电气工程及其自动化的智能化技术应用

时间：2024-04-25

吴三成

华润风电（清远清新）有限公司广东清远 511800

在科技和经济不断发展背景下，社会对电力系统提出了更多要求，当前电气工程发展过程中，其面临的挑战和机遇较多，为了能够使电气工程项目实现健康持续发展，工作人员需要采取相关措施，进而提高电气工程自动化水平，其中智能化技术发挥着重要作用，其可以确保资源能够得到优化整合，确保电气工程项目安全稳定。对此，工作人员需要根据电气工程实际情况确保自动化智能技术高效应用。

1 电气工程和智能化技术概述

1.1 电气工程

电气工程及其自动化属于综合性学科，其中涉及了自动化控制、电机电器和电子等技术类型，且需要显示出强弱电和软硬件等。电气工程及其自动化技术在应用时，可以生产转换电能，因此成为很多行业应用的主要技术类型。近年来，随着能源消耗量增加，电气工程技术水平和人才储备程度逐渐上升，而电力系统规模扩大也推动了技术和行业的发展[1]。但是，当前传统电气工程及其自动化技术仍然存在开发周期长且自动化控制系统不够灵活的现象，影响了整体效率。

1.2 智能化技术

智能化技术在经过几十年发展已经取得了巨大进步，在信息、自动化、医学、工业、语言等领域都有广泛应用。智能化技术通过模拟人体神经系统采集、处理、交换、分析信息，实际生产活动中的应用价值较高。利用智能化技术解决人类活动中的问题，或是替代人类完成重复劳动。工业领域中，智能化技术可以替代人类检修设备故障、自动维护设备，不仅可以降低成本，也能够获得经济和社会效益。近年来智能化技术在生活领域中的应用水平逐渐提高，例如智能家居、智能电网等。

2 电气工程及其自动化中智能技术应用的意义

2.1 提高电气工程稳定性

传统电气工程自动化系统通过控制器来管控系统，为了能够将控制器作用发挥出来，需要构建科学合理的控制模型。但是，在构建控制模型完后，其无法随着工作环境发生变化，也无法确保系统运行管理精准。但是在电气工程及其自动化中采用智能化技术可以有效解决上述问题，无需构建模型，能够管控电气工程，具有较强的灵活性、精准性，有效提高电气工程稳定性。

2.2 提高整体控制水平

电气工程及其自动化中，数据处理是关键环节，而数据处理效率、能力对电气工程运行产生了直接影响。智能化技术应用后可以提高处理数据能力，优化电气工程自动化水平，提高整体控制水平。运行电力系统复杂，其中包括的数据量很大，但是通过应用智能化技术能够从不同角度对数据进行全面迅速处理分析。另外，根据实际情况，可以采取调控措施对设备运行降低设备运行出错率，起到预警作用，降低隐患率，确保运行安全、稳定。

2.3 提高数据处理质量

在对电气工程数据处理时，可以采用智能化技术进行统一规范，若是在控制器中输入了差异数据，也可以通过计算实现评估，准确计算陌生且复杂的数据，确保数据处理一致，进而起到控制作用。但是，采用智能化技术可以对自动化控制器进行优化，其与智能控制有机结合，协作应用，若是智能控制器运算时存在困难之处，工作人员可以凭借丰富经验分析解决这些难点，可以有效提高数据处理效率，也能够提高电气工程运行水平，获得的经济效益更多。

3 电气工程及其自动化智能化设计

3.1 硬件设计

在硬件设计时，首先需要根据工业控制实际需求选择高水平计算机，将以中央服务器为核心使电气管工程系统安全、可靠、稳定。其次需要根据工业生产规模以及生产期限，根据实际情况选择最佳电子元器件，同时将控制器和传感器等设备作为辅助设备，进行最优选择之后采用正确连接方式在线路基础上有效衔接设备，使生产线能够做到自动化运行，进而减少人为操作，减少任务量。同时，根据经济适用和便捷原则对电气工程自动化控制系统进行科学设计，将硬件和生产线有机结合起来，尽量满足机械工艺中关于电气工程自动化控制的智能要求。整个过程中需要根据设计理念和实际情况符合度使硬件设计合理可靠。

3.2 软件设计

软件设计时，可以采购现有自动化控制软件或是自行开发软件。但是在实际应用电气工程自动化技术是，需要确保其与自动化控制软件更新相匹配，因此要选择能够长期合作的软件公司，可以及时升级软件，而软件升级前需要提前对软件系统进行评测，进而使软件系统能够与硬件设备实现积极配合。

4 电气工程及其自动化的智能化技术应用

4.1 智能应用

当前，电气工程及其自动化控制中，应用智能化技术可以实现无人管理以及远程管理，可以提高管理有效性。高压和危险系数大的工作采用智能化控制相对于传统控制更具有优越性。例如，控制时，智能化技术控制方便调节，且比较灵活，在应用时无需控制对象模型中的不确定因素，同时也能够随时调整优化系统实现，调整时无需人工操作，减少人力劳动，有利于降低人工成本，提高社会和经济效益[2]。

电气工程及其自动化中应用智能技术是根据时间显示对电气工程系统进行实时调控和全过程监控，进而使电气工程及其自动化工作性能得到有效强化，为自动化控制系统提供安全稳定运行保障，这样表示不同环境下的智能化技术可以与时代发展需求想顺应，使用更便捷。同时通过科学应用智能技术使电气工程顺利进行和发展奠定基础。在多元控制对象基础上需要对电气工程进行智能化优化，使数据处理过程能够高度一致、规范。

4.2 故障诊断

当前，电气工程及其自动化项目中，设备一般是处于长期运行过程中的，进而导致设备负荷量增加，容易出现故障问题。此外，电气设备故障本身比较复杂、不确定，因此工作人员在故障排查上较为困难，会影响电力系统的正常作业[3]。但是，电气工程及其自动化中，智能化技术应用可以解决以上问题，例如如果发生故障前一般会有对应征兆，但是肉眼难以发现，可以利用智能化技术监测管理设备，及时发现故障，实时监测系统可以确定故障位置，并提出预警，这样能够减少故障排查时间，也能够快速恢复故障。

4.3 优化设计

电气工程及其自动化项目需要重视电气设备设计工作，确保设计科学合理可以提高电气工程稳定性以及安全性。但是，实际设计时，由于本身繁琐，需要工作人员根据实践经验并合理应用电路、电磁场等方面的知识。传统设计下，一般是将经验和实践结合起来，本身效率低，设计方案无法满足理想要求。而利用智能化技术设计电气设备可以提高设计质量和水平，缩减设计周期，其中转接系统在该领域中凭借数据库模拟设计电气设备，可以降低设计难度和成本，但是该技术不够成熟，需要不断完善才能够广泛使用[4]。当前，普遍采用遗传算法优化设计电气设备，其在信号处理以及适应控制等范围应用，成本较低，可以满足不同设计要求。

在电气工程及其自动化领域中，智能化技术的应用使电气设备设计突破了传统手工设计限制，可以直接采用计算机辅助软件、CAD技术设计电气设备，利用智能化技术可以提高工作人员的数据整理和分析能力，弥补传统数据处理中的问题。工作人员按照实际情况制定科学的设计方案，减少设备设计和使用出错率，降低事故发生率，起到预先警报效用。

4.4 PLC应用

电气工程及其自动化中，PLC技术在其中的应用发挥着重要作用，广泛应用在大部分电气系统中。由于电气系统的抗干扰性能比较高，智能水平也比较高，二者优势结合推动了电气系统中智能技术的应用。PLC控制系统中，控制器能够实现逻辑编程，精准控制目标，这种可编程逻辑控制器被广泛应用在工业生产中，逐渐取代了以往的控制设备[5]。操作人员通过可编程控制器不断改进电气工程功能，有效监控电气工程整体运行，进一步增强系统稳定性，同时也能够灵活自动切换电气设备，进一步提高了电气工程系统安全性，使电气系统更智能，有利于实现电气工程自动化。除此之外，PLC技术的应用能够实时监控电气工程自动化生产过程，对系统运行中存在的故障及时检测出来，自动定位故障，在设备发生故障时PLC能够有效隔离故障环节，避免由于设备故障而导致的故障扩大，利用PLC技术能够有效提高电器柜工程自动化运行效率，使设备和运行系统能够自动切换，将PLC技术核心价值充分发挥出来。

4.5 加速运行

智能化技术能够在不同时间和状态下进行调试整理，电气系统运行时，工作人员通过这种优势对电气系统进行控制，提高了电气系统的自动化运行性能，使电气工程能够正常运行[6]。另外，通过实践发现利用智能化技术能够提供便捷合理的执行手段，对其他控制器和电气设备起到合理调节、操作作用。

4.6 神经网络控制

神经网络技术反向转波算法相对于梯形控制阀来说，性能更高，不仅可以大大缩短定位时间，也能够有效控制非初始速度和负载转矩变化。神经网络结构呈现多层次性，能够进行反向学习计算，在其中的子系统中，其一可以按照机电系统参数判断、控制转子速度，另一系统则能够按照电气动态参数判断控制定子电流。智能神经网络广泛应用在模式识别和信号处理中，因为其中应用了非线性一致函数估计器，在电气传动自动化控制中得到了应用。智能神经网络具有较强的一致性，因此无需被控对象数学模型，对噪音的抵抗力较强。

4.7 变电站应用

由于人民生活水平逐渐提高，生活质量要求增多，电气工程日常应用也越发重要。随着智能化技术的发展友好，其在日常生活中的应用可以满足不断提高的生活质量要求。作为电气工程核心，变电站通过采用智能化技术不仅能够使传统操作方式和监控流程友好，也能够降低人工操作复杂性，减少人工操作失误。因此，在变电站中应用智能化技术较好，可以实现全面系统的网络信息化，信息数据在传输时可以将充分采用计算机将电力信号取代，使信息传输更加稳定准确，进而使电气工程实现全面发展，以满足逐渐提高的生活质量要求。

5 电气工程及其自动化中应用智能化技术的前景

在电气工程及其自动化中，智能技术控制相对于传统控制优势巨大，智能化系统从根本上使其中存在的不可控因素得到避免，能够做到实时监控、实时调节，大大提高了系统性能。因此，从智能系统优势分析得到，智能系统在速度、精度和效率等性能上更高，其中的群控和数控系统能够实现柔性化，功能上主要朝向设计用途图形界面、可视化计算以及多媒体等方向发展，体系结构上朝向集成化、结构化以及网络化方向发展。