电气工程及其自动化的智能化技术 陈洪伟

发表时间:2020/5/14   来源:《基层建设》2020年第3期   作者:陈洪伟
[导读] 摘要:在传统的电气工程自动化领域,有关电气工程控制的缺点尤为明显,将智能化技术合理科学的引入其中,能实现对此类缺点的改良,是有利推动电气工程不断发展的重要手段。
        身份证号:34032319871010XXXX 浙江正蓝节能科技股份有限公司  浙江杭州  310000
        摘要:在传统的电气工程自动化领域,有关电气工程控制的缺点尤为明显,将智能化技术合理科学的引入其中,能实现对此类缺点的改良,是有利推动电气工程不断发展的重要手段。本文首先说明了电气工程自动化在我国的发展情况,然后分析了电气工程及其自动化的智能化技术应用的价值,最后详细阐述了智能化技术的广泛应用。
        关键词:电气工程;自动化;智能化;故障诊断
        一、电气工程自动化在我国的发展情况
        在科技逐渐成为第一生产力的时代,无论是企业的发展,还是国家和社会的前行均离不开强大科技力量的支持,电气工程自然也不例外。电气工程自动化诞生以来,构建了一个完善而又灵活的自动化集成控制中心系统,在全方位、多角度满足现代工业自动化生产的过程中,为企业管理奠定了夯实基础。能有效促进企业管理层级和其他各个层级之间的交流与合作,这种快速、稳定、便捷的系统,不断推动工业自动化水平的提升,大幅度提高了工业生产的质量和效率,并且较高程度地压缩了不必要成本的浪费现象。
        现阶段,电气工程自动化依赖于窗口 NT 系统(Microsoft Windows New Technology)、分布式综合管控系统(Distributed Control System)、Hack系统以及信息精准集成系统(information integration system)等。以上述多方面的共同合作实现电气工程的自动化运转,其中,分布式综合管控系统的拓展性能和实时性能相对优越,然而现阶段仍然应用传统的仪表盘方式,对系统整体性能的提升产生严重阻碍,使自动化的可靠性、稳定性程度得到到保障。信息集成系统可以帮助工作人员在第一时间了解设备信息,继而对设备运行过程中存在的问题进行及时分析,提出解决策略。就目前的电气工程自动化技术来讲,其正在不断地走向完善,逐渐向更高质量的层次发展。值得重视的是,智能化技术正悄然无声地融入。
        二、电气工程及其自动化的智能化技术应用的价值
        (一)控制工作的调节变得更方便、快捷
        电气工程及其自动化的智能化能够让操作系统像人的大脑一样,在电气工程的操作中产生思维。对进入工作状态的设备进行监督,并随时调整工作的状态以确保机械设备的正常运行。另外,将自动化以及智能化运用到电气工程中还能提高操作系统的自主性能,能够适应各种复杂、恶劣的环境,不需要专业的技术人员对它进行调控,可自身调节工作状态;这意味着机械设备的调节、控制等工作变得更加的便捷,从而使电气工程及其自动化的工作效率与质量得以提高。
        (二)机械设备的工作标准更加规范
        智能化技术在数据分析与运算的能力上,比电气工程及其自动化的技术更加的精准。正是因为智能化技术的运用,使得机械设备操作系统更加的稳定以及数据的计算更加的精准。与之相应的是电气工程领域的工作标准更加规范,这样可以让电气工程操作系统不管是在多复杂、恶劣的环境中,都能稳定的运行,进一步的提高机械设备工作的效率和质量。
        三、智能化技术的广泛应用
        (一)PLC电气控制技术的应用
        可编程逻辑控制器是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器,在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。

随着我国科学技术的发展,PLC电子控制技术慢慢替代了传统的机电控制器,在生产过程中起到的重要作用,运用PLC在生产方面的优势来设计符合电气工程的运行要求的方案,能够对控制电气工程和其自动化有很大的帮助。PLC电气控制技术能实现电控系统的稳定性同时提高安全性,并且减少了电气工程系统当中的元件应用,降低了维护成本。增加了这项技术的广泛应用性和有效性。
        (二)在故障诊断中的广泛应用
        在整个系统的运行中,会因为各种因素而导致电气设备出现短路或者断路,随着智能化在人类生活中受到了广泛的应用和发展,人们可以通过在发生故障之前的预警信息来进行分析,从而提早发现问题,处理问题,保证系统的正常运行。例如在以往有关人员对重要设备进行保护和维修,来延续它的使用寿命,但是也不能够彻底的避免设备运行中故障的出现。这时,就要求我们在故障分析的过程中,要合理的运用智能化对运行的设备进行判断,能够快速的找到该设备出现故障的原因,消除故障。
        (三)神经网络应用
        与梯形控制法相比,神经网络中的反向转波算法能够更好的优化自动化控制系统的性能,并缩短定位时间,减少非初始速度与负载转矩大范围波动问题的产生。一般情况下,神经网络会被应用在诊断检测系统和交流电机中,用以促进电气工程的正常运转。神经网络中,反向转波算法又包含两种形式,一是反向学习算法、一是反向传播算法,前者应用在多层前馈性中,用以辨别转子速度控制情况及定子电流运转情况。后者则是对反馈误差实行调节和把控的重要方式,且通过对非线性函数近似值的计算,了解网络节点的具体情况。多层前馈线和平行结构作为神经网络系统的核心结构,前者利用反向学习计算法,通过两个系统对转子和定子实行控制,一个系统利用机电系统参数对转子速度控制情况予以辨别;另一个系统则通过电子动态参数对定子电流情况实行辨别。将智能化技术应用在信号处理及辨别过程中,不仅能够加强计算数值的准确性,还能有效提升系统运转的一致性,增强系统的抗噪音能力。平行结构则与条件监控和诊断系统融合,构成了较为完善的智能化网络系统,可加强各项决策的可靠性。其通过反向传播算法的应用,将激励函数和隐藏节点通过网络神经予以映射,并通过与尝试法的结合运用,实现问题的选择和解决,强化系统运行效果。
        (四)模糊逻辑应用
        在电气工程自动化控制系统中存在很多的模糊控制器,其替代了 PID 控制的功效,为电气工程自动化控制系统提供更多服务支持。目前电气工程自动化控制系统中,模糊控制器的类型以 M 型和 S 型两种为主。其中以 M 型控制器的应用频率最高。其主要是由模糊化、反模糊化、知识库、推理机这几部分组成的,并通过规则库实现控制其内部的运转,促进处理工作的有序进行。在 M 型模糊控制器中,模糊化主要是对变量进行量化处理的模块,主要以测量为主,隶属很多函数形式;而反模糊化则是通过反模糊化技术及平均技术的应用,实施相关作业处理,以改进系统运行质量。
        (五)CAD技术应用
        电气设备设计属于一项较为复杂的工作,一方面涵盖的知识点较多,如电机、电磁场及电路知识等,另一方面对设计人员自身的专业能力及经验水平也有着较高要求。以往电气设备设计中,主要采用经验手工法进行方案设计,但由于所需耗费的时间和精力较多,很难满足电气工程生产需求。随着技术发展,现阶段开始采用 CAD 设计取代传统的经验手工设计,在保证设计质量的同时,缩短生产周期。而在此基础上引用智能化技术,可进一步对设计方案实行优化处理,改进设计质量,提高设计中问题的解决效率,最终全面优化电气工程自动化控制系统的运行水平。
        结语
        综上,智能化技术在减少人力、节约财力上展现出非常好的效果。相关科研工作人员在未来的工作中应该不断钻研、不断探索、不断创新,深化智能化技术的各项研究,全面提高电气工程系统的功能,增强自动化控制的总体水平。
        参考文献:
        [1]高熙然.探究人工智能技术在电气工程及其自动化控制中的应用[J].自动化应用,2018(7)
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