电气自动化中智能化系统技术的创新应用

李安勇

[摘    要]文章对电气自动化中的智能化系统技术创新应用进行了分析，从该技术的内涵、优势、创新应用以及发展方向方面进行了论述，提出了设计环节、智能化控制环节以及故障诊断检修环节的应对方法，了解该技术优势并运用到实践中的效果，对未来发展也进行了有价值的判断，解决了传统电力系统不能满足现代化工业与人们生活的问题，对于人工智能与自动化的推广也有促进作用。

[关键词]电气自动化;智能化;系统技术

[中图分类号]TM76 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）09–0–02

[Abstract]This article analyzes the innovative application of intelligent system technology in electrical automation， discusses the connotation， advantages， innovative applications and development direction of the technology， and proposes the design link， the intelligent control link， and the fault diagnosis and repair link. The method achieves the effect of understanding the advantages of the technology and applying it in practice. It also makes valuable judgments on the future development. It solves the problem that the traditional power system cannot meet the needs of modern industry and peoples lives. It is also useful for the promotion of artificial intelligence and automation. enhancement.

[Keywords]electrical automation; intellectualization; system technology

智能化系统技术是计算机技术与人工智能技术相结合的产物。在智能化系统技术出现后，虽然使用时间不长，但已迅速进入人们的视野，融入人们的生活。特别是在电气工程自动化控制系统的应用中发挥了巨大的作用，帮助电气工程实现了故障诊断、智能控制等，大幅提高了电气工程的工作效率。

1 智能化系统技术概述

智能化系统技术是将数据通信技术、计算机网络技术、物联网技术、智能终端技术、工业应用技术等多个领域的先进技术相结合的应用级智能集成系统。大致可分为数据采集模块、数据传输模块、自动化控制模块和智能终端模块等几类功能模块，通过对各类数据的采集、发布、处理和反馈，管理复杂的自动化系统。在能源方面，电力事业的快速发展致使石油的需求越来越大，预测全球2030年电力需求将比2016年上涨67%，我国2020年电力需求将达7.7万亿kW·h，而面对如此大的需求量，依靠传统电力模式将变得十分困难。目前，智能化系统技术广泛应用于医疗现代化、电力智能化、工业节能等诸多工业技术创新领域。同时，随着国内物联网技术、计算机网络技术和5G通信技术的不断发展，相信未来智能化系统技术还有更大的技术发展空间和应用前景。

2 智能化系统技术在电气工程自动化领域的优势

2.1 控制性更强

智能化技术虽然不能达到完全替代劳动力的目标，但与传统的技术相比，应用效果非常明顯，可以实现一些简单的智能化控制，实现电站电气工程系统的安全管理工作，系统安装更方便。在电站电气工程系统的使用和维护中，智能监管的及时反馈，可以进一步提高电气系统运行的稳定性，实现预警和准确定位，为后续维护操作带来便利。

2.2 调整更方便

电气工程自动化控制系统的使用比较复杂和危险，智能电气自动化控制系统可以根据下降时间、响应时间和刚度变化来调整机械控制的程度，从而提高自动化的性能和效率，这是智能化控制技术的最大优势。另外，遥控是电气自动化控制系统的一个突出优点，可以通过遥控实现无人值守操作。

2.3 无需进行控制计算

以往电气自动化控制系统的应用过程需要大量的数据计算，而人工计算存在一定误差，严重影响模型设计。无法捕捉与电气系统运行参数变化相关的数据变化，使得无法准确设计模型。这可能导致电气自动化系统的控制效率无法提升。智能化电气自控系统无需设计被控模型，避免了不确定因素的影响，大幅度提高了电气工程自动化控制的精度和工作效率。

2.4 更强大的数据采集和处理能力

在复杂项目的数据处理和采集过程中，智能系统对每个子系统采用单独的数据采集模块和专用的数据通道，有效避免了各子系统之间的信息干扰，实现了各子系统的数据采集，使其目标更多、效率更高、数据失真风险更低。此外，智能系统采用了一个子系统、一个数据处理终端的数据处理模式，使得各个子系统的数据处理软件更加专业化、针对性更强，可以根据运行环境和实际情况变得更加具体。数据处理软件编程的灵活调整，使整个电气工程系统的自动化控制规则更加灵活，适应于应用环境。

3 国网电气自动化中智能化系统技术的创新应用

3.1 设计环节的创新应用

传统的电气自动化工程主要依靠设计人员的个人经验和专家意见来完成。设计人员根据电气工程的要求，设计出自动化工程的基本结构、功能模块以及自动化操作流程，然后将设计环节的技术难点和关键点交给电气自动化领域的专家进行评审和指导，对最终的电气工程设计方案进行验证和优化。在这个过程中，由于设计数据源的因素，导致设计人员存在认知偏差或设计思维偏差。同时，由于缺乏设备调试工作，使得设备制造和装配的有效性与设计方案存在显著差异。智能化系统技术可以更好地解决电气工程设计中的这些问题。例如，在电站电气自动化工程设计中，许多不同规格、结构复杂的输送机和传感器单元必须相互配合，才能完成自动化运行。在这个过程中，很难通过设计团队的设计经验来控制设计过程和装配过程的每一个细节，也很难通过局部调试来检查整个大型自动化装置的运行状态。

通过应用PLC智能控制系统，可以实时监控整个自动化装置的试运行状态，实时记录和反馈各传动装置的运行状态和传感器数据，让设计人员快速完成该设计，并通过PLC系统大幅提高电气自动化系统的调试和设计质量。再比如，在电力行业的电气自动化设计过程中，设计人员应该更加关注电气自动化系统与其他系统的对应程度，从舒适度的角度设计更多智能化的服务管理系统。在这个过程中，涉及到不同类型的计算机技术、通信技术、智能控制技术、多媒体技术等多个领域，需要合理组合各种设计需求，完善充足的设计资源。要求设计团队具备多方面全面的技术知识，能够进行多角度、跨领域的数据采集，这在传统的电气工程设计环境中几乎是不可能完成的任务，是一项艰巨的任务。借助智能电力设计平台，设计团队可以利用该平台的各种智能电力设计工具包完成更复杂的数据采集和分析流程，并利用BIM技术对电力设计进行模拟和测试。智能化模式的创新应用，可以大幅降低电气工程中复杂应用场景的设计难度。

3.2 智能化控制环节的创新应用

电气工程的智能控制依赖于工程各功能模块的数据采集处理和自动化监控。传统的自动化控制系统往往使用所有功能模块来集中数据采集处理通道和自动化控制CPU终端。这不仅降低了整个工程系统的自动化控制效率，而且增加了各功能模块之间数据信号干扰等操作风险。智能化系统技术可以彻底解决这些问题。

3.2.1 提高数据采集处理效率，防止各功能模块数据相互干扰

在应用电力智能化系统技术的电气工程中，可以设计不同类型的智能监控通道。建立门禁管理监控系统进行门禁管理，根据通信网络设计宽带网络、电网、电视网络的通信系统，根据资产管理功能模块设计资产管理系统，按业务领域进行特殊用途设计方法和数据信号传播通道和每个子系统都配备了专用的数据处理终端。然后通过系统的集中控制和管理，在系统总控中心实时汇总各子系统功能模块的运行状态，实现弱电综合系统工程的高效智能管理。

3.2.2 降低外部控制人员的操作难度

传统电气自动化系统的外部控制通常需要操作人员具有一定程度的电气自动化专业知识和工作经验，才能从带有各种按钮和指示灯的操作仪表板上控制各种功能模块。对电气工程运行状态和故障应急处理的一些判断完全取决于操作人员的工作经验，故障位置由指示信号确定，故障应急处理方案由用户规划。这也是传统电气自动化项目运行质量不高的主要原因。但是，智能系统技术的应用可以大幅降低电气工程外部控制的难度。通过对电动智能控制系统各功能模块的状态反馈模块和故障应急模块进行设计，可以在更多的紧急情况下替代人工完成急救。同时，更复杂模块的运行状态可以通过数据量化直观地呈現给操作人员，操作人员可以通过更详细、更具体的故障情况反馈，及时配置更合适的维护和维修计划，从而提高电气性能。该系统在一定程度上保证了项目的运行稳定性。

3.2.3 有助于系统升级

传统的电气自动化系统更新和升级过程可能需要更多的周期来投资更多的更新和升级成本。基于智能化系统技术的电气自动化控制系统可以更加方便快捷地完成系统更新升级。由于智能系统实现了各个功能模块的单独控制和集中管理，每个功能模块的子控制系统都有自己的CPU，但这些CPU的运行状态和基本控制仍然集中在整个系统中。在控制系统更新升级时，可以通过主控终端实现各子系统的间隔升级和维护，从而避免了该电力系统因停电升级而造成的损失。例如，当前智能电站弱电集成系统项目的控制系统升级，可以根据子系统依次更新升级。2个或3个系统在一个周期内更新升级，整个系统在6～8个周期内完成，通过主控终端的协同控制、更新和维护，保证系统的基本运行。

3.3 工程故障诊断检修环节的创新应用

电气工程故障诊断和维护一直是劳动强度最大的环节，传统的故障诊断需要很多专家在现场调试各种功能模块，维护进度非常缓慢，容易出现人为错误，引起更严重的事故。智能化系统技术可以通过传感器、视频监视器、远红外热感测装置等一系列智能监控设备，采集各功能部件的运行状态数据。借助物联网技术，聚合这些数据信息的各个子系统的CPU，经过初步的数据分析和量化处理，将更复杂的电气设备运行状态数据传输到总控制中心，由外部操作人员观察总控制中心。数据反馈可以快速准确锁定故障位置，准确检索故障位置实时监测数据，更容易判断故障原因，并根据数据制定故障维护计划。例如，智能弱电集成系统工程的故障检测和日常维护，可以借助智能系统强大的设备状态监测功能，快速完成整个系统运行状态的检测过程。同时，数据分析可以快速锁定发生故障的特定设备。当系统出现故障时，可以通过主控中心的故障信息反馈，快速锁定故障位置，快速识别故障位置的具体情况，及时进行积极有效的处理。

4 智能化系统技术的发展方向

智能化系统技术具有广泛的发展前景，未来将继续向集成化、图形化、高效率方向发展。集成是指利用集成电路进一步加快计算机系统的运行速度，利用基本模块进行集成，生产出满足各行业个性化需求的标准化产品。图形化是指利用计算机界面的可见性，以图像信息的形式反映文字和数字信息，方便员工的工作和使用。高效率是指智能芯片改变静态特性，它能完成系统设置，以高效、高精度的标准完成各种任务。

5 结束语

综上所述，电气自动化在电力行业的应用越来越广泛，提高电站电气自动化系统的可靠性，降低电气工程运行成本一直是人们广泛关注的问题。通过对智能化系统技术在电气自动化领域的应用分析，认识到智能系统技术的分析和智能化系统技术在电气自动化中的应用的重要性。根据要实现的功能适时调整，加强智能控制功能的实现，加强对智能电气自动化建设的支持。

参考文献

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