基于智能化技术的电气自动化控制系统研究

2023-06-20丁菊萍

中国科技纵横 2023年8期

丁菊萍

（中国能源建设集团兰州电力修造有限公司，甘肃兰州 730050）

0.引言

智能化电气自动化技术的改进和社会各行各业都存在密切联系，在此基础上不仅有利于改善传统产业构成、创建自动化的工业结构、研究新的控制方式，还可以凭借其高效的生产速度、稳定的产品质量等优点来为现代化、集约化的制造行业的生产线的构建提供技术支持。并且，此技术日益趋向于AI、数字孪生、大数据解析、云计算等方向革新，已经在我国制造行业之中占有不可或缺的地位。

1.电气自动化系统的应用现状

对于电气自动化系统，在传统控制方式下严重局限了其适用范围，主要采用的是人工控制方法，对于人工监控有着较大的依赖性，如此便导致了人力成本的投入加大，总体电气控制效果与预期存在较大差距。在运用控制系统之前，应当构建被控对象模型，而此种模型大多较为单一化。在电气自动化设备运作期间，要想将外界信息数据传输进去要先和被控模型加以匹配分析。以往的控制系统不能创建高精度的被控对象动态方程，此种控制措施会造成严重的系统误差，减小了控制的精确度，从而对自动化设备的持续、稳定运作带来不良影响。传统控制模式下，因为反馈速度不高、控制器计算能力不强，使得系统的稳定性得不到可靠保障[1]。

在社会的持续发展以及市场对电气自动化需求的显著加强背景下，智能化电气自动控制系统能够同时创建数个被控对象模型，能对外部输入的信息数据加以分析，挑选出最为适宜的被控对象模型加以运作，显著提高了设备的运作效率。

2.智能化技术对电气自动化控制系统的重要性

2.1 拓展电气自动化系统的应用范围

伴随社会的高速发展，人们对于电气自动化需求也在持续增加，在传统控制方式下，电气自动化控制系统在使用之前要先构建被控对象模型，但此种模型通常是较为简单且单一的。在设备运行期间，对于外部信息的传输要和被控模型实行匹配分析，若是二者经过分析之后发现并不匹配，便会使得系统运作中途停止，如此就会严重限制系统的使用范围。在引入智能化技术之后，系统能够同时设计多个被控对象模型，由此就能对外部传输的信息数据加以分析，最后筛选出最为适宜的被控对象模型加以运转，大幅提高了设备的运行效率，也让其应用范围得到了明显的扩展。

2.2 提高控制系统精度

在控制系统运作期间，如果执行设备传送的信息太过复杂，或是相应的控制对象发生了非线性参数变化的情况下，传统控制模式下系统不能构建准确的被控对象动态方程，从而出现严重的系统误差，导致控制精确度下降，会对设备的稳定运作带来极大的负面影响。而在应用智能化技术的基础上，便可使用近似模型仿真的方式来加以控制，传达指令让执行器作出对应的动作，同时结合实时控制算法，利用其强力高效的编辑计算功能，可以快速创建高精确度的被控对象模型，从而以最快的速度选取最合适的方案，显著降低了电气自动控制系统出现系统、运算误差的概率，以此达到提升了设备的运行准确性[2]。

2.3 提升控制系统的时效性

对电气自动化控制系统实行调节，在传统方式下，一般是安排控制人员结合具体的控制需求以及参数变化情况来实行人工调控。此种传统的调控方法十分依赖控制人员的专业水平、积累的经验以及灵活应变能力。在引入智能化技术之后，控制系统会具备实时逻辑判断能力，能够按照电气执行设备所输入的信息加以计算，同时下达控制指令，并传输到执行设备让其作出相应的动作。所以，结合智能化技术可以大幅提高控制系统对于信息的处理速度，以此做到对电气设备的自动化、高速化调控，更好地保障系统的时效性。

3.智能化技术应广泛应用于电气自动化控制系统

3.1 电气控制方面

人工智能技术的应用对于电气控制系统的整体运作能力带来了较大的改变，能确保系统处于不同环境时均可始终维持较佳的运行状态，能够显著提升电气系统的运作效率。而对电气控制之中引入智能化技术（例如专家控制系统、模糊控制技术等），便能让电气控制系统整体智能化程度大幅提高，在操作功能上获得明显的突破与创新，无法再投入大量人力资源实施现场管理，减少了电气控制过程中耗费的人力成本，并且还能对传统方式下的人工控制手段、程序加以改进，在提高总体电气控制的实际效果上起到了重大帮助[3]。

3.2 故障诊断方面

故障诊断属于电气控制系统中十分关键的构成部分，其能为控制系统的运作效果提供一定的保障作用。若是在故障诊断方面引入智能化技术，便可提升故障诊断的准确性与效率，使得整体系统的稳定运作更具保障。通过对智能化技术的合理运用，可让故障诊断流程更为精简、合理，提高诊断工作的实施效率，同时，基于全面检查分析结果来制定各种具有较强可行性的故障修复方案，特别是能助力于保障电气控制结果的准确性，让系统运作时更为稳定与可靠[4]。如果系统管控范围内的电气设备出现运行故障，此时利用智能化技术便可把各种运行期间产生的故障信息自动传送到值班人员手中，同时还能准确判定出对应的故障类型与原因，然后采取必要的预警措施，制定科学合理的应对方案，减小设备出现故障的概率，确保系统自身能够稳定、持续运行。如智能化技术应用于TDCS 故障诊断时，具体流程如图1 所示。

图1 故障诊断处理流程

3.3 控制神经网络

通过运用智能化技术，能利用模糊控制、专家系统控制等方法全方位满足各种各样的控制场景下的具体要求。在智能电气系统中对神经系统加以控制时，既可利用反向系统学习算法加强控制的灵活程度，还可凭借系统本身的层次结构让系统具有更加多维度的属性。并且，神经网络系统控制模式下，主要是由多个子系统构成，基于其运用特征与优点能够辅助每一子系统满足协同控制的需求，所以，神经网络控制还能对电气自动化系统的运行流程实行改进和调节，更加充分地满足各种设备所对应的参数调整需求[5]。此外，神经网络控制模式还有着特殊的非线性表达形式，能够凭借智能电气系统的学习功能来让PID 控制达到最优组合效果。基于BP 神经网络的应用，也能创建自整定参数为Kp、Ki、Kd 的 PID 控制器，从而有效发挥智能化控制目标应当具备的实际作用。神经网络控制逻辑如图2 所示。

图2 神经网络控制逻辑

3.4 远程监控

在智能电气自动化系统中的远程监控，主要是利用无线通信网络、计算机与总线技术等来达成终端控制目标，若是电气工程的规模比较大，若是只使用常规控制方式来分析处理有关运作信息，可能会对总体效率带来影响，特别是在通信质量较差的环境下，甚至可能会对电气系统的安全、稳定运作带来威胁。基于对智能电气自动化监控技术的使用，因为大部分处理器实行分散控制，让电气系统获得了集中化监控，大幅提升了电气工程的运作效率，而且在集中监控的模式下能够更为充分地满足远程监控需求，提升信息处理速率，由此扩宽了监控的范围，取得更加高质量的监控效果。此系统操作起来较为简便，而且维护也较为便利，是今后集中监控系统中的重要构成部分。