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电气工程自动化的智能化技术应用探讨

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摘要对智能化技术的应用理论进行了阐述,并分析了智能化控制技术的优势,最后对智能化技术在电气工程自动化控制领域中的具体应用进行了详细论述。

关键词智能化技术,电气工程自动化,应用

中图分类号: F406 文献标识码: A 文章编号:

1前言

我国的很多电力相关行业伴随着电力行业的迅猛发展而取得了巨大进步,其中电气工程自动化技术是进步幅度最大的技术之一。造成电气工程自动化技术进步的因素有很多,其中智能化技术的引入和应用是主要原因。要实现对电气工程的自动化控制,就不可避免地需要对电气设备的运行信息进行收集、汇总、整理、决策和反馈,这有些类似于人脑的运行机制恰恰是智能化技术的应用领域,因此通过计算机实现对人类大脑的模仿(即智能化技术),可以有效推动电气工程自动化的快速发展。诚然,智能化技术在现阶段的电气工程自动化控制领域中取得不错的应用成果,但还远没能够彻底代替控制人员实现完全的自动化,还有很大的应用潜力等待着我们去挖掘。

2智能化技术应用理论分析

智能化技术自20世纪中叶被提出来之后一直在不断地向前发展,其中经历过波折和低谷(一直存在学者对智能化技术能够实现代替人类控制决策的发展目标提出质疑),但总体的发展趋势和应用成果是值得肯定的。它涉及到很多学科,包括心理性、行为学、神经科学、运筹学、信息论、应用数学和计算机科学等,是一门新兴的交叉学科。所谓智能化技术,就是使机器或计算机系统具有人脑的类似智慧,是通过模拟人或自然界其它生物处理事件的模式和行为来实现对事件的决策和控制的方法。计算机编程技术和计算机科学的发展促进了以计算机为核心的智能化信息处理技术的发展和进步。当下的智能化技术依赖于计算机编程实现对人类大脑的模仿,正是由于计算机对人类决策和控制的模仿才得以在很大程度上带动电气工程自动化的快速发展。

现实中,对智能化技术的研究一直是提高电气自动化控制水平的重要途径,研究内容具体包括电子电气技术、信息的收集和处理技术等。智能化技术是经过应用实例证明了的,具有的一定的适应性和实用性。在日常作业中,将智能化技术应用于电气工程的自动化控制不仅仅只停留在理论,是在生产、流通和分配等环节中已经经过实践考验的。作为当今计算机科学的重要分支,要加快将智能化技术应用到电气工程的自动化控制工作中来,这不仅利于实现对人力资源的合理配置(解放了控制人员的工作压力),也能从根本释放工程的运行能量,减少因为人员控制能力和精力不足而造成的能量浪费和运行闲置,大大地提高了作业效率。

3智能化控制的优点

将智能化技术应用于电气自动化控制的过程中,最主要的优势就是实现了控制模式的智能化,相较于以往的完全依靠操作控制人员的传统控制器,智能化控制器具有许多无可比拟的优点,其具体可以表现为以下几点:

(1)不需要建立精确的控制模型

由于智能化技术是基于对人脑机制的模仿,所以在信息处理能力上与人脑类似,能够完成对一定程度上模糊、不确定信息的处理,这是采用传统非智能控制器所无法实现的。电气工程的自动化控制过程中如果采用传统的控制器,就必须对被控对象建立精确的数学描述模型,杜绝自动化控制过程中任何意外的、超出模型描述的事件发生,其具体实现方法是依照被控对象的数学描述模型建立控制模型,依照控制模型实现自动化控制。通过以上分析可知,传统方式在现实中很难取得好的效果,在实际控制过程中,总会产生一些事先无法预测的客观因素,采用智能化控制方式的现场生存能力明显强于传统控制方式。

(2)便于电气系统的实时调整

智能化控制的一个巨大优点就是它控制的实时性。具体表现为对系统状态监控的连续性,智能化技术一个最大特点就是它可以沿时间轴方向连续动态地进行信息采集,表现在电气自动化系统里,就是对系统运行状态的实时监控,可以根据电气系统状态的细微变化进行细致的自我调整,使电气系统总是保持一个较为优效的运行状态。相对于操作人员的现场调整,自动化技术的引入不仅提高了这种调整的响应及时性,更是增加了调整的细致性,对最终实现电气工程无人控制的自动化控制目标具有重要意义。

(3)智能化控制具有一定的通用性

传统的控制方法因为是基于严格的控制模型,所以对控制对象有着严格的要求。即使控制对象本身保持不变,控制环境和运行参数的改变也往往会造成自动控制的效果不理想。智能化控制技术的现场控制能力明显强于传统模式,即使控制对象发生一定范围内的改变,自动化控制系统收集的数据发生明显改变,智能化控制方式仍有很大几率做出较为合理的控制,满足自动化控制目标的最低标准。当然,控制效果是由控制对象决定的,智能化控制方式虽然较传统方式具有一定的通用性,但这个优势会随着控制对象改变幅度的增大而逐渐丧失。在具体实践当中,有必要对控制对象进行全面评估,对控制要求进行严格审核,通盘考虑自动化工程中的各个环节,然后对智能化控制的方案进行具体设计,以实现最佳控制。

4智能化技术的具体应用

经过大量的实践表明,智能化技术在电气工程自动化领域的具体应用涉及智能控制、优化设计以及故障诊断等。

(1)智能控制

实践表明,实现电气工程控制的无人操作化、远程化和高效化的前提是实现智能控制,智能化技术的引入为实现电气工程的自动化创造了一个良好的发展空间。智能控制可以实时高效的对系统状态进行调整,使电气系统一直维持在一个运行性能相对较优的水平上,对解放人力资源,提高经济效益具有现实意义。

(2)优化设计

要实现一个科学高效的自动化控制过程,除了需要对控制模式和控制器进行合理设计外,作为控制对象的电气设备也需要进行合理设计。传统的设计模式需要设计人员具有非常专业的背景知识(对磁力、电气、电路等学科的基础知识要熟练掌握)和非常丰厚的设计经验,在进行具体的设计过程中,需要利用一些相关参数(例如施工记录、电气设备的交接试验结果、设备铭牌和出厂试验数据等)来完成最终设计。因此,基于传统设计的方案往往很难达到设计要求,并且很难实现方案内容的变更。当下的设计往往利用计算机辅助设计技术和一些CAD造型软件来完成,在设计过程中可以加入遗传算法等方法(智能化技术的典型算法之一)来对设计方案进行优化。相较于传统的设计方法,现代设计方法在实用性和易修改性上都有了明显改善。

(3)故障诊断

任何工程系统都可能会发生故障,电气工程系统也不例外,优秀的自动化控制系统不是要完全避免突发故障,而是要实现对故障的及时发现和相关检修。由于智能化控制技术具有实时、连续的监控能力,这就使得故障早期、甚至故障发生前的一些相关征兆可以被有效捕捉到,这对系统故障诊断的及时性和准确性具有重要意义。及时准确的故障诊断能力可以将电气系统因故障造成的损失降到最低,甚至可能在故障发生前就将隐患排除,从而保证系统的正常运行。

以变压器的故障诊断为例,因为变压器在电气工程系统中具有重要作用,所以往往需要检查人员对其进行检测和维修,但再勤的检修频率也不能保证不会出现误检和漏检,利用智能化技术实时地对变压器的运行状态进行分析(例如对变压器中渗漏油的分解气体进行分析)既提高了对可能发生故障诊断的及时性,也便于检修人员确定检修位置,避免了传统检修方式需要逐步排查以缩小检修范围的缺点。

(4)PLC技术

基于PLC的智能化控制技术对实现供电系统的自动切换、提高电气系统运行的可靠性、增强自动化系统的控制能力和监控能力具有重要意义。

5结束语

综上所述,具有类似人类大脑感知能力和决策能力的智能化技术具有自动化的特征,所以将智能化技术运用于电气工程的自动化控制领域具有天然优势。智能化技术对促进电气工程的自动化控制、系统设计方案优化、故障诊断以及实现PLC控制等方面可以发挥巨大作用,能够有效地提高工程效率,更好地服务于人类。

参考文献

[1]林晶晶.电气设备状态监测及故障诊断技术的应用[J].经营管理者,2011, (13)

[2]耿英会.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].科技创新导报, 2012,(2)