电子工程自动化控制中的智能技术

张丽红

（吉林省电子信息产品检验研究院，吉林 长春 130021）

0 引言

在日新月异的科学技术推动下，电气自动化控制领域发生了翻天覆地的变化。人工智能作为重要的科技创新成果经过长期调试已经被应用于电气自动化控制，这使得电气自动化控制的效率和质量都获得了显著的提升。过去的电气控制已经无法满足人们日益增长的生产需求，为了提高电气自动化技术在各行各业的生产效率，必须将人工智能与电气自动化控制相融合，共同实现机械大生产过程中的高效控制。将人工智能用于电气控制辅助，具有优化资源配置、保障产品的质量、使得信息采集变得立体化等众多优势，这些优势在电气自动化控制的具体应用中发挥了重要的作用。

1 智能化技术概念及应用现状

随着信息技术的快速发展，尤其是基于互联网的大数据和物联网已经深入了人们的工作和生活中。基于数据通信和强大算力的智能，逐渐拥有了一定的感知能力、记忆能力、思维能力和学习能力，可以自主学习和分析特定场景下的行为模式，并根据计算机设置的程序对数据进行处理。当前，智能化在自动化控制系统中得到了广泛的应用，它不仅可以提高工业生产的效率，还可以显著地提高产品的品质，与传统的自动化控制系统相比，智能化可以更好地适应复杂的工业生产流程[1]。

当前，智能化技术在自动化控制系统中的应用，一般都是集中在生产制造环节，并且都是注重应用，而对于底层运行逻辑的重视不够。一方面，国内企业的技术水平一般都比较低，所以在自动化控制技术上的储备也比较少。所以，对企业来说，对智能化技术的引进已经有了一定的难度，它只是能够解决一些具体的应用问题，但是却不能够对其进行进一步的提升和改进；另一方面，在自动化控制系统的运行过程中，需要对相关行业的数据进行积累，只有这样，智能化技术才可以以这些数据为基础，对其进行自我学习和控制。但是，当前，可以深入第一线，对控制系统进行采集，并完成智能化研究的科研人员数量很少，需要企业和科研院所一起来完成。目前，我国缺少可以将科研力量整合起来的平台和机制，导致了智能化技术在自动化控制系统中的应用，在创新方面存在不足。

2 电子工程系统中的智能技术特点

2.1 高精度控制

将智能技术与自动控制技术结合起来，将会涉及多个CPU 控制系统、RISC 芯片等领域，与传统控制方式相比，它在控制精度、控制效率等方面具有更大的优越性。同时，避免电气工程中的控制误差，可以使电气系统的运行更加稳定。

2.2 无人化操控

过去采用自动控制系统，在某些环节仍需要人工操作，才能确保电气系统的安全运行。而智能控制器的运用，可以在运行过程中利用相应的时间、鲁棒性等来实现对电网的控制，也就是说，在电气项目的运行过程中，实现完全的自动控制，员工的工作仅仅是对有关的参数进行调整，从而降低了电气项目的人工费用。另外，通过运用智能化技术，实现了对电气系统的远程智能控制，从而使电气系统的运行效率得到了进一步的提高。

3 我国电子信息技术发展的重要意义

所谓的电子信息技术，是指利用获取、传递、储存等功能的信息技术，也是一门用来进行计算机数据处理、数据分析和实施的技术。从整体上讲，在电子和资讯科技这一领域，从电子通信技术、计算机技术、计算机语言、游戏等几方面对电子信息技术做较为详细的介绍。电子资讯科技对电脑、微电子及通信科技来说，都是非常重要的一部分。具体地说，电子信息技术指的是在借助电子计算机和通信技术的情况下实现获取、加工、分析、存储、交换及传送的一整个流程。包含装置服务与资讯服务技术之总称。从根本上说，电子信息技术是人们认识自然、研究自然、改造自然的一个重要的进程。从总体上看，信息的获取、传递和存储是电子信息技术的本质和根本特征。当前，随着社会、经济的快速发展，通信、网络等领域的迅速发展，正在各个方面产生深刻的变革。从原来单一的通信服务，逐步向多层次、多元化的方向演变。简言之，在未来，电子信息技术的发展离不开市场这个中心化元素与其他产业相融合[2]。例如，如何将通信网络与电子信息技术的有机结合、管理和应用，就成为一个亟待解决的问题。这是因为，电子信息技术跟其他产业进行融合，使本身的应用范围以及领域得到拓展；与此同时，也在此基础上发展出数量众多的电子信息技术公司，这必将促进电子信息技术网络从一个纯粹的电子信息载体，逐渐发展成为一个聚焦于业务的核心平台。众所周知，未来发展的主要推动力是电子信息技术。而在世界范围内，电子信息技术的发展，对任何一个国家、地区都事关重大，甚至会直接影响整个国家和地区的发展。因此对我国而言，无论从经济方面还是社会方面的角度看，促进电子信息技术的发展都十分必要。

4 电子自动化控制工程中智能技术的具体应用

4.1 在电气控制中的应用

电气控制是电气自动化最复杂与重要的环节，烦琐的数据处理需要在这个环节完成，人工智能技术的引入能够加强对电气自动化具体流程的管理，使得电气控制工作变得简单有序。冶金行业针对冶金机械的实际运行效率要求较高，这意味着工作人员必须对机械的运行状态进行严格的把控。就现阶段而言，人工智能应用于冶金行业电气自动化的控制环节，主要是借助计算机技术预先设置好具体的控制程序，当设备通电后，事先设置好的控制程序就可以对运行的机械展开监管。如果遇到机械出现故障的情况，能够立刻做出调整，避免了由于没有发生机械故障导致的生产力低下。这种人工智能参与控制的方式使得生产更加规范化、专业化，在一定程度上减少了不合格产品的出现，保障了企业的经济效益。

模糊控制与专家控制是人工智能技术应用于电气自动化控制的两种重要方式。专家系统将专业知识与实际经验通过计算机规则进行融合，通过模拟专家来解决电气控制中出现的各类问题。目前多用于实验研究，没有投入实际应用。模糊控制由模糊推理与模糊语言作为核心理念，能够迅速解决繁复的数学计算，建立电力生产和负荷变化函数的高难度模型，得到最优解，较多地应用于各个行业的电气控制环节[3]。

4.2 在电子网络安全中的应用

人工智能技术的应用能够提高电子自动化控制系统的网络安全。在应用电子自动化技术的过程中，网络安全经常遭遇3 种攻击。①中间人攻击，这种攻击方式善伪装，把攻击信息伪装为普通的通信信息，很难被检测出来。将人工智能技术应用于电子自动化能够有效解决中间人攻击。人工智能技术能够针对入侵链路中的错误数据检测与拓扑检测系统进行详细检测，并对网络结构是否发生改变做出判断，能够成功减轻工作人员的任务量，降低中间人入侵出现的可能性。②拒绝服务攻击，这种攻击方式在应用电子自动化控制机械工作过程中，会导致严重的资源损耗，使得中央处理运转速度较慢，不能针对系统内部的常态性请求做出及时的回应，最终导致系统崩盘[4]。将人工智能技术应用于电子自动化能够有效解决拒绝服务攻击。人工智能系统能够针对自动控制系统的合闸动作进行建模，根据建模对象的方程，得到网络整体攻击频率的动态效果图，并在此基础上进行电子自动化网络安全检测。③数据篡改攻击，这种攻击方式在应用电子自动化控制机械工作的过程中会导致信息接收端接收错误的命令，运行紊乱。人工智能技术的应用，使得数据篡改攻击即便只针对数据进行细微改动，检测模块也能够立刻发现并实施保护，确保电子控制的网络安全。

4.3 在完善命令调节中的应用

要使人工智能技术得到更好的应用，就需要对现有的指令调整路径进行合理的集成，这样才能对系统中的缺陷进行有效的检测，并按照自动化发展的原则对原有的系统进行改造，这样才能避免由于系统缺陷而带来的经济损失。同时，一般都会使用自动操纵设备，来实现对整个系统的自动控制，但是，基于这一点，还必须制定一系列的指令调整方案，这样才能更好地理解生产的要求，并且能够及时地解决出现的问题，从而提高经济效益。而对于一些比较复杂的设备来说，长期使用会对机械结构造成一定的损伤，从而对指令的传输质量和速度造成很大的影响。对这些数据进行科学合理的分析，能够帮助我们更好地分析和处理系统运行过程中所遇到的各类问题，减少因软件失效所带来的种种后果。在此过程中，一定要优化现有的运行路线，并以创新的整改战略为基础，理性地分析存在的问题，发掘出智能化的发展道路，从而使电子工程自动化的运行与监控工作得以稳定地进行下去。

5 智能技术在电子工程自动化控制中的发展趋势

5.1 优化调控以及检验程序活动

在调节以及检验程序的实施中，是独立设计产品的重要环节。要重视对电子工程自动化控制系统的规范化应用，保证各种程序命令调控可以得到有效的实现。合理应用可编程逻辑控制设备和人机交互窗口，做好产品的整体结构优化设计。在电子工程自动化控制中，人工智能技术的标准化选择，设计自动化区域、命令传感区域、命令执行区域的划分，程序检查和调控工作要在自动化区进行，做好各种命令的探索，对电子工程自动化程序进行合理的调整，从而为开展自主检验活动提供各种保障。在电子工程自动化工作中，将人工智能技术标准化应用于电子工程自动化控制，为运维程序控制提供了技术保障。利用人工智能技术，对标准化的程序进行充分的利用，并对其进行有效的自检程序命令，从而可以将智能检测系统的应用价值充分发挥出来，能够及时地对命令执行中存在的问题进行调查，并对其进行规范化调整。技术人员也要做好外部操作命令调整，对数据库各项资料信息不对称现状进行判断，在操作过程中合理优化整体结构，实现运维命令及时调整。

5.2 不断提升开放性和可扩展性

智能科技的开放与可扩充性，既包含在硬件层次上的开放与可扩充性，也包含在软件层次上的可调节与可扩展性。在硬件层次上，开放、可扩充的发展方向可以借助开放的硬件平台来体现。举例来说，Raspberry Pi 以及Arduino 等硬件平台的普及，使得快速地搭建并开发出智能化的产品变得更加容易。另外，传感器和芯片等部件可以根据需要进行灵活的配置[5]。在软件层次上，智能技术的可调节性、可扩充性也日益成为人们关注的焦点。一方面智能技术的开放性便于人们建立数学模型，开发软件；另一方面，智能技术的可扩充性使得智能化应用能够获取更多的数据，更多的算法，具有更大的适用范围，更高的精度。在当今的互联网时代，智能化技术向开放、可扩充的方向发展是一种重要方向。毫无疑问，在今后的电气工程中，智能化技术将会给电气工程的自动控制带来更加深刻的影响，其应用范围也会更加广阔。

5.3 向多元化、集约化方向发展

在研发电子产品的过程中。电子信息技术的研发，必须顺应时代发展的要求，技术的发展必须跟上时代的潮流，否则二者一旦失衡，不但对我国的电子信息技术造成很大的负面影响，而且在现代社会中还会失去目前的市场竞争地位，伴随着社会经济的发展，消费水平也在持续地提升，同时消费方式也变得更具个性化。当前，电子信息技术已与机械、能源、交通等行业实现融合；此外，还与建筑技术、冶金技术等领域进行融合，使得新技术逐步发展并相互渗透；同时，日益发展的电子信息技术，不仅能保证企业在某种程度上实现利润，又可推动企业在某些关键技术上进行创新。目前，国内的电子信息技术企业的核心竞争力是被核心技术的创新和垄断。因此，目前国内的电子信息技术发展与竞争的重点是软件、电路集成、新器件等。从总体上看，软件以电子信息技术为中心，而电路集成、新元件等是其发展的前提和基础。为进一步增强企业的竞争力，国内企业在研发和生产电子信息技术产品时，应经常注重研发相关的软件、电路集成以及核心部件。

6 结语

整体而言，智能化科技的运用，给电子工程中的自动化与控制工作，特别是信息传递与数据的处理与分析方面，对生产结构带来了新的机会与挑战。在电子工程自动化控制系统中，智能技术具有明显的优势，可以提升产品的生产效率和质量，节约能源和资源，降低运行人员和维护人员的工作量，提升系统的稳定性和可靠性。在未来的电气工程中，智能化技术将会越来越重要。随着智能化程度的提高，电子工程的自动控制系统将向着更加智能化、高效化、高可靠化的方向发展。