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1、一种智能电气自动化控制系统的设计方案与实现,电气工程论文内容摘要：采用智能化技术构建了一种智能电气自动化控制系统设计方案。先用专家智能控制算法获取电气设备的实时运行参数，再将其同数据库数据进行比照，若比照结果不一致则启动数字化专家经历体验处理方式方法，并向控制台反应。对于系统难以独立解决的问题会及时发出预警提示，提醒工作人员及时解决问题。 本文关键词语：电气自动化控制系统； 智能化技术； 数据采集； 模糊逻辑控制； 实现途径； Abstract:This article uses intelligent technology to construct an intelligent electr
2、ical automation control system. First, it uses expert intelligent control algorithms to obtain real-time operating parameters of electrical equipment, and then compares them with data in database. If the comparison result is inconsistent, it starts digital expert experience processing method, and fe
3、edbacks to the console. For problems that are difficult for the system to solve independently, early warning will be issued to remind staff to solve the problems in a timely manner. Keyword:electrical automation control system; intelligent technology; data collection; fuzzy logic control; implementa
4、tion path; 0 引言 快速发展的社会经济及生产水平促使电力行业的电气自动化水平不断提高，作为当代科学信息时代的产物，人工智能技术在各个领域内得到越来越广泛的应用，为当代工业的自动化和智能化发展提供了技术支撑，随着人工智能技术的不断发展与完善，其在日常生产生活中的使用价值得以充分展现。作为一项全新的科学，人工智能技术具有广泛的使用价值，其优越性主要表如今收集、反应和处理信息的能力方面，将人工智能技术合理的应用到电气自动化控制中，可使控制及生产流程的合理性得到有效提高，为自动化的实现奠定坚实基础。通过充分有效的利用智能技术新成果，改良电气设备系统，提升电气设备智能化运行管理水平以及电气自
5、动化控制系统稳定性，为自动控制领域的发展持续注入动力。 1 系统设计分析 1.1 系统设计分析 为实现对保卫功能及保卫柜的集中控制，采用模块化构造设计电气自动化控制系统，结合控制单元及开关保卫柜，在这里基础上实现对报警信号及信息的有效控制以及信号准确高效的转换经过，将信号使用光纤方式传输至电控室计算机中。在实际的控制和管理经过中，通过对相关数据的调度与使用，实现所辖电网电厂管理水平的有效提高，为保证电网的安全稳定运行提供支撑。采用模块化构造确保电气自动化控制系统不同功能模块的均匀分布及互相平衡，基于数据信号的转化实现测量和报警功能，不同单元可不受其他单元的影响单独运行，使不良干扰问题得以有效避
6、免。实际在设计电气自动化控制系统时，为有效知足多样化的用户需求，需对后续的系统规模扩张需求进行充分考虑；为保证系统的稳定性和兼容性，分别通过开关室与主控室和主控室保卫柜实现分布式接线和集中式接线，此开关设计和接线较为简单，接线能够在控制保卫柜内部实现，硬软件设备构件灵敏配置串行通讯构造、通信端口，提供用户不同的选择方案1,2. 1.2 系统优势分析 作为计算机科学技术领域的重要分支，智能化技术即人工智能AI属于一门前沿技术，主要基于计算机系统建立，采用图像及语言的自动化辨别与采集技术等，机器据此做出智能化反响。人工智能当前已广泛应用于机器视觉、人脸辨别等领域。本文对电气自动化控制系统采用智能化
7、技术进行优化设计后，系统优势主要表如今：1提高了自动化控制水平，人力资源投入明显降低，传统电气控制系统对仪器设备的操作大多依靠人完成，十分是需要分析和诊断系统中线路数据及故障时，需工作人员互相配合完成，通过智能化技术的运用实现了自动化的数据分析和线路诊断功能，且对操作人员的专业要求不高，并可自动调节系统中电气设备的运行参数，智能化技术基本不受外界环境的影响，其所检测到的实时参数可供相关模块直接使用、处理，在节约人力成本的同时提升了工作效率，操作人员提高该系统可实现对现场电气设备的远程监控功能，并能够对一些设备参数进行调整和控制。2减小了控制误差，提高了控制准确度，智能化的电气自动化控制系统通过
8、综合运用当代通信技术和工业计算机，实现了对电力系统运行状态及相关参数的实时监控经过，采集到的电力设备数据信息通过计算机完成精到准确的分析处理后，能够及时把握系统运行时存在的误差，并在这里基础上对故障问题进行自动控制和反应，此经过主要通过预设好的智能化控制程序完成，通常无需管理人员直接介入，避免了人为操作导致了控制误差。3有效提高了系统控制的效率和灵敏性，传统电气控制系统主要适用于控制简单的电气工程问题，面对复杂控制对象时普遍缺乏实时性、灵敏性，本文设计的智能化电气自动化控制系统能够对复杂控制系统进行有效的简化处理，使其不受人工操作制约，采用相应的智能化算法和管理模型实现对电气设备的有效控制经过
9、，帮助工作人员快速准确的定位电力系统运行时出现的故障和问题，显著提高了控制系统的问题解决效率、整体运行的可靠性和灵敏性。4系统操作具备较好的一致性，利用正反应和负反应机制，对监测到的数据进行准确判定，提高了对数据信息的评估效率，采用预先编写好的计算机程序实现系统的电气自动化操作与控制经过，包括对电气设备的精到准确控制，提升了操作和控制经过的一致性。 2 系统功能设计 电气自动化控制系统的主要功能包括：能够智能化地对电力系统中运行的电力设备的工作参数进行实时监测，根据监测到的数据对设备的工作状态进行正确评估，并能够准确判定出出现故障的位置，根据预设好的程序对常见故障和问题进行处理，同时向工作人员
10、反应。系统主要功能模块设计如下。 2.1 智能化监控模块 监控模块架构示意图，如此图1所示。 图1 监控模块总体架构 通过综合运用监控技术和智能化技术，能够使自动化监控电气设备的能力得到有效提升，同时提高了获取电气设备运行状态信息的实时性。借助人工智能强大的信息收集、反应及处理能力实现了远程的操作和精到准确控制功能，进而完成对各电气设备运行状态的监控，在确保系统安全稳定运行的同时，通过实时监测与传递电力系统中相关监测数据信号，帮助系统管理人员准确高效的把握到有效信息3. 2.2 电气故障智能诊断模块 该诊断模块工作流程，如此图2所示。 图2 诊断模块运行流程图 基于智能技术的电气自动化控制系统
11、连接了终端设备和控制平台，系统中设置了相应的数据终端收集处理设备，针对终端仪表内的数据通过使用数字化技术手段实现了高效准确的收集与传送经过，据此及时完成对电气设备的相应操作，弥补了传统人工数据控制的缺乏，提高了监管和控制电气设备的自动化水平，进而提升自动化控制质量及效率。数据信息收集是实现控制功能的基础和关键，根据实际需要选用相应的终端设备及软件，完成对设备运行状态及周围环境等的收集经过，包括故障信息，系统的电气故障诊断模块进一步处理接收到的实时信息，结合收集到的相关数据信息，在监测电气设备实时参数的同时，对其运行状态进行全面检查，完成对出现故障的类型和位置的判定，同时向系统主机反应监测结果，
12、协助工作人员及时解决出现的问题与故障。此种智能化诊断经过需基于前期的准备工作实现，即需预先在系统数据库中存储各设备正常运行状态下的数据参数，并设定允许的误差范围，控制系统开场运行中，先实时采集当下系统及电气设备的运行参数，再将其同数据库中的数据进行比照，根据有效的误差范围判定各部分能否正常运行，若不一致的数据超过误差范围则断定其存在故障或问题，判定数据来源，据此定位发生故障的设备4. 2.3 电气设备智能化控制模块 作为电气自动化控制的关键所在，该模块根据设备运行状态的实时动态反应信息，通过实时监控和智能诊断，及时找出设备运行中出现的问题与异常，采用智能化控制算法完成对常见故障的自动修复经过，
13、同时发出报警提示信息，结合人工修复手段解决复杂的问题，以确保电力系统安全。为避免出现严重系统故障带来不可预估的后果，该智能化控制模块能够预先模拟设备运行经过及即将执行的控制操作程序，针对可能出现的问题做好预案，通过采用此种程序式的智能控制方式方法，显著提升了问题处理能力，同时降低了人力成本和设备维护成本5. 2.4 信息传输与通讯模块设计 系统中的信息双向传输经过，通过终端设备及软件的综合应用完成信息接收与传输，由智能化监控模块传输控制处理指令，并催促控制模块执行，为有效避免出现信息丢失、传输延时等问题的出现，需根据实际应用时的传输距离、类型等选用控制系统的传输设备与传输方式方法，如视频电缆、
14、光缆等，确保系统各项工作能够有效协调。系统控制与监测的施行离不开信息分析经过，主要包括处理和分析从终端收集到的信息、信息在数据库中的传输、系统不能自动处理问题到报警信息的转换，帮助工作人员通过系统实现对相关工作的高质量协调经过。收集信息及处理后的信息均存储到数据库中，以供工作人员后续调用5. 通讯系统是确保信息资源传输效率及精准性的关键，考虑到控制系统包含较多的终端节点，为有效提高通讯质量和效率，结合运用有线和无线传输方式成为一种常用的有效通讯方式，需在充分考虑用电用户实际情况的基础上，完成最佳通讯方式的合理选择，在较常见的基于 线与专线的有线通讯方式中， 线通讯具有连接便利、成本较低的优势，
15、但存在通讯时效性、安全性及可靠性不高的问题；专线通讯方式方法比 线具有更高层次的时效性、安全性、可靠性及使用成本，适用于要求高时效性的配电终端使用。在常用的无线通信方式中，普通电台通讯的成本较低，常用于控制和管理电气负荷中，但可靠性缺乏；高速智能传电通讯方式具有安全可靠、传输速率和精准性较高的优势，并可自由选择路由功能，自动上报电网运行信息，但成本较高，适用于要求高可靠性的配电终端使用。需根据实际情况进行搭配使用，为此本文设计了一种串行通信方式。其工作流程，如此图3所示。 图3 串行通信主程序 使用消息方式开创建立主线程与通信线程间的联络，系统运行时，串行口初始化操作由主线程负责完成，并将串口
16、采用通信线程纳入到监视范围中，通信线程在发现出现通信事件后立即告知主线程使用自定义消息完成，主线程据此完成串行口读写处理；主线程结束消息接收后需撤销串口监视线程。主战通信经过中会对各从站进行轮询，从站根据接收到的来自主战的数据信息，向从主战返回数据，在这里基础上构成了分布式的计算机监控系统6. 3 系统实现 3.1 控制系统总体框架 本文电气自动化控制系统的功能架构示意图，如此图4所示。 图4 电气自动化控制系统功能架构 该控制系统使用智能化方式完成相关数据的实时获取后，将其向系统控制主机传递，无需人工记录，由控制主机进一步处理接收到的数据后，将相应的控制指令向待调整的电气设备中自动发送，电气
17、设备据此执行相应的控制操作，显著提高了系统自动化控制效率。无法单独处理的信息，会及时转换为报警信息，提示管理人员采取相应的措施。智能监控模块在控制系统运行经过中均保持实时监控状态，提高了控制经过的准确性7. 3.2 控制算法的应用分析 本文电气自动化控制系统在实现智能控制经过时，可采用的控制算法主要包括：1基于模糊数学和控制理论的模糊逻辑控制即模糊控制，属于一种非线性的自动控制算法，此种控制方式发展较为成熟，在智能化控制领域中应用较为普遍。其工作原理，如此图5所示。 图5 模糊控制构造 主要由输入模糊化、输出精到准确化和模糊推理构成即模糊器、解模糊器、模糊推理机，针对电气设备的运行经过采用直流
18、传动主要针对系统设备故障，使用Mamdani和Sugeno 实现、沟通传动面向整个系统的运行经过，使用人工智能完成的控制方式。2神经网络控制模拟人脑神经元的活动方式，其本质属于一个多输入单输出的动态经过。其模型，如此图6所示。 图6 神经元模型示意图 神经网络的优势主要表如今自学习、并行处理和控制能力，将其应用于电气自动化控制系统中，用于采集和处理信息和数据存储于某一神经元中，可确保相关数据信息的准确性，据此完成对故障与问题的实时诊断，假设，f表示激活函数，xi表示输入信号， 表示阈值， i表示信号对应的权系数，神经元模型表示出式为y=f ni=1 ixi? 。3专家系统控制，属于一种智能化计
19、算机控制程序，主要通过模拟专家经历体验实现，详细使用数字化的方式将某一领域的专家经历体验以及专业知识等存储到数据库中，信息的自由调出使用经过则通过使用自学习和自推导的方式完成，进而实现对电气设备的有效控制经过。随着自学习经过的持续进行，专家系统控制经历体验也会得到不断丰富，提高持续更新数据库实现系统控制能力的有效提高。具有较强的环境适应能力，可有效知足控制系统对不同工作环境下电气设备的控制需求8. 3.3 系统测试 针对某一小型电厂的电气控制系统，采用专家系统控制算法完成优化设计，测试本文自动化控制系统的有效性，测试结果表示清楚该系统有效实现了对系统中各电力设备信息的实时收集经过，并在这里基础
20、上完成了初步的故障智能诊断经过，电气自动化控制系统在整个测试期间180天大体正常运行，实现了智能监控与异常报警功能，对于偶然出现数据波动情况及时发出了预警信息，以变压器油中气体波动情况为例，针对数据波动信息的测试结果，如表1所示。 表1 变压器油中气体波动数据 出现波动的设备数据测量值在误差范围内，无需采取处理措施，持续监控即可，该系统能够及时诊断出实际电气故障，具有较高的准确率及工作效率。 4 总结 随着电气自动化技术的快速发展和普及应用，电气控制系统不断完善，控制对象以及所需处理问题的复杂程度越来越高，传统电气自动化控制系统大多存在实时性差、准确率及效率较低等缺乏，文中主要对电气自动化控制
21、系统进行了研究，依托智能技术完成了一种电气自动化控制系统总体架构的设计，具体阐述了系统的主要功能模块及实现途径，最后针对某小型电厂的电气控制系统采用专家控制算法完成改造，测试结果表示清楚本文系统控制效率、准确率、实时性等方面均能够有效知足实际使用需求，具有一定的实际应用价值。 以下为参考文献 1 周莉。电气自动化工程控制系统的现在状况及其发展J.绿色环保建材，20205：227-230. 2 翟让。人工智能技术在电气自动化控制中的应用J.通信电源技术，202111：147-148. 3 王语思，田亚军。人工智能技术在电气自动化控制中的应用研究J.电脑与电信，20214：82-83. 4 曲鸣飞，赵丹。基于混沌算法的电气自动化设备电力控制系统设计J.电力与能源，20214：428-430. 5 郑火胜。智能化技术在电气工程自动化控制中的应用分析J.价值工程，202123：153-154. 6 任昊翔。关于对电气自动化控制中人工智能技术应用的考虑J.当代经济信息，20223：376-377. 7 邓建飞，李永平。电气自动化控制技术在电力企业中的详细应用分析J.信息与电脑理论版，202110：74-76. 8 马立才。变电站电气自动化控制系统分析及其应用J.电气技术与经济，20221：13-14.