记录设备的运行和维护信息，当发现有不适应和不匹配的现象时能够及时将相关的信息反馈给管理平台，提醒技术人员对其进行二次核验，在减少人工工作量和提升定检效率等方面具有很大意义。系统的保养能够有效降低故障产生的概率，从生产管理的成本上来看，智能化系统的应用经济性十分明显。

3.2 设备病因诊断

在电气自动化系统的运行过程中会存在一些故障和病害，影响其稳定生产，甚至会存在一些安全隐患，当发现故障产生后要立即停止生产，由专门的技术人员展开处理，避免损失的进一步加剧。在进行故障定位处理时，首先是通过直接观察的方式来判断主要的故障点或模块，这个操作过程对于技术人员的工作经验有一定的依赖性，有时很难准确判断故障的具体情况，甚至有时几种病害问题会导致同一种故障现象的发生，因此使用智能化的系统能够更加精确有效地避免这种问题，明显地提升了设备的故障处理效率。在电气自动化系统的运行过程中会记录每个设备的运行信息，并将这些信息传输到中控平台内进行存储，这为技术人员的排障处理提供了工作前详细的数据信息，有利于开展精确判断。智能化系统本身也可以进行故障的定位和预警，将工作信息参数异常的主要模块以数字化的方式反馈出来，技术人员能够快速找到故障点后再使用其他的检测设备进一步处理，确保了诊断、预警等工作的有效性。

3.3 优化系统设计

电气自动化系统设计的合理性会在一定程度上影响其工作的效率和精度，必须要提前根据生产需求和功能要求做好规划设计。在传统的线路布设上主要依靠人工处理的方式来进行设计，根据多次试验的结果对线路系统进行改良，当系统运行中出现一些较为少见和突发的问题时很容易出现应对不及时的现象，也会有一些未考虑到的问题影响系统的运行。智能化的系统设计和人工建设之间有很大不同，可以通过网络和通信的方式快速完成布设，并利用运行信息的反馈实现自动调节，这种方式在面对多效生产时有更强的适应力。智能化系统内部的运行本身是一个完整的闭环体系，采集到的数据信息不仅会反馈给检修、中控等平台，还能够在记录后进行分析判断来优化系统运行。如在一些加工处理的环节当中需要通过多道工序完成，每一个工序之间的连接会产生不同的时间成本，系统能够在进行智能判断后，以最经济的方式寻找线路规划，确保系统设计的科学合理，在不同需求的规划上也能够以更加丰富的样式来完善设计。

3.4 系统智能控制

在系统的智能化运行过程中有效的管控能够促使其更加稳定高效，这也是应用智能化技术的一大优势。首先，智能化系统对于电气自动化的控制模式有多种选择，包括专家系统、神经网络和模糊处理等，其运行时的逻辑和层级较多，甚至还包含了一些机器学习和人工智能方面的知识。智能化控制的过程中可以更好地应用不同控制方式的优势，使管控手段和自动化生产之间有更加紧密的匹配性。一般来说，智能系统的运行中需要提前录入大量的基础信息来辅助其展开分析研判，这也是提升数据精准度的重要前提。在智能化系统中可以根据已有信息和设备的运行实况进行更加深入的学习，形成一套与当前运行系统更加匹配的管理逻辑，有效驱动了系统运行智能化。其次，在智能控制中不仅需要考虑到当前电气设备和系统的运行需求，还需要考虑到线路中的电力负荷、功率大小等参数，进行综合调控使每个设备都能够维持在额定状态下保持高效运转。不同设备对电力的需求也会存在差异，而智能调控的方式则可以更好地适用于复杂的电气自动化系统。

3.5 PLC的应用

PLC等技术的不断发展在一定程度上又一次掀起了电气控制的革新和发展，特别是在复杂、大型的自动化控制系统中需要一个体积偏大的PLC控制来完成驱动，内部还需要有线路连接和配电柜等设施，整个生产控制线路中的硬件成本、空间成本偏大。在智能化的PLC系统当中能够较好地实现不同的控制需求，包括了对生产线路中的远程监控和处理、通风光照设备的开关等，形成了一种更加开放式的管理特点。在传统的PLC运行当中具有一定的封闭性，在处理中断性的任务时要求较高。在智能化技术的引入过程中，PLC也在不断进行更新，采用了更加适合生产需求的新体系，将PLC、DCS和MES控制结合在一起，使开放式自动化的工作范围进行了扩大，具有一定的实用价值。在PLC系统中的本身就集成了基础的通信系统，这也为其联合互联应用提供了一定的硬件基础，赋予了PLC更多的智能化发展空间，使其能够负载的软硬件功能更加丰富，可以快速实现系统的扩展搭建。

4 结束语

智能化技术已经渗入了不同的行业当中，在电气自动化中灵活运用该项技术手段能够有效提升行业管理水平，确保了电气设备的稳定和高效。作为管理人员必须要能够通过智能化信息的反馈掌握设备的运行情况，若涉及安全隐患和故障要及时进行定位和排除，尽量避免线路停转造成的损失，做到以定检和预防来代替故障维修。在智能化技术的应用前期需要进行升级改造，智能系统的运行能够以最优化的方式完成梳理，可持续性地为企业带来更高效益。