分析在电气工程自动化控制中智能化技术的应用价值

分析在电气工程自动化控制中智能化技术的应用价值

(云南迪庆有色金属有限责任公司674400)

摘要:随着科技的高速发展,智能化技术的应用也越来越广泛。在电气工程自动化控制中应用智能化技术,有利于降低电气工程运行成本,提高自动化控制的可靠性。本文将探讨智能化技术在电气工程自动化控制中的应用价值。

关键词:电气工程;自动化控制;智能化技术;应用价值

二十世纪初叶,世界进入电气化时代,电气行业重塑了人们的生活与社会生产面貌,人类的体力劳动日益减少;二十世纪中叶,世界进入电子计算机时代,系统论、控制论兴起,自动化控制技术逐渐发展成熟,人类的脑力劳动开始被取代;二十世纪末至二十一世纪初,在互联网技术的支撑下,智能化技术异军突起,标志着控制技术进入了一个全新的时代。

一、智能化技术及其发展方向

(一)智能化技术

智能化特指工业产品、生活用品在网络、物联网、大数据、人工智能等先进技术支撑下,所具有的能动地满足用户各种需求的属性。智能化技术则是一门多学科交叉的边缘技术,在其实际应用中,表现为GPS定位技术、精密传感技术与计算机技术的综合应用。——在工业生产中应用智能化技术,可以改善工人的作业环境,减轻工人的劳动强度,提高工作效率和产品质量,优化企业的经营管理[1];在施工中应用智能化技术,可以节约大量能源、资源的消耗,为施工节省人力、物力、财力、精力、时间,同时减少施工对环境造成的污染;在农业生产中应用智能化技术,可以实现农业的精细化管理,有利于传统农业向生态农业转型;在电子设备、机械设备控制中应用智能化技术,可以提高设备的稳定性,降低日常维护成本。

(二)智能化技术的发展方向

今天,传统的粗放式发展模式已经难以为继,资源、能源逐渐枯竭,生产亟待转型;在这种时代背景下,智能化技术的发展也在不断加速。

2.1精度更高、速度更快、效率更高

在手工业时代,钟表匠们依靠双手制造产品,时间单位以周、月计(甚至更长),精度要求以厘米计;在工业时代,工人们在流水线上以日、小时为时间单位大量生产产品,精度要求以毫米计,标准化生产逐渐普及;今天,生产一块芯片的时间单位已经下降为分、秒,而精度要求已经下降到微米(在不久后的将来将下降到纳米级)。——这就在客观上要求智能化技术必须追求更高的速度、更高的精度与更高的效率。

2.2模块化

按模块化方法设计智能化系统,将不同的多种功能模块(包括通讯模块、CPU模块、存储器模块、位置伺服模块、PLC模块等,各模块功能单一而完整)组合成智能化系统,不仅可以缩短开发周期,节约开发成本,而且可以保证智能化系统的性能。模块化使智能化系统保持开放,易于添加、修改、重构功能。

2.3可视化

今天,不仅智能化技术在发展,虚拟现实技术与增强现实技术也在飞速发展。——我们完全有理由相信:在不久后的将来,智能化技术将与虚拟现实技术、增强现实技术深度融合,直接使用图形、图像向用户传递信息,从而实现虚拟设计、无图纸设计,并缩短设计周期,提高设计质量,降低设计成本。

二、智能化在电气工程自动化控制中的应用价值

电气自动化技术也是一种新兴的多方面应用技术,包括电子技术、控制论、自动检测、人工智能、系统论、计算机、网络等多方面的内容。——当前,国内电气工程自动化控制领域存在着许多问题:系统的可靠性较差,系统功能老化速度极快,难以及时升级,缺乏综合性人才[2]。

在电气工程自动化控制中应用智能化技术,不仅可以补上这些短板,而且可以发挥巨大的应用价值:

(一)智能控制

在电气系统中引入并应用智能化技术,实现自动化控制(甚至无人化操作),可以让各电气设备充分发挥应有的作用,保证电气系统有效运行。智能化技术可以对电气系统进行实时监控,实时掌握电气系统运行的电压、负荷、周波等指标,处理海量数据,并对电气系统的运行情况、电气设备情况、薄弱环节进行分析,实行精细化管理,从而提高管理效率,并且避免控制人员下达错误命令,或作出错误判断。

我们还可以引入专家系统对智能控制进行升级。——专家系统属于人工智能的一个重要分支,它指的是在特定领域内具有专家水平解决问题能力的系统。专家系统由人机交互界面、知识库、推理机、综合数据库等部分构成。在知识库中,存储着大量专家的经验与知识;在综合数据库中,存储着一切原始数据。——在电气工程自动化控制中应用专家系统,可以根据电气系统运行的历史数据模型进行科学预测,并根据存储的大量数据、经验解决电气系统运行中出现的各种问题。

(二)故障诊断

电气系统结构复杂,电气设备众多,线路繁杂、密集。而且,其中许多电气设备超期服役,磨损巨大,长期超负荷运行,随时都处于突发事故的边缘上。对电气系统进行人工检测,劳动量大,效率低,维护困难,检修人员在整个电气系统中很难迅速找到故障点[3]。——在电气系统中引入智能化技术,依靠网络技术、计算机技术、光电子技术、传感技术组成智能检测系统,并覆盖整个电气系统,可以及时发现、监测、跟踪故障信号,从数量众多的线路、变压器、母线中迅速寻找出故障点。一旦发现故障点,智能检测系统还可以迅速分析出故障发生的原因,指挥人员及时处理,或采取自动保护措施。智能检测系统对电气设备的运行状态进行动态监控,实时采集电气设备的数据信息,辅以人工智能,便能预测电气设备是否可能出现故障,并提前发出预警信号,从而将事故危害降至最低,保证电气系统安全运行。

(三)应用神经网络,进行模糊控制

神经网络又称连接模型,是对人类大脑脑细胞神经网络基本特性的抽象和模拟[4]。神经网络可以充分逼近任意复杂的非线性关系,所有定量或定性的信息都均分贮存于各神经元,具有高度的容错性。神经网络系统还具有自学习功能、联想存储功能、高速寻找优化解的能力。——在电气工程自动化控制中应用神经网络,可以建立长期-中期-短期预测模型,对电气系统进行模糊控制,从而提高系统的抗干扰能力,提高系统的容错性。

(四)减少人员的安全威胁

电气工程系统必须在带电状态下长期运行,有些电气系统的运行环境甚至比较危险(例如高温环境、低温环境、潮湿环境),始终存在着安全隐患[5]。引入智能化技术,对电气工程系统实施远程遥控,可以大大减少人员的安全威胁。

结束语

在电气工程自动化控制中积极推广和应用智能化技术,符合信息化时代发展的客观需求,同时,也有助于提高电气工程自动化控制的稳定性、安全性和可靠性,还可以节约大量人力成本与生产成本。——所以,我们应当加强这方面的研究,在电气工程自动化控制领域加速推广智能化技术。

参考文献:

[1]李健.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用研究[J].中国设备工程,2018(10):165-166.

[2]周成飞.电气工程自动化控制中智能技术的应用[J/OL].当代教育实践与教学研究:1-4[2018-12-19].

[3]邹恒.智能化技术在电气工程自动化控制中的具体应用探析[J].科技风,2017(16):81.

[4]赵家发.关于智能化技术在电气工程自动化控制中的应用建议[J].建材与装饰,https://doi.org/10.14149/j.cnki.ct.2016(51):235-236.

[5]区贻标,罗嘉辉,梁启华.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].工业设计,2015(04):101-102.

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