工業智能自動化范文

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工業智能自動化

篇1

    關鍵詞:工業;自動化;智能制造;技術

    中圖分類號:TH164 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2011)22-0102-01

    自動化生產是新時期工業經濟的先進理念,機電一體化、機械制造自動化等均是工業自動化的具體表現。積極推廣智能制造技術是未來企業發展的必經之路。

    1 傳統制造模式的缺陷

    不可否認,傳統手工制作對當時的工業進步起到了推動作用,但在倡導科技創新的今天,傳統制造技術卻顯現了多方面的缺陷。

    ①生產質量低。我國工業包括重工業、輕工業等兩大類別,重工業指的是采掘業、原材料加工等,輕工業則指化工等行業。傳統的工業制造生產依賴于手工操作,許多產品的質量無法保證,如:機械制造行業靠手工打造金屬物件,產品的尺寸、形狀等指標很難達到高水平。

    ②生產時間長。傳統工業制造因缺乏先進的工藝流程,制造人員幾乎憑借個人經驗制造產品。對于一些先進的制造工藝未能及時采用,如:采煤行業中煤礦開采工藝落后,造成礦工每天的煤礦開采量量少,且礦工需持續工作12 h以上才能保證足夠的產量,作業時間超出預期范圍。

    ③生產效益少。企業投入了大量的成本投入工業制造,但由于生產產品質量不達標,成批產品無法走向市場銷售,這造成企業出現貨物囤積現象。此外,由于質量問題引起的各種補償問題均給企業經營造成很大的阻礙。早期我國工業呈現出生產投資大,回收效益少的狀況。

    ④生產設備缺。根據我國工業發展歷程可知,早期工業產品的制造生產70%以上均依賴于手工操作。這不僅是國內工業技術落后的表現,也是工業生產設備不足的象征。由于缺乏機械設備從事相關生產,手工制造才會一直占據工業產品加工的主流,制約了工業自動化進程的加快。

    2 智能制造技術的工業運用

    改革開放之后,國家對工業經濟的發展給予了高度關注,全國各地開始積極開展工業技術創新活動。經過近30年的技術改革,我國的工業制造生產已經掌握了自動化、一體化、智能化等多項技術。有了先進技術為支撐,我國的工業經濟效益開始翻倍增長,智能制造技術在工業中的運用更加普遍。工業生產自動化中引進智能制造技術的優點如下:

    ①人機操作。智能制造技術的最大特點是實現了“人機操作”,企業在制造高精度、高要求、高質量的產品時,必須要使用智能化操控系統保證自動化生產的質量。如:機械制造行業中,對于金屬產品的精度要求十分嚴格,若依舊安排人工制造加工時無法達到精度指標的。企業可利用計算機與數控設備建立連接,用計算機編程后輸入程序指令,機械自動化生產可保證產品精度符合要求。

    ②自動設計。智能機器具有強大的推理、預測、判斷等功能,制造設備可參照接收到的數字信號或程序代碼設計工業產品。產品研發人員把某個產品的重點參數及程序代碼輸入智能機器中,則可通過自動設計將產品模型顯示在計算機上,讓企業根據產品的實際情況選擇最佳方案投入生產。如:許多企業采用CAD、proE UG等自動化設計軟件,獲得的產品模型更加精準。

    ③虛擬生產。虛擬技術依舊以計算機為核心控制,并結合信號處理、動畫技術、智能推理、數據預測、模擬仿真等功能,對工業產品的生產流程進行模擬。虛擬化模擬生產可及時發現設計產品存在的問題,對生產制造工藝做進一步改學原料比例調整提供依據。

    3 結 語

    總之,隨著工業經濟效益持續增長,企業致力于擴大生產規模,制造產品的數量相比之前更多。面對這種狀況若依舊采用傳統的生產制造模式,則難以滿足生產效率指標的要求。

    參考文獻:

    [1] 孟俊煥,孫汝軍,姚俊紅,張秀英.智能制造系統的現狀與展望[J].機械工程與自動化,2005,(4).

篇2

【關鍵詞】智能儀表;應用現狀;應對措施;發展方向

0.前言

隨著微電子、計算機、網絡和通訊技術的飛速發展以及綜合自動化程度的不斷提高,目前廣泛應用于工業自動化領域的智能儀表,其技術也同樣在過去的二十多年里得到了迅猛的發展。目前國外智能儀表占據了國際應用市場的絕大比重,如何結合目前智能儀表的工業應用經驗并快速跟蹤國際智能前沿技術應用于我國智能儀表的開發研究成為振興民族智能儀器儀表的一大突出問題。

1.智能儀表的優勢和特點

1.1精度高

智能變送器具有較高的精度。利用內裝的微處理器,能夠實時測量出靜壓、溫度變化對檢測元件的影響,通過數據處理,對非線性進行校正,對滯后及復現性進行補償,使得輸出信號更精確。一般情況,精度為最大量程的±0.1%,數字信號可達±0.075%。

1.2功能強

智能變送器具有多種復雜的運算功能,依賴內部微處理器和存儲器,可以執行開方、溫度壓力補償及各種復雜的運算。

1.3測量范圍寬

普通變送器的量程比最大為10:1,而智能變送器可達40:1或100:1,遷移量可達1900%和-200%,減少變送器的規格,增強通用性和互換性,給用戶帶來諸多方便。

1.4通信功能強

智能變送器均可實現手操器進行操作,既可在現場將手操器插到變送器的相應插孔,也可以在控制室將手操器連接到變送器的信號線上,進行零點及量程的調校及變更。有的變送器具有模擬量和數字量兩種輸出方式(如HART協議),為實現現場總線通訊奠定了基礎。

1.5完善的自診斷功能

通過通信器可以查出變送器自診斷的故障結果信息。

智能儀表建立在微電子技術發展的基礎上,超大規模集成電路的嵌入,將CPU、存儲器、A/D轉換、輸入/輸出等功能集成在一塊芯片上,甚至將PID控制組件也置入其中。加之現場總線的應用,智能儀表與控制系統之間的數字通訊將替代以往的模擬傳遞,大大提高了精度和可靠性,避免了模擬信號在傳輸過程中的衰減,長期難以解決的干擾問題得到解決。此外,由于數字通訊,節省了大量電纜、安裝材料和安裝費用。

2.我國智能儀表工業自動化應用現狀及應對措施

2.1我國智能儀表的工業自動化應用現狀

隨著大規模工業化裝置對安全運行及自動化控制水平要求的不斷提高,尤其是上世紀90年代后期DCS系統的應用普及、現場總線技術的快速發展、各種標準通訊協議的進一步開放和完善,促使智能儀表在工業自動化領域得到了更為廣泛和大規模的應用。

首先,工業用戶對于能源及物耗成本的計量要求、控制精度的要求、減輕現場作業量(工藝操作和儀表維護)的要求無一例外的將擴大智能儀表的應用市場。

此外,儀表行業的自身發展已經趨于智能化。這一點無論是中國還是全球,儀表產品的高科技化、高智能化已經成為必然的發展趨勢。

相比之下,國產智能化儀表無論是設計還是制造都明顯弱于國際先進水平,國內工業自動化用戶在智能儀表的使用經驗方面也相對積累較晚、較少,智能儀表與現場總線的應用組合也還不多,這些現狀表明我國智能儀表的應用還只是處于一個初級階段,而由此也帶來了相對較多的應用問題。

2.2智能儀表應用存在的問題及應對措施

2.2.1環境因素及應對措施

環境因素主要表現為來自系統內部和外部的各種干擾。具體來說,這些干擾源可劃分為:空間的電磁輻射、布線的干擾和控制系統內部的干擾。上述干擾又通過以下途徑進入系統:電源、輸入端子、輸出端子和空間輻射。

智能儀表工作環境復雜、惡劣,應用空間存在各種干擾,在設計環節應當綜合考慮各種可能因素,確定干擾性質,采取相應的抗干擾措施,合理有效地抑制干擾,使其高可靠地穩定運行。

2.2.2人為因素及應對措施

人為因素主要表現為選型、安裝及使用維護不當所帶來的問題。所以,只要對癥下藥,做好選型、安裝及使用維護三個方面的工作,就可以從人為角度保障智能儀表的長周期可靠運行。

(1)選型應對措施。

工業自動化應用實踐表明,智能儀表的故障率極低,較多故障來源于儀表的選型偏差,這就需要慎重考慮測量介質的具體情況。以智能變送器為例,選型時的考慮重點是測量范圍是否合理、接液部分材質是否滿足工藝介質的腐蝕性要求、法蘭規格型號是否與工藝連接法蘭一致。

(2)安裝應對措施。

舉例來說,實際應用中我們可能會遇到需要伴熱、但裝置現場附近又不具備保溫蒸汽氣源的取壓點,若采用電伴熱,運行成本又過高也不利安全。此時可以考慮就地安裝變送器,然后再結合簡單的保溫處理。能夠采取這種方案的理由如下:一是智能變送器防護等級已達到IP67允許露天安裝,二是變送器型號齊全,可以選擇體積小、重量輕的外螺紋接口的智能壓力變送器。

(3)使用維護應對措施。

目前智能變送器的精度大多都可達到±0.075%甚至±0.05%,量程比可達到40:1或100:1,但是變送器實際量程比過小,比如小于測量范圍的1/10,則實際測量精度將會大打折扣,從使用經驗來看,建議使用設置時,儀表實際量程應大于測量范圍的1/5。

智能變送器要求使用與之配套的安全柵,當使用未取得與其配套許可的安全善后,就可能出現諸多問題,如安全柵壓降過大,整個回路電壓可能不足以支撐變送器正常工作;安全柵沒有本安接地,造成大的共模干擾信號,導致智能變送器工作異常等。

2.2.3自身因素及應對措施

自身因素即是指智能儀表本身的質量問題。這種問題極其少見,只要選型得當,正確審查、評定與優選供應商,這類問題基本上是容易避免的。

3.對于智能儀表技術及其應用未來發展方向的建議

3.1智能儀表的智能化程度有待進一步提高

智能儀表的智能化程度表征著其應用的廣度和深度,目前的智能儀表還只是處于一個較低水平的初級智能化階段,但某些特殊工藝及應用場合則對儀表的智能化提出了較高的要求,而當前的智能化理論,如:神經網絡、遺傳算法、小波理論、混沌理論等已經具備潛在的應用基礎,這就意味著我們有必要也有能力結合具體的應用需要下大氣力開發高級智能化的儀表技術。

3.2智能儀表的穩定性、可靠性有待長期和持續的關注

儀表運行的穩定性、可靠性是用戶首要關心的問題,智能儀表也不例外,隨著智能儀表技術的不斷拓展、新型的智能儀表也將陸續投放市場,這需要我們始終把握一個原則:每一項智能新技術的應用有待實踐的檢驗,是否用戶有信心和勇氣敢于做“第一個吃螃蟹的人”。這就需要安全性、可靠性技術的并行開發。

3.3智能儀表的潛在功能應用有待最大化

目前工業自動化領域的實際應用尚未將智能儀表的功能發揮最大化,而更多的只是應用了其總體功能的半數左右,而這一應用現狀的主要原因是,控制系統的總體架構忽略了諸如現場總線的技術優勢,這需要儀表廠商與用戶建立良好的合作伙伴關系,加強長期合作,以短期投資促長期效益,通過建立“智能儀表+現場總線”的控制系統架構,確立優化的投資觀念,達成和諧共贏的目標。

篇3

關鍵詞:自動控制系統、設計與實現過程、對策

在工業生產領域中,自動化控制系統的應用越來越廣泛,已成為確?,F代工業生產安全、穩定運行的必不可少的工具,為工業生產的自動化提供了夯實的基礎,為提高工業生產效率、加強工業生產的安全性與可靠性,久必須研究自動化控制系統在工業生產過程中存在的問題并提出有效的措施解決

1.工業生產過程自動控制系統的概念

工業自動化控制系統是相對人工控制概念而言的。一般是指在沒有人直接參與的情況下,利用各類自動控制的系統裝置,使機器、設備或生產過程自動地按照預定的規律運行。這種自動控制能夠自主調節、檢測機器設備、儀表,能夠有效的增加工業產品產量、提高產品質量、降低勞動成本并保障生產安全。

2.自動化控制系統應用過程中存在的問題

2.1系統硬件應用存在的問題

自動化控制系統在系統硬件方面的風險問題主要包括以下幾個方面:

(1) 生物環境可能帶來的危害:系統所處環境里存在的可能對自動化控制系統的正常運行造成影響和威脅的各種生物危險源。例如在一定的溫度條件下,霉菌就會腐蝕系統設備,生活中常見的老鼠也會啃咬控制系統設備的導線。

(2) 化學環境可能帶來的危害:由于化學污染而造成的腐蝕系統設備的情況。生活中,工業生產過程中對自動化控制系統進行大量的運用都會造成不同程度的化學污染,嚴重的化學污染將會直接影響到控制系統設備的正常運行。

(3) 物理環境可能帶來的危害:系統設備被重物擠壓、設備配件超出其所承受的壓力、材料出現老化、發生過熱現象等問題。

2.2系統軟件應用存在的問題

自動化控制系統在軟件方面存在的問題主要包括兩個方面:

(1) 自動化控制系統本身是否安裝有殺毒軟件、防火墻等相關的防護軟件,以及是否采取其他必要的安全防護措施。

(2) 自動化系統是否對重要數據做了保存備份,加密處理或訪問權限。目的是能夠有效的阻止一些非法用戶獲取數據信息的行為,因此為達到這一目的就必須嚴格要求施工人員的技術和專業素質以通過適應的軟件對控制系統做好安全防護工作。

2.3人為因素引起的風險

自動化控制系統設計和使用過程中由于操作人員的操作和管理不當以及操作人員的素質或操作人員的疏忽也會帶來危害。

(1) 操作人員的操作問題。影響控制系統的安全穩定運行的其中一個人為因素就是操作人員的操作是否準確、得當,如果操作人員的操作失誤便會直接影響控制系統的安全穩定運行,為保證操作人員操作規范,防治危害發生可以對操作人員展開技能培訓。

(2) 操作人員的個人素質。操作人員在掌握技術規范的同時還掌握許多機密的信息數據,一旦這些數據被泄漏或者非法處理,就會帶來巨大的損失。因此為保證信息數據的安全性就必須定期開展思想教育活動,樹立員工的責任感。

(3) 操作人員的失誤。在施工人員的操作過程中難免會出現一些無法避免的問題,對于這種情況只能通過長期的實踐經驗來解決以盡可能的減小危害發生的可能性。

3.自動化控制系統風險的有效控制策略

電磁干擾是自動化控制系統中最難控制和把握的風險因素,因電磁場無法感知且不易確定,大多來源于空間和控制系統內外的暫態過程,因此對電磁干擾的來源進行分析并制定有效控制電磁干擾的側率尤為重要。

3.1自動化控制系統中電磁干擾的來源分析

3.1.1在空間內分布的大量電磁干擾。出現這一情況的原因主要是由電力網絡和設備內部的電流而產生的電磁場,包括家用設施、廣播電視、工業設備等。電磁干擾主要有兩種形式,一是電磁輻射產生的直接干擾;二是輻射控制系統網絡后對控制系統產生的間接干擾。

3.1.2通過控制系統外引線產生的電磁干擾。自動化控制系統無法單獨運行工作,就需要借助一些設施設備如電源、輔助設備及特定的數據通道等的配合,而這些外界設備的接入過程中也很可能對控制系統產生輻射干擾,即我們通常所說的傳導干擾。

3.2自動化控制系統中有效控制電磁干擾的策略

電磁干擾在自動化控制系統工作時發生的概率很大,因此操作人員可以采取以下措施確保自動化控制系統能夠盡可能避免電磁干擾的影響,

3.2.1選擇性能穩定、質量過關的電源。因為在自動化控制系統中電源的干擾主要是因為電源耦合造成的,所以在選擇電源時必須確有良好的隔離性能,但如今的隔離電源抑制和隔離的效果并不理想,所以可以用多次隔離技術和屏蔽技術等手段達到最大程度地降低電源干擾問題。

3.2.2選擇科學合理的電纜線與電纜敷設方式。通過這一舉措可以有效的降低因為信號線而產生的電磁干擾,實施過程中主要注意兩個方面。第一是電纜屏蔽問題,實際經驗表明,可以通過銅帶鎧裝屏蔽電力電纜來降低電纜干擾。第二是可以使用分層進行電纜敷設的方法來阻止信號線和動力線因平行敷設產生的干擾,實現電磁隔離的目的。

3.2.3硬件的濾波及軟件的應用。電磁本省具有復雜性和極大的影響力,單純的硬件處理已遠遠不能達到效果,所以還需要對軟件進行處理以保證自動化控制系統的安全穩定。如對參考點電位進行校正,采用動態零點可有有效的解決電位漂移問題;對軟件進行保護設置。

4.結束語:

綜上所述,工業生產過程中自動化控制系統的應用過程中出現的問題可以歸納為由控制系統的工作環境、人為因素以及設備與相關附屬設施的質量問題造成的,因此只需要企業操作管理人員、技術開發人員認真對待工作,嚴格遵守操作規程以及施工管理規范并提高工作責任感以及創新技術方法,如研究制作隔離性能更強的電源,就可以有效的避免和預防自動化控制系統的設計與實現過程中出現的問題。

5.參考文獻:

[1]葉劍鋒,謝未臨.自動化控制系統的風險與控制措施分析[J].企業導報,2011,19:279-280.

[2]胡松楠.工業自動化控制系統中計算機技術的使用[J].中國高新技術企業,2014,01:35-36.

[3]李光舉. 工業生產過程自動控制系統的設計與實現[J]. 邢臺職業技術學院學報,2001,01:73-75.

篇4

【關鍵詞】智能型機械自動化;應用;發展趨勢

前言

機械自動化的應用,實現了設備的自動化運行。根據相應的指令,機械設備能夠自主完成生產任務。在智能機械自動化當中,運用了智能技術、傳感技術、通信技術、電子技術等,利用計算機遠程控制技術和計算機模糊控制技術,智能型機械化設備能夠在無人值守的情況下自動運行工作,其安全性和操作性都十分優秀。在運行過程中,智能型機械自動化設備可對自身的故障進行自動檢測與排除,有效的應對短路、過載、過壓等問題,從而降低損失,確保機械設備的安全。

一、智能型機械自動化的優勢

近年來,隨著對機械制造技術的不斷深入研究,使得智能型機械自動化得到了一定的發展,在機械制造和加工領域當中,已經應用了很多的智能型機械自動化設備。與傳統的機械設備相比,智能型機械化設備的信息傳輸系統、傳感系統、報警系統等更加科學化,對于遠程故障信息的動態故障檢測、故障信息傳輸等功能,都能夠良好的支持。在實際應用當中,智能型機械自動化具有生產效率高、智能化程度高、適應能力強、自我維護性高等優勢。

智能型機械自動化設備的可靠性和穩定性普遍十分良好,在實際運行和工作的時候,能夠體現出良好的預處理能力和自我判斷能力。工作人員通過編程控制指令、語音控制指令、遠程控制指令等方式,對機械設備命令。而設備在執行命令之前,會對接收到的指令進行智能化分析,從而更好的完成工作任務。在實際運行當中,對于錯誤、重復的指令,智能型機械自動化能夠自動進行過濾和屏蔽,從而對運行精度進行更為有效的控制。智能型機械自動化的應用,使得生產效率、產品質量等都得到了極大的提高。

以計算機系統為基礎,智能型機械自動化能夠利用致動器、傳感器等設備,反饋、記錄、采集運行過程中產生的數據資料。然后以此為基礎,在線或動態的進行自診斷、自修復、自監控、自檢測,因此其自我維護性十分良好。在智能型機械自動化當中,融入了傳感技術、模糊控制技術、仿生技術、通信技術等,極大的提高了自身的適應能力。對于外界環境的變化,能夠清晰的感知,在不同環境下,都能夠滿足生產任務要求。在不同設備之間,智能型機械自動化還能夠實現信息通信、自動反饋、自動校驗、自動調整、數據傳輸等功能。

二、智能型機械自動化的應用

(一)工業生產

在工業生產領域當中,智能型機械自動化已經得到了十分廣泛的應用。尤其是在流水線的生產當中,智能型機械自動化的應用,使得生產效率得到了極大的提升。例如,在生產食品的流水線當中,智能型機械自動化能夠有效的控制包裝、噴碼、裝箱、運貨等全部生產過程,使得生產流水線的自動控制能力得到了極大的提高。同時,智能型機械自動化還能夠自我篩選和檢測產品質量,在提高生產效率的同時,還能夠有效的保證產品的質量。

(二)農業生產

在農業生產領域當中,智能型機械自動化的應用也十分廣泛。近年來,英國研制出一種激光拖拉機,其中對激光計算機導航裝置進行了應用,對拖拉機的運行方向和所在位置,均能夠進行精確的定位,誤差能夠被控制在25cm以內。同時,計算機系統能夠利用輸入其中的電子圖標信息,對土地的排水溝位置、化學成分、濕度條件等進行準確測定。并以此為基礎,自動計算出耕種所需的農藥數量、肥料、種子等,從而確定最為合適的種植方案。在操作過程中,只需一個人利用計算機遠程操作,就能夠實現多臺拖拉機的共同控制。這種拖拉機的應用,不但提高了農業耕種的效率,同時對農藥、化肥、種子的消耗量也大大降低,在提高農作物產量的同時,還可以有效的降低成本。

三、智能型機械自動化的發展趨勢

我國當前對于智能型機械自動化的應用,主要是集中在工業生產方面。雖然發展速度很快,但在智能化控制能力以及質量等方面,還存在著一定的不足,與發達國家之間的差距也比較大。因此,在智能型機械自動化的發展和研究當中,應當充分立足基礎,大力發展高精尖技術,加強其在生產制造領域當中的適應性。就目前的形勢來看,在未來的發展中,智能型機械自動化將會朝著光機電液一體化、信息集成化、綠色節能化的方向發展。

隨著制造技術的不斷發展,智能型機械自動化技術的集成化程度也將會不斷提高。在此過程中,對于控制能力的要求,也會逐漸提升,因此,在未來的發展趨勢中,智能型機械自動化將會融入液壓技術、機電一體化技術、光學技術等先進的控制技術。隨著知識信息時代的來臨,在系統決策過程中,最為重要的基礎條件就是對只是數據的挖掘。在制造業的自動化發展當中,這是一個必然的趨勢,通過分析和挖掘制造過程數據,有力的支持自動化控制策略和自動化制造技術,從而實現智能型機械自動化技術全球信息化的發展。

在當今社會中,隨著人們對于環境污染、能源緊缺等問題的重視程度不斷提高,各個國家對于綠色生產制造技術、綠色可再生材料等方面的研究力度也大大提升。因此,在智能型機械自動化的未來發展中,必然會朝著低能耗、經濟化、綠色化的方向發展,從而在提升產品質量和工作效率的同時,減少對能源的消耗,降低對環境的污染,實現綠色可持續化的發展。

結論

對于一個國家來說,工業制造技術的發展情況,對于國家的綜合國力有著十分重要的影響。我國當前的工業制造技術雖然已經取得了一定的進步,但是相比于發達國家來說,仍然比較落后。而智能型機械自動化的應用,極大的提高了我國工業制造的水平,推動了我國工業的發展。隨著智能型機械自動化應用范圍的不斷拓寬,在未來的發展中,其必將朝著更加先進、完善的方向發展。

參考文獻

[1] 馬偵. 智能型機械自動化的應用及發展分析[J]. 硅谷,2014,23:2-3.

[2]包成成. 淺談智能型機械自動化應用及發展[J]. 科技展望,2015,07:54.

[3] 莫有縣. 淺談智能型機械自動化應用及發展[J]. 科技風,2014,11:127.

[4] 崔勇. 探析智能型機械自動化應用趨勢[J]. 黑龍江科技信息,2013,19:16.

篇5

關鍵詞:數字技術;工業電氣自動化;應用研究

中圖分類號:TM92 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)08-0051-01

1 數字技術在工業電氣自動化發展過程中的應用優勢

1.1 數字技術具有較強的操作性

在電氣自動化工業發展中,數字技術已經成為其發展過程中必不可少的組成部分,為了加強電氣自動化工業發展速度,還需要數字技術相關的專業人員,并具備較強的專業水平,在電氣自動化工業生產中進行熟練準確的操作數字化技術[1]。當然,如果數字化技術操作人員的專業水平比較高,那么,工作人員在實際操作過程中可以運用簡單的方法進行輸入相關的程序命令,然后就可以實施下一步的工作,這樣的操作能夠有效的提升工作效率,增加自動化工作的準確度。

1.2 數字化技術具有比較良好的可靠性

由于數字化技術是建立在計算機網絡技術基礎之上,因而在實際操作期間需要與計算機技術和網絡技術有密切的聯系,而且使得自動化操作技術具有一定的實用性和智能化的特點,因此在實際的運用中,采用數字化技術可以讓生產設備進一步優化,而且優化自動化工業生產的工序,讓工業生產具有一定的準確性[2]。目前電氣自動化工業生產的普及率已達到普遍程度,自動化的使用水平仍在不斷提升,從整體反映了數字技術在工業自動化生產運用中的可靠性。

1.3 數字化技術具有較高的性價比

由于數字化技術的安全性比較高,在使用期間具有較高的可靠性,因此在使用數字化技術的過程中,具有較高的性價比。數字化技術在電氣自動化工業生產中具有非常重要的作用,不僅對工業電氣自動化的使用效率有一定的加強作用,而且對工業化生產的產品檢修和診斷具有一定的提升作用。避免自動化工業生產中出現不合格的產品,推動工業生產的全面發展。

2 數字技術在工業電氣自動化中的具體應用措施

2.1 在數字化技術運用期間要引進“智能終端”

“智能終端”可以通過智能終端和間隔層之間的聯系對各種數據進行采集和控制,由于“智能終端”主要采用的是光纖連接,因此在運用智能終端期間要注重其雙重性,進而能促使智能終端在電氣自動化應用中的可行性。從具體的操作方面而言,首先要加強智能終端在電氣自動化跳閘、測遙控和信號監控等方面的設計;其次要加強智能終端的雙重功效利用和設計,促使智能終端在應用期間的安全性[3]。在實際操作期間,由于數字技術主要對標準的程序接口有高度的依賴性,因此要對程序的接口設計方面進行嚴格的監督管理,從而確保程序設計使用的有效性。

2.2 在數字化技術運用期間還要加強GOOSE虛端子概念

隨著信息技術的發展運用,科學技術不斷的更新發展,相對于傳統的二次回路而言,GOOSE虛端子的提出是對傳統二次回路的改革,不僅在工程上有進一步的調試作用,而且還對相關的設計和裝置上都有很大的改變。GOOSE技術的運用能夠加強信息的交流,如果將GOOSE技術靈活運用于保護、測控裝置和智能終端中,可以加強各個裝置之間的信息交流聯系,并能起到自動控制的作用。由于GOOSE網絡是對傳統二次回路的改革,因此在工業生產中可以進一步加強MES網絡技術與GOOSE的連接,讓二者發揮各自的優勢,最終對自動化工業生產進行有效的跳閘保護和測遙控控制作用。

2.3 在數字化技術運用期間還要注重程序化操作的執行

由于電氣自動化工業生產中主要應用數字化技術實施程序化操作,為了提高信息的有效利用,要確保審核后的票據保留在電腦當中,以免出現丟失現象,此外,為了提高自動化工業生產使用的有效性,要加強人工干預處理,當然,在界面設置時要有人工干預界面的命令,使得人工干預操作具有一定的穩定性。根據當下社會的發展現狀而言,信息技術的發展將會成為社會發展的主要組成部分,因此,信息化和開放式的發展將成為自動化工業生產的主要趨勢。

3 結語

數字化技術在我國經濟發展過程中的應用比較廣泛,尤其在電氣自動化工業生產中的運用更加頻繁,在數字技術具體使用期間,不僅要加強“智能終端”技術的引進與運用,而且還要灌輸GOOSE虛端子理念,確保自動化工業生產的安全性,提高測遙感功能,進而提升工業電氣自動化的發展效率。

參考文獻

[1]李建霞.數字技術在工業電氣自動化中的應用與創新分析[J].中國包裝工業,2016,(02):164+166.

篇6

[關鍵詞]工業自動化儀表;自動控制技術

中圖分類號:TF046.6 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)41-0139-01

引言

隨著工業技術的發展,對自動化的要求越來越高,尤其是信息技術的滲透,為工業自動化儀表與自動化控制技術引入了新義,極大的提升了控制的水平,克服了傳統的人工控制的諸多弊端,實現了低能耗、全天候、高精度的控制,實現了工業生產的高效化。生產企業要謀求更長遠的發展,就離不開工業自動化儀表與自動控制技術,能夠提升企業的綜合競爭力。工業自動化儀表與自動化控制技術不斷的發展,是現代工業生產中不可或缺的組成部分,促進了企業的進步與發展。

一、關于工業自動化儀表與自動化控制技術

工業自動化儀表技術主要有三個方面的內容,分別是信息的收集、處理和應用。能夠整合企業的信息,為自動化控制提供重要的支持,并在安全領域打下了堅實的基礎,儀表制造商都在自動化控制方面加大了研發力度。生產的診斷和流程雖然不屬于自動化儀表的范疇,但與自動化儀表的信息交流非常廣泛,是控制系統中一個重要部分。工業自動化儀表與自動化控制技術能夠實現實時的診斷和維護,負責現場儀表與控制系統的工作信息的采集處理,起到生產流程、設備、自動化控制系統和現場儀表的診斷維護,提升了工業生產的效率。

二、淺談工業自動化儀表與自動化控制技術的問題

信息技術的發展為工業自動化儀表與控制技術帶來了積極的意義,但是作為一項新的技術,要經過一段時間的探索與應用,現階段還面對著一些技術上的不成熟,存在著諸多的不足,主要集中在四個方面,其一,儀表的可互操作性問題,工業自動化儀表與自動化控制技術的結合的一大特征就是儀表的可互操作性,但是實際的應用中難以做到無縫銜接,互操作性的程度不高,限制了性能的提升。其二,自動化系統信息的安全性能,安全性不足導致自動化儀表的性能不夠穩定,出現各種兼容性的問題或控制的精確度不足,出現較大的誤差。其三,系統的可靠性與故障診斷,可靠性還不高,尤其是在工作環境復雜的自動化儀表中,經常出現故障,但診斷的效率不高,導致維護不及時,影響正常的生產。其四,程序與軟件的可靠性問題,自動化控制技術的功能是通過程序與軟件來實現的,但軟件程序存在漏洞、考慮的方面不周全等問題,導致可靠性差,自動化儀表的工作狀態不穩定,影響生產。

三、工業自動化儀表與自動化控制技術

3.1 工業自動化儀表

工業自動化儀表

是在實際的生產中完成智能化控制,具備檢測、展示、控制和執行等多種功能,工業自動化儀表有多種形式,如顯示儀表、檢測儀表、執行器、調節儀表和計算儀表等,依據生產過程和指標進行合理的設置安排,實現了無人化的操作,自主檢測、自主管控,并將信息傳遞到遠距離的終端,憑借極高的效率與極低的損耗生產優質的產品。

1)顯示儀表:顧名思義就是顯示和記錄被測的參數,一旦在工業生產中出現故障,顯示儀表就會在第一時間顯示出來,進行自動的報警,以便維護人員能及時的做出評估判斷,顯示儀表有三種形式,分別是數字式、圖形式與模擬式。

2)檢測儀表:在工業生產中,對變量進行檢測,并將變量轉化為可識別的信息,其中要注意信息轉化的精確性,準確表達被測變量。

3)執行器:執行器是自動化儀表中的關鍵部分,可以經過調節器給出的信息進行控制,如壓力、溫度、濕度、流量、速度等信息,對相關的定量進行合理的調整,在整個工業體系中,執行器是控制系統的重要元件。

4)調節儀表:調節器可以有效的調節生產過程,經過預設的程序進行控制,根據一些預設的控制量進行調節。

5)計算儀表:主要是關于數學的運算方式,能應對單一或較多的輸入變量進行控制,有加法器和乘法器等。

3.2 自動化控制技術

自動化控制技術在現代工農業中集成了機電一體化技術,并完成自動化、智能化的管控,依據自動化工作水平的高低,自動化控制存在半智能化和全智能化。半智能化需要人力的參與,人力的參與主要是集中在決策類的腦力勞動,相對于傳統的控制方式,能將人從繁重的工作中解脫出來,當前大部分的自動化控制技術都是半智能化。全智能化控制技術則是實現全部的無人化,能實現全程的信息采集、處理和應用,極大了提升了工作的效率和安全穩定性,是未來自動化儀表的發展方向。

3.3 工業自動化儀表與自動化控制技術應用

工業自動化儀表與自動化控制技術的應用非常廣泛,給工業生產帶來了積極的意義,下面就石油工業過程智能化、機械制造智能化和管理智能化進行簡要分析。

1)石油工業過程智能化:自動化控制儀表可以檢測石油生產中的流量、壓力、溫度等變量,完成流體、粉體的整體化學處理,借助于測量儀表、調節裝置和計算機組成過程智能化系統,完成加熱、精餾塔等全過程的生產控制,管控方式主要有三種:最佳管控、前饋管控和反饋管控。

2)管理智能化:管理智能化以物料管理為例,通過工業自動化儀表來檢測物料信息,如庫存量、庫存的環境狀態等,尤其是對于一些危險品或質量要求高的物料,要確保物料的穩定性和安全,需要檢測溫度、濕度等環境因素,一旦出現異常狀況,能第一時間響應。管理智能化是許多數據性能的電腦與終端形成了一個局域網,能夠給管理提供多種方案,方便決策。

3)機械制造智能化:機械制造是工業中的核心部分,但是傳統的機械制造面對著許多的局限性,影響了精度、穩定性、安全性、經濟效益等提高,不符合未來的發展趨勢。而基于工業自動化儀表與自動化控制技術的機械制造,已經具備了良好的發展前景。如在機器人、數控技術、加工單位等智能制造領域,通過自動化儀表提供的信息,能夠實現柔性生產和精細化生產。

3.4 工業自動化儀表與自動化控制技術的發展趨勢

目前我國的工業自動化儀表與自動化控制技術的水平并不高,限制了工業生產的優化升級,在當前的技術背景下,加強控制技術與自動化儀表技術的融合成為了核心方向,其發展的動力是信息技術,一方面需要高素質的科技人才;另一方面需要信息技術的產業升級,可以借助自動化儀表技術的應用前景,推動二者的融合。

結語

工業自動化儀表是工業發展中的重要技術,隨著自動化控制技術的成熟,逐漸替代了人工控制,提高了控制的精確性和質量,實現了高效、安全、低能耗的生產,工業自動化儀表與自動化控制技術的結合具有天然的優勢,是現代工業發展的趨勢。文章對工業自動化儀表及控制技術的不足進行簡要分析,然后研究相關的應用技術,為拓展其研究貢獻一份薄力。

參考文獻

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【關鍵詞】智能化;制造;工廠

一、智能化工廠

智能化機械工廠是以“智能化”為核心,以智能化、數字化、網絡化為主要特征的生產、經營實體。智能化工廠將逐步分層次實現。智能工業機器人在智能自動化制造工廠中扮演著重要角色。

(1)智能工業機器人在智能化數控設備中,除了各種數控設備和相關數控配套設備以外,智能工業機器人在智能制造單元、智能制造系統和智能制造工廠中具有重要作用。

例如日本發那科開發的智能化工業機器人,安裝了三維視覺傳感器和力傳感器,用于數控設備自動上下料和產品組裝方面。視覺傳感器能識別三維圖像、能識別零件的位置和姿態,能抓取散放零件。發那科的智能工業機器人,在安裝了用于生產的視覺傳感器之外,還使用了力傳感器用于產品組裝作業。

最近幾年,國內外的工業機器人專家都把注意力和精力投入到“視覺伺服”智能工業機器人的研究方面,成為國內外最熱門的研究課題。工業機器人的“視覺伺服”研究,包括從視覺信號處理到機器人控制的全過程。包括機器人運動學、控制理論;包括實時圖像的識別與處理,以及三維信息的獲取、處理和重構技術;包括實時計算技術等領域的融合;包括機器人本體標定和攝像機標定技術等。

“視覺伺服”智能工業機器人,技術難點較多,較復雜,但是目前在數控技術領域已有較成熟的高速度、高靈敏度、高精度伺服控制技術和機器人方面的視覺傳感技術作為基礎和借鑒,相信是能夠攻克“視覺伺服”工業機器人技術的。

(2)智能化自動化工廠在各種智能化自動化數控設備的基礎上,智能化工廠將由工廠局部智能自動化、逐步分層次地發展到全工廠智能自動化和社會化智能制造。

第一層次:單機或單元智能自動化。單機或單元智能自動化,可以實現長時間無人值守。國內外都有用于生產的實例。比如日本發那科在20世紀80年代第一代智能數控加工中心上,加幾個用于人工上下料托盤,可以實現24h 連續運轉。20世紀90年代的第二代智能加工系統,以4 ~6 臺加工中心和裝有帶加工夾具的立體托盤架,能擺放待加工的大量毛坯件,可實現60h 連續運轉。

20世紀末和21世紀初的第三代智能加工系統,稱作“智能機器人化加工單元”,該單元就是用智能化機器人為智能加工數控設備的夾具自動裝卸工件。與第二代加工系統相比,由機器人代替了人工上下工件,解放了工人的繁重勞力,減少了夾具,減少 了設備投資,縮短了生產準備時間,加工質量更加穩定,降低了生產成本。

第二個層次:生產制造系統智能自動化。

在第三代“智能機器人化單元”的基礎上,實現計算機網絡控制生產車間全自動化系統。包括毛坯倉儲管理,再制品倉儲管理,成品零件倉儲管理及其搬運、裝卸、裝配作業和質量檢驗等。

第三個層次:智能化數字化網絡制造系統。在第二層次生產制造系統智能自動化的基礎上,配置網絡綜合管理系統,來實現全工廠的智能化數字化網絡制造。智能化工廠的實現主要是靠信息通信技術(ICT)和智能網絡的可靠運行加以保證。具有實時資料搜集與傳輸功能、高效能計算機與分析預測功能、遠程監控與診斷功能及模擬功能等。

智能化工廠最核心的部分是生產過程和全面經營運行的智能自動化,包括設計智能化,生產排序自動化,生產線自動化,測試檢驗自動化,倉儲自動化,電力管理智能自動化等等,進一步發展到自動化無人化工廠(絕大多數設備可以無人值守)。除生產過程智能自動化外,還包括人力資源優化調度,物資資源(設備,工具,材料等)智能優化調配,并具有強化專案時程能力,時間彈性應用支配能力,完善調整生產周期,優化生產經營方案,達到提高生產效率和降低成本的目標。

目前,這種工業網絡智能工廠基本形態在技術先進國家有實力的技術先進企業已率先實現。但是用于工業智能網絡不同于一般ICT 通信網絡,有不少難點需要克服。工業智能化網絡必須具有防水、防塵、防磁、防爆以及抗高低溫和抗腐蝕的能力。在可靠性、耐用性方面都比一般通信網絡要求高得多。

例如:Tata汽車有限公司在印度Gujarat投資4億1700萬美元建造一座先進的具有智能化特征的工廠,每一個生產環節都采用“智能化”制造技術,對于來自經銷商的訂單,可以及時對客戶的偏好加以調整,滿足個性化需求。采用“智能化”制造技術,可以追蹤每種零件的來源,可以快速確認及解決任何可能產生的質量缺陷和安全問題。此外,智能網絡還可以與智能電網相連,以便在能源最為充沛或最便宜時段大量投入設備運行以降低成本。

智能化制造工廠,應該具有掌握整體市場的需求與變化能力,適時調整生產經營的彈性靈活運行,協調生產線,推出最適合市場需求的產品。發展智能化制造工廠,絕對勢在必行。這取決于三大關鍵要素:人性化操作接口,高功能高速度計算機運算平臺連接及跨網絡的云端運算與信息集成分析與統計。

第四個層次:智能化社會化生產。智能化網絡化社會化制造,將由企業內部局域網經因特網向企業外部傳輸。這就是所謂的Internet/Intranet。網絡可使企業與企業之間進行跨地區協同設計、協同制造、信息共享、遠程監控、遠程診斷和服務等。網絡能為制造提供完整的生產數據信息,可以通過網絡將加工程序傳給遠方的設備進行加工,也可遠程診斷并發出指令調整。網絡使各地分散的數控機床聯系在一起,互相協調,統一優化調整,使產品加工不局限于一個工廠內而實現社會化生產。智能化社會化制造能夠借助Internet網實現跨行業、跨國際智能化制造,進入Internet/Intranet時代。云計算借助Internet網整合了計算機資源,為智能化制造開了先河。智能化網絡化社會化制造將引領社會和全球資源的整合與優化運用,同時將有效地提高人類的生活質量,逐步地減少人類的體力勞動而擴大腦力勞動的比重,進入知識社會,智能社會。

二、結束語

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關鍵詞:電氣工程自動化;發展趨勢;智能化技術;應用

作為計算機自動化技術發展過程中產生的階段性產物,智能化技術在電氣工程自動化中得到了較好的應用,從而使系統操作精度和速度得到了顯著提高,并有效節約了工程成本。因此,相關人員還應加強電氣工程自動化發展趨勢及智能化技術的應用問題的研究,以便更好的促進相關技術的發展。

1電氣工程自動化概述

所謂的電氣工程自動化,其實就是包含計算機技術、網絡通訊技術、電子電氣技術和自動化技術等多種技術在內的一項技術,在工業生產領域得到了廣泛應用。從技術特點上來看,該技術擁有自動化模式和理念,可實現電力系統、工業生產系統等系統的自動化控制。在電力系統中應用該技術,可促進電網電力調度,并為系統安全、穩定運行提供技術保障,同時也能夠為系統故障檢測和維修提供信息和執行手段,具有較強的實用性。在工業生產領域應用該技術,可利用各種自動化設備實現生產遠程控制與監督,不僅能提高生產效率,還能降低人工成本。

2電氣工程自動化發展趨勢分析

1)通用化趨勢。隨著電氣工程自動化技術的應用普及,該技術將向著通用化的方向發展,以確保電氣工程自動化系統能夠保持正常運行,并實現對企業的有效監督和管理。在電氣自動化設備生產制造上,通用數據接口將得到使用,以確保電氣工程自動化系統能夠實現數據信息的標準化對接,從而為系統數據信息傳遞的高效性和安全性提供保障[1]。而實現程序接口的完美對接,也能有效減少電氣工自動化系統的開發時間,并降低系統的維修管理費用,繼而使電氣工程自動化技術得到更好的普及應用。2)專業化趨勢。目前,電氣工程自動化技術的應用范圍仍然有一定的局限性。而隨著該技術的專業化發展,能夠在人類生產生活各方面得到專業化應用的電氣工程自動化系統將得到開發,從而使自動化更大程度的匹配社會發展速度。比如在道路交通上,交通控制自動化系統將得到開發應用。在企業綜合管理方面,綜合性自動化系統將得到開發應用。而在專業化的電氣自動化系統得到開發應用的同時,能夠實現電氣自動化系統專業化設計和安裝的人員也將得到培養。這些人才可以完成電氣自動化系統在應用過程中出現的問題的有效處理,從而使系統電氣故障給系統應用帶來的影響降到最低,因此將有助于系統高效、可靠運行。3)智能化趨勢。在工業控制領域,智能化技術已經得到了應用。而實現智能化工控發展,則能使自動化設備在運行中無法維持穩定的問題得到解決,并能利用網絡監控手段實現對自動化設備生產全過程監控。隨著電氣自動化技術的智能化發展,系統管理人員已經無需設計控制模型就能實現系統控制,所以能夠使多樣控制模型問題得到有效避免,繼而使電氣自動化保持統一性。應用智能化技術,還能實現對非指定對象的統一控制,并能在控制的同時完成各設備相關工作數據的反饋,因此能夠通過減少錯誤產生提高整個電氣工程自動化控制的準確率[2]。此外,使用電氣工程自動化技術建立的控制模型通常跟實際模型存在偏差,應用智能化技術則能夠實現控制模型簡化,從而通過減小這種偏差提高控制的準確率。

3電氣工程自動化中智能化技術的應用

1)在故障診斷上的應用。應用智能化技術,可實現電氣工程自動化運行過程中各種設備故障的實時檢測。通常的情況下,電氣自動化設備一旦出現故障,還將引發其他故障。應用智能化技術實現電氣設備全面檢測,則能夠幫助檢修人員及時發現故障位置,并采取合理措施進行系統維護,從而使設備故障問題得到根本解決,繼而使系統保持穩定運行。比如,在變壓器故障診斷方面,使用傳統人工檢測方法很難實現故障位置判斷,使用智能化技術則能夠完成變壓器中滲漏油的氣體分解,從而實現故障范圍的確定[3]。根據故障范圍,檢修人員則可以通過逐步排查完成故障根源的查找,不僅能夠縮短檢測時間,還能夠降低故障對設備的損害,因此能夠使電氣自動化設備的經濟效益得到提升。2)在智能控制上的應用。目前,各行各業都開始使用人工智能技術實現應用于自身實際需求的相互結合。在這一發展背景下,電氣自動化控制也開始應用智能化技術,以便更好的滿足用戶實際需要。通過有效應用智能技術,將能實現電氣工程自動化的智能控制,從而實現自動化設備的無人操作和遠程控制,促進了電氣自動化的自主化和高效化發展。目前,在電氣工程自動化系統撒氣量采集、設備運行狀態監控、開關量數據實時處理與采集、在線診斷等方面,智能控制都得到了應用。借助智能化技術的優勢,智能控制可以通過實現模糊化、知識庫、推理機等部分的相互協調實現控制變量的量化和模糊化處理,從而使電氣工程自動化系統得到較好的控制。目前,由多CPU控制系統和交流數字伺服系統構成的智能控制系統已經在現代電氣自動化系統中得到了應用,并且發揮了提升系統工作效率和精度的重要作用。3)在優化設計上的應用。在電氣工程自動化控制中,電氣設備設計是較為重要的環節,擁有復雜設計過程,將涉及磁力、電路和電氣等多個領域的知識。在實際設計工作中,通常使用CAD技術和計算機輔助軟件開展相關工作,能夠使新產品的開發成本得到降低,并縮短產品開發周期。而應用智能化技術,則能夠實現電氣設備優化設計,從而使電氣設備設計質量得到提高[4]。目前,在電氣設備設計上,遺傳算法這種智能化技術已經得到了使用,能夠完成具有較強實用性和先進性的電氣設備的設計,可利用科學數學算法完成設計方案的優化。

4結論

通過分析可以發現,電氣工程自動化正向著通用化、專業化和智能化的方向發展。應用智能化技術實現電氣工程自動化系統的開發和管理,則能夠使系統更加高效化和智能化,從而使電氣工程自動化技術得到進一步應用推廣。

作者:朱家輝 單位:河北省衡水中學

參考文獻:

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[2]張恩策.淺談電氣工程及其自動化的發展現狀與展望[J].門窗,2016,04:212+214.

篇9

(安徽經濟管理學院 信息工程系,安徽 合肥 230031)

摘要:隨著現代工業的不斷發展,基于人工智能技術的電氣自動化控制,已應用于實際的生產生活之中,并取得良好的應用效果.本文分析了人工智能技術在電氣自動化控制中的應用現狀,并在此基礎之上,論述了人工智能技術在電氣自動化控制中的具體應用,旨在強化對人工智能技術的認識,并為今后相關領域的研究提供一定的參考.

關鍵詞 :人工智能;自動化控制;控制應用

中圖分類號:TM92文獻標識碼:A文章編號:1673-260X(2015)05-0050-03

在科學信息時代,人工智能技術的出現是現代社會發展的必然產物,更是推動工業現代化發展的重要技術支撐.當前,人工智能技術正處于不斷發展的階段,其在實際生產生活中的應用,充分表現出其強大的現實應用價值.一方面,人工智能技術作為一門新興科學,具有十分廣泛的現實應用價值;另一方面,現代社會發展需要人工智能技術的參與,尤其是現代工業的發展,需要人工智能技術作為支撐.對此,本文立足于人工智能技術的認識,闡述了人工智能技術在電氣自動化控制中的應用.

1 人工智能技術

在科學技術快速發展的大背景之下,人工智能技術孕育而生.作為一門新的科學技術,在現代社會的發展中起到重要的作用.人工智能技術的形成,不僅有計算機技術理論的支撐,也有其他學科交互交叉下的共同構建.人工智能技術的本質,主要在于通過對人類智能的模擬,進而創造出可以替代人類從事復雜工作的機器人.當前,人工智能技術的研究領域比較集中,主要在兩個領域:一是專家系統;二是機器人系統.模擬人類智能,最為突出的問題就是,大腦問題,人類大腦精密且復雜,如果要模擬,那需要如何實現呢?在現代技術之下,這一模仿成為了可能,進而逐步發展期人工智能技術.在實際的生產生活之中,人工智能化已應用于諸多領域,并取得了良好的應用效果,這也充分證明了人工智能技術強大的現實意義價值.此外,將人工智能﹑專家系統嵌入到仿真環境是減少仿真中的人力消耗,提高仿真自動化程度和仿真精度,是拓寬一體化仿真規模的不可缺少的技術.如下圖1所示,是人工智能技術與仿真學科的交叉.

當然,人工智能技術已應用于實際的生產生活之中,但這項技術仍處于不斷成熟發展的階段,人工智能技術也存在一些問題,需要在今后的技術創新之中進行優化與改進.隨著自動控制理論的研究發展,人工智能技術在電氣自動化控制中的應用主要在專家系統、運作效率和模糊控制三個方面.從實際情況來看,由于模糊控制系統具有操作簡單,且易于設備的融入,所以人工智能技術在電氣自動化控制系統中的應用,仍主要集中在模糊控制.

2 人工智能技術在電氣自動化控制中的應用現狀

電氣自動化控制是現代社會發展的必然結果,也是推動現代文明前景的重要力量.基于人工智能技術的電氣自動化控制,一方面提高了電氣自動化的控制效率;另一方面,降低了成本投入,符合工業企業發展的需求.所以,對于電氣自動化控制而言,人工智能技術的應用,無疑具有重要的現實意義.

2.1 人工智能技術在電氣自動化控制中的應用價值

人工智能技術的優越性非常顯著,主要在于人工智能技術實現了對信息的收集、反饋及處理,在很大程度上替代了人類進行復雜的工作.所以,在電氣自動化控制領域,人工智能技術的應用,勢必是跨越式的發展.首先,基于人工智能技術的電子自動化控制,實現了更優的生產、流通等生產過程,在很大程度上實現了真正意義上的自動化;另一方面;電氣自動化的實現,在很大程度上減少了人力的投入,降低了成本投入,提高了生產效率.對此,人工智能技術在電氣自動化控制中的應用,推動了電子自動化行業的升級,促進了產業的結構優化.

2.2 人工智能技術在電氣自動化控制中的應用現狀

在電氣設備的設計過程中,需要完備的知識理論作為支撐.而且,電氣設備設計具有復雜性和系統性的特點,這就強調設計工作的有效性.人工智能技術應用在電氣自動化控制中之后,人工智能控制功能已成為現實,并集中體現在以下幾個方面:

2.2.1 人工智能控制實現了數據的采集及處理功能.這一功能的實現,首先實現了對電氣設備的數據采集,而且在實際生產之中,可以對相關數據進行處理及保存,這就大大提高了電氣自動化的控制效率.

2.2.2 人工智能控制實現了系統運行監視機報警功能.對于電氣系統中的主要設備,這一功能可以對其模擬數據值實時監視.與此同時,對于電氣設備的開關量,實現了智能化監視,并對于電氣設備運行狀態的變化進行電話報警、記錄等,以便于事故的先前處理.

2.2.3 人工智能控制實現了操作控制功能.電氣自動化控制的一大特點,就是通過鼠標或鍵盤,便可實現對電氣系統的控制.所以,對于電氣控制系統的操作人員而言,基于控制程序就可以實現同期并網帶負荷或體積操作.這樣一來,極大地提高了控制的效率,適合當前的工業發展需求.

2.2.4 人工智能控制實現了故障錄波功能.人工智能控制的這一功能的實現,主要在于通過對故障錄波的模擬、順序記錄、波形的捕捉等,以實現對故障錄波的智能化捕捉,這在很大程度上提高了電氣設備運行的效率及安全.

3 人工智能技術在電氣自動化控制中的應用分析

目前,基于人工智能技術的電氣自動化控制,實現了本質性的優化,諸多功能的實現,擴大了人工智能技術在電氣控制領域中的應用價值.在此,筆者主要闡述了人工智能技術在電氣自動化設備、電氣控制過程,以及事故診斷中的應用,強化對人工智能技術在電氣自動化控制中的應用認識.

3.1 人工智能技術在電氣自動化設備中的應用

實質上,電氣自動化系統非常復雜,涉及多個領域與學科.一方面,電氣自動化設備的操作,需要操作人員具有良好的綜合素質,以及完備的專業知識;另一方面,電氣自動化的復雜性,強調操作的有效性,方可減少因為操作失誤或不當,而造成的事故或停機.對此,在對這些現實問題的解決中,人工智能技術無疑起到釜底抽薪的效果.首先,人工智能技術以計算機為理論核心,通過程序的編寫,可以實現計算機下的智能控制.也就是說,電氣設備的操作智能化,代替了人腦勞動操作的不足.這樣一來,不僅提高了工作的效率,而且降低了成本投入;其次,人工智能技術的應用,提高了電氣自動化設備運行的科學性,優化了設備運行的現實環境.如圖2所示,電氣自動化設備人工智能化的系統.

3.2 人工智能技術在電氣控制過程中的應用

在電氣自動化的過程中,電氣控制過程是最為核心的部分.人工智能技術在電氣控制過程中的有效應用,無疑是提高電氣自動化控制的重要基礎.首先,在電氣控制的過程中實現電氣自動化,在很大程度上提高了工作運行的效率.并且,自動化的實現了更加科學化發展,降低運作的成本,尤其是在人力成本上,降低了人力在生產工作中的投入;其次,在電氣自動化控制方面,人工智能技術的應用相對比較集中,以專家系統、模糊控制和神經網絡控制為主.

3.2.1 模糊控制.模糊控制以模糊推理、模糊語言變量等為理論基礎,并以專家經驗作為模糊控制的規則.從其基本思路而言,模糊控制就是在被控制的對象的模糊模型的基礎之上,運用模糊控制器,進而實現對電氣控制系統的控制.其中,如圖3所示,是模糊控制系統的組成框架圖.模糊控制是一種自動控制系統,以模糊邏輯的推理規則為理論基礎,并采用計算機控制系統構成具有反饋通道的閉環結構的數字控制系統.

3.2.2 專家控制.專家控制是以專家系統理論為主體,并有機結合了控制理論技術,是對專家經驗效仿下的人工智能控制技術.所以,專家控制技術在電氣控制過程中的應用,表現出顯著的特點就是自動化控制的靈活性高,可實現對控制率的靈活選取;具有較好的適應性,能夠通過對調控器的參數調整,適應不同的工作環境;可提高電氣設備的運行效率和設備的運行安全.

3.2.3 網絡神經控制.網絡神經控制的原理就是基于對人腦神經元的活動模擬,以逼近原理為依據的網絡建模.當前,網絡神經的研究比較廣泛,相關技術也日益成熟,在電氣控制過程中的應用也日益廣泛,且具有良好的應用效果.

為了更好地闡述人工智能技術在電氣控制過程中的應用,本文以模糊控制為例進行具體的闡述.具體而言,模糊控制在電氣控制過程中的應用,其作用的發揮主要基于直流和交流傳動的實現.在直流傳動中,其主要的傳動控制是Mamdani、Sugeno.其中,mamdani是調速控制,而Sugeno則所有不同.此外,在交流傳動中,其人工智能的有效實現依托于模糊控制器.如下圖4所示,是模糊控制器的原理圖.

3.3 人工智能技術在平常操作中的應用

隨著現代工業的不斷發展,我們的生活與電氣行業的關系日益緊密,電氣的安全穩定運行,對我們的生產生活具有重要的意義.電氣操作強調操作流程的嚴格規范,在傳統電氣領域,由于操作復雜性,在操作的過程中不僅要花費大量的時間,而且操作不當或操作失誤,都有可能帶來嚴重的后果.所以,隨著電氣行業的現代化發展,基于人工技能技術的應用,在很大程度上簡化了電氣領域的操作過程.一方面,傳統繁瑣的操作步驟得到進一步的簡化,提高了電氣操作的效率;另一方面,自動化的實現,降低或杜絕了人工操作失誤所帶來的問題,在很大程度上提高了電氣系統運行的安全穩定性.

3.4 人工智能技術在故障診斷中的應用

人工智能技術以模糊理論、專家技術,以及神經網絡控制為核心,在故障診斷領域也具有十分重要的應用價值.在電氣系統運行中,變壓器、發動機等的故障,不僅影響電氣系統運行的效率與安全,而且在檢修方面具有較大的難度.在傳統的故障診斷中,一是故障診斷的方法復雜,且準確診斷率較低;二是故障診斷需要花費大量的時間與人力,與當前的工業發展需求相沖突.例如,在對變壓器的故障診斷中,傳統的診斷方法是首先需要對變壓器油產生的氣體進行收集與分析,基于分析的數據判斷變壓器是否發生故障.這就需要花費較多的時間和人力,如果數據分析不準確,則會影響診斷的準確率,降低變壓器運行的穩定性和安全性.所以,人工智能技術的應用,實現了對變壓器故障診斷的自動化,極大地提高了故障診斷的效率和準確性.

4 結束語

快速發展的科學技術,改變了我們的生活.人工智能技術的出現,推動了現代文明的發展.作為一門新興高科技,其在現實中的應用價值是無限的.首先,基于人工智能技術的電氣自動化控制,轉變了傳統的電氣控制模式,實現了跨越式發展;其次,人工智能技術提高了電氣自動化控制的效率,無論是在人力上,還是在物力上,都大大降低了成本的投入,表現出良好的現實意義價值.

參考文獻:

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廣東是華南地區最大且最重要的經濟省份,擁有數以千計的制造企業。這些企業目前都面臨著由于工資和生產成本上升而造成的許多困難,因此,他們開始將越來越多將工業自動化技術應用到生產上,同時也為各類自動化產品供應商制造了活躍商機。SIAF廣州國際工業自動化技術及裝備展覽會(SIAF)是德國紐倫堡SPS IPC Drives電氣自動化展會在亞洲的系列展。即將舉辦的18屆中國廣州國際工業自動化技術及裝備展覽會展品范圍涵蓋了人機界面裝置、工業機器人、智能數控機床、工業通訊、感應技術(傳感器)、工業用電腦裝備、微系統技術等。

2014第五屆亞洲(北京)國際智能交通與道路安全展覽會

由中國國際電子商務協會、國際物聯網聯盟等多家單位聯合主辦的2014第五屆亞洲(北京)國際智能交通與道路安全展覽會將于2014年3月在北京舉辦,展品范圍包括智能交通系統、停車設備、智能停車管理系統、智能停車收費系統、交通信息平臺、城市公共交通管理、交通管理與執法、道路交通安全、高速公路機電系統、智能公路與車輛安全等。2013ITE,展示面積為3萬平方米,參展企業700多家,專業觀眾達到5萬人次。

2014第七屆亞洲(北京)國際物聯網展覽會

第七屆亞洲國際物聯網展覽會(CICN E2014)將于2014年3月在北京國家會議中心舉辦,主辦單位有中國國際電子商務協會、國際物聯網聯盟、廣東高科技產業商會、香港國際華商聯合會、香港新馬泰歸僑華人聯合會、北京銘世博國際展覽有限公司。承辦單位是北京銘世博國際展覽有限公司。展會分兩個大的展區,物聯網技術應用展區和智能城市展區,其中物聯網技術應用展區展品范圍包括RFID技術及智能卡、自動識別及條碼技術、軟件系統集成、云計算、物聯網示范應用:智能城市展區展品范圍包括智能交通、智能小區、智能醫療設備等。