电气自动化技术在自动化控制中的应用

摘要：自动化控制是指在没有人直接参与的情况下，利用自动控制装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预订的规律运行。在我国自动化控制技术广泛应用于工业、农业、科研、商业、医疗等各行业领域。采用自动化控制可以用简单的设备控制取代大量人工岗位，从而极大地提高劳动生产率，增加企业产能。因此，自動化控制是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。而本文就电气自动化技术在自动化控制中的应用加以探讨分析。

关键词：电气自动化技术、自动化控制、人工智能、控制系统、设计

1.电气自动化技术在人工智能控制中的应用

由于电气自动化系统的复杂性，涉及到很多领域专业的知识，因此对于电气自动化设备工作人员有着很大要求，其不仅需要具备良好的个人素质，还需要对相关的专业知识进行深入了解。而人工智能控制技术的出现解决了这一难题。人工智能技术其主要核心就是应用计算机理论，在实际工作中对相关程序进行编程，实现在计算机控制下电气自动化的智能控制。在一定意义上来讲，对于电气设备的智能化就是采用智能化设备取代人的实际劳动操作，这样除了能够提高实际的生产效率，还能够在一定程度上降低生产成本。在电气工程自动化当中对于人工智能的应用，不仅使电气自动化设备在实际运行当中得到科学的提升，并且对设备的运行环境也得到极大的改善。

2.电气自动化技术在自动化控制系统中的应用

在电气自动化领域内，电气设备的控制系统是一个十分重要的组成部分，自动化控制系统是当前电气自动化的主要发展方向，而在设备的控制上，也要逐渐实现智能化，不仅可以增强工作效率，缩减资金成本，还可以降低从业者的劳动强度。比如自动化控制系统中的模糊控制、神经网络控制、专家系统等，都是比较先进的控制系统，可以实现对各种电气设备的有效控制，本文就以上3种控制系统进行说明。

2.1模糊控制

模糊控制的使用方法十分简单，简单实用的方式在自动化应用中显示出其卓越的性能。而建立数学模型来实现对电力设备控制会更加精准，但建立常规的数学模型，工作繁杂，成本高昂，并不适用低端电力设备。而建立模糊关系模型十分简单，实践证明它有巨大的优越性。模糊控制理论的应用非常广泛。常用的模糊控制技术有Sugeno与Mamdani两种技术，模糊控制的方法能够以一种更高的效率来处理交流传动控制的相关问题，从而使得电气设备的工作质量和工作效率有很大的提升。

2.2神经控制系统

神经网络由于其非线性的特性、并行处理能力、及自动组织学习能力，受到了人们的普遍关注。神经网络是由大量简单的神经元以一定的网络方式连接而成。神经网络将大量的信息隐含在其连接权值上，以一定的计算方法调节权值，使神经网络实现从m维空间到n维空间复杂的非线性映射。目前神经网络控制系统的研究主要集中在神经网络模型及结构设计、神经网络学习算法的研究、神经网络的硬件实现等问题上。

2.3专家控制系统

专家控制系统在电力自动化系统中的应用也很广泛，包括对电力系统出现的紧急故障的发现、辨识，应急处理，系统恢复，切断负荷，系统规划，电压控制，故障系统隔离，调配电系统自动化，电力系统的短期负荷预报，静态与动态安全分析，以及先进的人机接口等方面均有所应用。虽然专家系统在电力系统中应用广泛，但仍有其局限性，如：不具备创造性；缺乏复杂功能理解的适应性；缺乏改进措施，对出现的新故障处理能力有限；知识库的验证复杂等情况。且专家系统造价高昂。因此，在开发专家系统软件方面应注意专家系统的成本代价与收益比对、有效性、实验性及其局限性等问题。

3.电气自动化技术中自动化监控系统应用

3.1集中监控

集中监控方式的优点是运行维护方便，对控制站的防护要求低，系统设计简单。但由于集中监控的处理器的任务繁重。所以，处理速度受到影响较大。并且电气设备全部进入监控，伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降、电缆数量增加，成本增加。长距离电缆带来的干扰也可能影响系统的可靠性。同时，隔离刀闸的开闭和断路器的连接采用硬接线，由于隔离刀闸的辅助接点牢固性差，造成设备无法正常运转。并且这种接线的二次接线复杂，维修极不方便，大大增加了维护量，还存在由于查线或传动过程中接线复杂而造成误操作的可能性。

3.2远程监控

远程监控方式有节约电缆、节省安装费用、可靠性高、组合方式灵活等优点。由于各种现场总线（如Lonworks总线，CAN总线等）的通讯速度低，而很多电气网络通讯量较大。所以，这种方式适用于小型监控系统，不适应大型的电气自动化监控系统的构建。

3.3现场总线监控

目前由于以太网、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站、输电网络等综合电气自动化系统中，且已积累了大量的运行经验，智能化电气设备技术也有了较大提升，这些都为现场总线监控系统应用于电气自动化控制提供良好的技术支持。现场总线监控方式使电气自动化系统设计更加针对，对于不同的监控可以有不同的功能，这样可以根据具体的监控情况来进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还可以减少大量的隔离设备、端子柜、I/O卡件、模拟量变送器等设备，进而减少了系统建设成本。而且智能设备可以就地安装，与监控系统通过通信线连接就能实现。也可以节省大量控制电缆，节约大量成本和安装维护工作量。

4电气自动化控制系统的未来发展趋势

4.1电气自动化控制系统朝着统一化和市场化发展电气自动化的技术是朝着统一化的方向发展的，如果能将电气自动化所设计的电气产品的设计、开机和维护这些方面都统一设计和管理，那么可以提高电气自动化的全面发展。如果只是把开发的系统和运行的系统分开考虑，那么就还停留在原来的基础上，要通用化，使系统之间存在联系。对于现场的设施和管理数据这些方面都要保持稳定的连接状态。另一方面，也要把电气自动化控制系统推向市场化。如果一个电气设备想要长久的被消费者所喜爱，就要对市场不断的关注，让要求符合大众的口味，那么这样才能保证产品是适应市场的。企业在制造时，对电气自动化不仅要保证要求上满足，同时要不断的深化改革，进行先进技术上的研发，使电气自动化的技术更贴合市场，这也是产业发展的必然的趋势。

4.2加强电气自动化控制系统的标准化和安全性电气自动化的控制系统在引进了国际上一些标准化的技术之后，对于接口要求标准化，这样成本就会降低，生产中的数据的资源也能及时的共享。如果企业采取微软的操作系统，为了考虑到自动化的设计要求，就可以在办公室使用IP系统通过在管理系统和自动化控制之间用Pc系统，用标准化的程序接口来进行企业之间的数据的交换，从而就解决了通信的问题。

结语：电气自动化技术无论是在可靠性还是在稳定性方面，都具有极大的优势，因此在自动化控制中电气自动化有着很广泛的应用。在自动化控制应用过程中，对电气自动化技术的发展和提升也有着推动作用，在很多应用中引入了更加先进的理念，使电气自动化技术在原有的基础上不断进步提升。因此我们可以看见，在未来电气自动化技术在自动化控制中的应用一定会达到到一个崭新的高度。

参考文献：

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[2]范汉斌.智能化技术在电气工程自动化控制中的运用[J].科技

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[3]陈国雄.浅谈电气自动化控制系统的设计思想和组成[J].科技信息，2006，（S4）.

作者简介：汪雨霏（1990-6-21），女，汉族，辽宁省沈阳市人，助理工程师职称，大学本科学历，研究方向：电气及控制设计