时间:2023-04-03 09:48:41
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇电气自动化设计论文,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
在现实当中,电气工程及其自动化的设计应该从软件和硬件两方面来考虑,在一般情况下,硬件的设计要放在软件设计的前面,根据实际电气工程的需要,对电子元器件进行针对性选择,第一步,应该设置一个中央服务器,将先进的计算机系统作为整个电气工程自动化的核心;第二步,对的辅助设备进行选择,比如控制器以及传感器;第三步,对所有设备进行连接,组成一个完整的具有发出指令、传达指令、接收指令以及完成指令工作程序的电气工程自动化设备。然而在实际的电气工程及其自动化设计时,不仅要遵循以上说的理论,还要根据实际的情况,包括环境、空间等因素,对电气工程及其自动化的设计进行合理化更改。由于生产线是现实已经存在的,电气自动化设计必须依靠原本的生产模型进行设计,因此,对硬件的安装也有着相当高的要求,设备的体积不能过大,也不能过小,过大会导致空间的拥挤,过小又会影响操作,所以设计人员一定要到安装地点进行实际的考察,然后,根据实际的数据,对设备的型号进行最终的确定。在硬件设计顺利完成之后,还要设计相应的软件系统,现进市面上,有着很多不同类型的自动化控制系统软件。但是为了将自动化水平提升到最大化,企业都会选取优质的软件公司,这些软件公司将会根据企业生产情况以及硬件安装情况对自动化软件进行设计。
2电气工程及其自动化的应用
2.1电气工程及其自动化技术在变电站的应用
电力设备运行的平稳、安全以及可靠是电气工程及其自动化技术的基本保障,所以对电力设备进行在线监控、系统保护以及调动控制等措施是必不可少的,但是由于社会经济的不断发展,科学技术的不断进步,变电站的电力设备也逐渐增多,并且电力设备之间的联通方式也越来越复杂,为了确保电网的安全运行,电业部门,投入了大量的人力物力和资金,将电气工程自动化技术引入到了变电站的设备控制之中,应用全微机化设备代替了原有的常规电磁式设备,应用计算机光缆或者电缆作为了电力信号电缆,使得变电站控制中心对变电站设备的控制变得快速而又安全。所以电气工程及其自动化也成为了变电站建设过程中的重要组成部分,进而保证了变电站的自动化调控模式的高效率,所以对变电站实施自动化改造是必不可少的。
2.2电气自动化技术在电网调度中的应用
1.电气工程自动化的现状缺乏较强的系统集成性对于电气自动化的整体功能而言,系统集成为主要的发展趋势,是必然的发展趋势。对于当前的电气自动化,存在多岛自动化的结构,其特点为相互独立、互不影响、性能单一、信息具有较高的集中性,很难发挥电气机动化的整体功能。电气自动化的网络架构存在不一致性对于电气自动化的发展,其主要目标是形成便捷、有效的电气工程师,建立完善的自动化体系。但是,在当前的行业内,缺乏完善的架构,对网络的认识不深入,网络架构存在差异性,使得借助网络结构而发展起来的电气工程自动化在未来发展的道路上受到严重阻碍。同时,不同的主体在使用信息软件的过程中,出现接口不匹配的问题,给信息的有效交流造成的障碍,影响了数据在不同主体之间的分享,在很大程度上破坏了系统运行中的实际效果。
2.对电气自动化进行的积极改进立足科技,电气自动化要充分运用新技术,注重实用性,开发新产品,运用新材料。在具体实践过程中,要侧重自主研发和创新,将节能作为重中之重,提出节能降耗,在运行中使用新工艺和新工具,重视思想的创新,尤其是注重网络信息技术的应用,不断更新,促进与自动化技术的有机整合。从信息方面进行考虑,电气自动化的信息化主要突出信息技术的重要作用。对于设备的研发和制造要广泛采用计算机信息技术,加快智能化的发展速度,在电气工程中,加重网络通信技术的使用。
二、电气工程自动化系统中节能技术的体现
选择合理的变压器变压器的损耗会造成电能的浪费,但是,其使用范围有很广,因此,要注重对变压器的类型的选择。首先要注重变压器自身的能耗,其次,要注重节能性,减少有功功率的耗损。降低传输进行中电能的损失电能在传输的进行中,能量损耗无法避免。但是,根本的方式是减小电阻。首先,要重视导线的布局,防止出现弯路,缩短导向的长度;其次,导线材料要进行电阻率较小;再次,在统一的条件下,选择横截面积较大的导线;最后,靠近负载中心,减少实际供电的距离。选择有源滤波器在实际操作过程中,要借助对谐波的去除,降低误操作的频率,其根本途径就是使用滤波器。
三、节能设计在电气自动化中的具体应用
1.不断提升电气系统的运行效率在进行电气设备选择的时候,要注重其节能的特性,目的是为后期的节能功能奠定基础。同时,还可以对无功功率进行补偿,对运行负荷进行有效均衡,减少电能输送过程中的损失,这些做法的目的都是为了提升节能的效果,也可以在设计中,对负荷值进行合理调整,运用科学的设计参数。这样做的目的是确保系统安装和运行进行中,电源的高效、综合地运用,增强设备运行效率,降低能耗。
2.对配电系统的设计进行不断优化电力系统的功能就是为系统安装提供必须的动力。因此,在具体的配电设计中,最基本的就是充分考虑适用性,保障对电气设备的有效控制,与此同时,要达到用电设备对供电设备的综合要求,对各种不良因素进行有效控制。在配电工程中,在达到设备有效运行的基本要求外,还要保障整个电力系统的全面、可靠、稳定的运行,促进系统的灵活性,保障操作的便捷性。另外,要全面考虑系统运行的安全性。要重视导线的绝缘性能,在进行布线的过程中,要保障合理的绝缘距离,以提升导线的稳定性,提升配电和用电的安全性。另外,要做好接地,安排和设置防雷设施。
四、结束语
电气自动化有更高校的工作效率和经济效益,工作的可靠性及环境条件都得到了显著的提升。电气自动化是企业在市场竞争中获胜的一项有力的支持。目前的电气自动化正处在飞速进步的阶段,在发展中仍存在一些问题需要改进。
1电气工程自动化现在的状况
(1)电气自动化系统集成性不强。电气自动化系统集成是电气自动化系统功能提升的必经之路,我国目前一些电气自动化还处在多岛自动化的层次,多岛自动化具有互不连接、功能单一、信息独享的缺陷,不能充分发挥电气机动化的功能和作用。
(2)电气自动化的网络构架不统一。电气自动化的发展方向是建立高效、快捷的电气工程师及自动化系统,但目前很多企业自身网络构架不尽相同,使得依托于网络结构而发展的电气工程自动化的发展受到了阻碍。另外不同企业和商家在软、硬件产品交换过程中,因为程序接口的不一致,影响企业数据和信息的传输交流,进而阻碍了企业数据和信息的共享,使电气工程及自动化系统在实际运行中无法发挥应有的效应。
(3)电气自动化技术的使用过于受主观支配。不同的企业在对电气自动化技术的实际应用和开发中,由于技术人员思想理论及技术掌握程度的不同,过分根据技术人员主观习惯和意识支配,系统的开发平台各有不同,进而导致电气工程及自动化的实际设计、实施、运行和维护中的程序和成本增加,增加了系统整体的运行费用和负担。
2电气工程自动化的应对和改进措施
(1)从科技化方面,科技化是指电气自动化的发展应当出现实用性新技术、新材料、新产品。本着自主创新的思想,以节能降耗为切入点,积极推广应用节能降耗新技术、新方法、新工艺,在材料的使用,技术的使用等方面力求创新,采用信息技术、计算机技术、网络技术与自动化技术等高新技术,研发新产品。
(2)从信息化方面,信息化则是指信息技术在电气自动化的地位应更加突出。电力设备的设计、制造和运行中广泛应用的计算机优化与仿真技术,人工智能分析的广泛应用以及电气工程中广泛使用的网络通信技术,都充分展现了信息技术爱电气自动化中起到的重要作用。
(3)从开放化方面,开放化则是要与外界建立一个接口,实现与外界网络的连接。计算网络是实现信息实时交换和共享的重要基础设施,也是实现管理、决策、设计、控制和制造一体化的关键,它已广泛应用于电力系统各元件和局部系统的管理、监视、调节和控制上,是电力系统信息管理、远动技术、调度自动化等方面的核心。
二、电气工程自动化系统中的节能技术
(1)选择合适的变压器。变压器会因铜损、铁损、空载损耗和负载损耗等因素造成许多电能的浪费,但是变压器在供配电系统中的运用又非常广泛,所以变压器选择得好可以有效地实现节能的目标。总的来说,选择变压器可以从以下几个方面考虑:首先是要将变压器自身的消耗降到最低,这就是选用单相的自动补偿设备,使流经的三相电电流保持平衡,消除或降低负载的不平衡性,从而实现变压器自耗最小;其次是要选择有较好节能特征的变压器,进一步减少变压器有功功率的耗能。
(2)减少电能在传输中的消耗。电能在进行传输的途中,导线里的电阻就会造成一定有功功率损耗,这是无法避免的。但是,整个途中线路上的电流是保持不变的,因此要想减少电能在途中的浪费,只能使导线所带的电阻尽可能的小。由电阻的推导公式可知它和电导以及导线的长度是正比关系,和导线的横截面积是反比关系,所以可以通过以下的途径来减少导线的电阻:第一,合理的布局,避免导线走弯路或回头路,尽可能降低导线的长度;第二,选择电阻率比较小的材料制成导线;第三,同等条件下要选择一些横截面面积比较大的导线,这样可以有效降低电阻;第四,使变压器和负载中心尽量靠近,使供电的距离减少。
(3)使用有源滤波器。在实际的操作中常常会发生误动作,所以要消除谐波来避免或减少电气设备的误操作,而最高效的方法就是运用滤波器。造成误动作的因素主要就是越来越多的电气设备,其带来的谐波也随之增加,但是产生的谐波与基波在电网阻抗上会重叠,从而使电压形成畸形,由此导致电气设备误动作的产生。
(4)采取无功功率补偿。整个供配电系统是由升降压变压器、输配电线路、用户电力负荷以及配电变压器等多个环节形成。电能通过电流的形式流动于整个电力系统,为终端客户提供电能的同时必不可免的会有能量的浪费,其中无功功率占据着比较大的比例,不仅降低了整个电路的电压,而且会影响电网的经济运行和降低电能的输送质量。而无功功率在终端客户那里最直观的反映就是功率因数降低。若其功率因数低于0.9,那用户就要缴纳罚款,从而增加了用户用电的成本。所以实际操作时可以选用合适的无功补偿设备来增加功率因数,让无功就地实现平衡,从而使电力系统的电压能够保持相对稳定,进一步提高电能的质量,实现绿色节能的目的,还可以使经济效益提高并为社会效益提供支撑与保证。在电力系统运行时,若使用无功功率补偿,就要达到如下要求:首先就是后来的投切开关和在旧的补偿电容里的循环投切要按比例进行分配,这些都没有办法达到理想补偿效果;其次是电容器的容量大小,要参照配电电压容量以及自然功率因素等参数,并且加以计算而得来,若在补偿时会产生谐波,就要串联相应数量的电抗器,借此来消除线路中的谐波;最后就是在确定投切参数的时,最好是选用无功功率,这是为了能有效地避免过度补偿、无功倒送和投切震荡。目前使用较多的模糊投切就取得了很好的效果,不仅能有效调节平滑,并且跟踪准确性很高,应用范围很广。
三、电气自动化节能设计技术的实际应用
要想实现电气自动化节能的目标,最重要也是最先要完成的就是要很好的完成电气工程的电气设备以及安装工艺的设计。只有完成了这些才能在未来成功的利用电气自动化来实现节能的目的。
(1)提高电气系统的运作效率。在选择电气系统的设备时,最好选用那些节能设备,这是为以后节能减排做好了基础和铺垫。同时实际操作中还可以运用补偿无功、均衡负荷和降低电路损耗等途径来实现在电气系统运作过程中的节能目标。比如说,可以在配电设计过程中,利用适当的调整负荷以及选用合理的设计系数等方法来达到目的。通过这种途径能确保电力系统在安装以及运作的过程中,有效提升电源的综合利用率并提高设备的运作效率,从而实现减少电能损耗的目的。
(2)优化配电系统的设计。电力系统的服务宗旨就是为安装此电气系统过程中要用电的设备提供所需的动力。所以,在整个配电设计过程中首先要实现的最低要求就是要将电力系统的适用性充分考虑在内。适用性,简单来说就是能对电气设备的有效控制做出相应的保障,还要达到用电设备对供电设备以及负荷容量等因素可靠性的要求。其次是电容器的容量大小,要参照配电电压容量以及自然功率因素等参数,并且加以计算而得来,若在补偿时会产生谐波,就要串联相应数量的电抗器,借此来消除线路中的谐波;最后就是在确定投切参数的时,最好是选用无功功率,这是为了能有效地避免过度补偿、无功倒送和投切震荡。目前使用较多的模糊投切就取得了很好的效果,不仅能有效调节平滑,并且跟踪准确性很高,应用范围很广。
四、结语
英文名称:Electrical Automation
主管单位:上海电气(集体)总公司
主办单位:上海电气自动化设计研究所有限公司;上海市自动化学会
出版周期:双月刊
出版地址:上海市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1000-3886
国内刊号:31-1376/TM
邮发代号:4-346
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1979
期刊收录:
核心期刊:
期刊荣誉:
中科双效期刊
联系方式
关键词:建筑工程 电气自动化前言
我国根据自身实际情况,加紧提升建筑工程行业的电气自动化水平已经成为了当务之急,这对于我国在国际上提升竞争力有着极其重要的做用。本篇文章主要是针对现代社会的电气自动化现状,并找出了其中所出现的问题,深入的探究了电气自动化不断发展的意义所在,并且提出了相应的建议,以期对其他工程在进行电气自动化应用过程中提供参考。
一、我国建筑行业电气自动化现状和存在的问题
1.我国建筑行业电气自动化现状
由于我国人口众多,建筑行业已经成为了我国经济增长的主要支撑之一,其建筑的发展对于社会经济发展和人们生活水平的发展有着紧密的联系。随着科技技术的发展,我国的经济和文化交流都进入了一个新的阶段,人民的生活水平以及生活的质量也有了较大的提升,并且不断对建筑工程的设计、质量以及管理都提出了更为严格的要求,从而使得社会不断加强对建筑行业中的电气自动化的研究力度,只有建筑水平和施工工艺得到了发展,人们才会提高对电气工程的满意度,从而提高建筑电气化工程的质量和自动化的水平,是我国建筑行业迫在眉睫的发展路线。
只有企业通过不断的研发,才能使得电气自动化的脚步不会停滞,也不会使得电气自动化技术与国际建筑自动化技术脱轨,极大的促进电气自动化在我国的贵广速度和发展应用,电气自动化技术已经为我国的建筑行业发展做出了巨大的贡献,但是通过我国目前整体自动化水平来看,我国还在存在着较多的问题,例如电气自动化化设计不够严谨、合理,生产管理不完善等问题。我国的电气自动化技术,无论是在电气自动化程序或者电气自动化水平上都远远低于国际发达国家的发展程度,这就使得我国各个方面都没有很强的竞争力,新时期、新经济下,我国应该如正确而理性的对待我国的电气自动化水状态,去找出电气自动化中的缺陷,加强对电气自动化的研究力度,最大限度的提升我国电气自动化水平,这是我国在现代化发展过程中所必须要面临的抉择和态度要求[1]。
2.我国建筑行业电气自动化存在的问题
(一)电气自动化高端人才不足,电气自动化缺乏核心支撑
目前我国各个建筑行业的规模都偏小,相对来说没有国际跨国建筑企业公司的强大实际,其自身的经济能力也不足,难以留下更多的高端管理人才,企业在整体上缺少建筑建设经验,最终导致了建筑行业中的电气自动化设计核心人员不断的离开,绕整个建筑企业内部的电气自动化水准不断的降低,缺少技术创新[2]。
(二)新技术新设备应用缓慢,核心竞争力不足
虽然我国的一些建筑行业在电气自动化的发展过程中,取得了一定的进步,但是由于缺少专研的和突破的研究技术的精神,没有掌握相关的核心技术,各种电气自动化设备几乎完全靠国外进口,并且推广的速度极为缓慢,这就导致了我国的企业难以拥有核心的专利,更难以保证自身电气自动化设备在国际上的竞争力,这也使得使得目前市场上的各种自动化产品信息不完善,没有一个健全的体系,市场出现恶意的产品竞争或者说整个市场的建设不规范,自由的产品系列较为单调,品牌在整体上没有拥有知名度,极难与国际上知名的电气自动化设备制造企业相媲美。
(三)建筑行业对电气自动化的管理不善,电气自动化的质量难以保证
虽然我国目前建筑行业发展极为迅速,但是,许多企业的管理者为了追求更高的利益,相近一切办法来压榨电气自动化设备的制造成本,是用劣质的物料投入到生产指导当中去,从而使得设计制造的产品不符合过程的相关标准或者不符合相关的施工安装措施,其设施的使用质量难以得到保障。使得整个电气自动化的设计生产行业的产品,质量难以得到保证。
二、我国建筑电气自动化的重要意义
1. 这是保证工程建设质量和进度的客观要求
实施电气自动化,加强对先进技术和设备的应用速度,采用科学严谨的设计方式和施工程序,加强对电气自动化的管理,加强对各种电气设备,电气材料的管理监督,保证了整个工程建筑的工程质量,同时,可以大幅度降低工程成本,并合理的控制工程的进度,电气自动化的水平提高,亦有助于保证整个工程建筑中的安全。
2. 实施建筑电气自动化,有助于整个建筑市场的规范化
电气自动化的进程加快,对整个电气行业的技术人员和管理人员都提出了更高的要求,不仅仅要求有丰富的管理经验,更需要有精湛的电气技术和较高的工作素养,同时,电气自动化很大程度上减少了工程中的暗箱操作等弊端,敦促着工作人员依法办事,严格执行相关的规章制度,有助于促进整个建筑市场的规范化管理。
三、我国建筑行业电气自动化的发展趋势探究和发展建议
1. 电气自动化将会朝着智能化方向发展。
纵观我国目前的建筑工程发展行情,电气自动化的发展应用,智能化是其核心部分,所谓智能化表现在其具有多种新功能。在在建筑行业控制方面,有关的现场仪表在一起,在现场实现自主调节,提高了整个系统的可靠性。
2. 电气自动化的操控更为精确,更加精工。
建筑行业中竞争越发激烈,对工程产品质量的要求越来越严格,实施电气自动化,先进技术的采用,科学管理方式的实施,整个建筑工程的自动化水平不断升高,使得施工标准更为严格,产品的精度朝着更高的方向发展,因此,自动化在建筑工程中会有着更严密精确的要求。
3.政府加强对建筑工程电气自动化实施的引导和扶持
建筑工程电气自动化企业关系到国民经济的发展和人们生活水平的提高,政府加大对建筑行业电气自动化的支持引导,建筑行业要加强对各种电气设备和电气设计施工技术的研究探讨,加强各个建筑单位之间的通力合作,不断加大对新技术新设备和心的管理理念的引进和运用,加大投入,实现各种电气自动化核心技术的突破,使得建筑行业实现整个设计施工方式的转变,提高整体的核心竞争力。
四、结束语
综上所述,建筑行业不仅仅关系到经济的发展,还关系到我国居民生活环境的舒适性,只有不断的加强建筑的现代电气自动化进程,提高对于建筑电气自动化的研究力度,从各个方面的突破现有的束缚,是人民生活水平能否提高以及各个建筑行业电气自动化水平能否更好发展的前提条件,因此必须要受到社会各界的支持和关注,促进建筑电气自动化的发展,带到全社会的经济进步的步伐,这是关系到我国社会经济发展的问题。
参考文献
关键词:人工智能 电气 自动化控制
人类智能主要要包括三个力面,即感知能力,思维能力,行为能力,而人工智能是指由人类制造出来的“机器”所表现出来的智能。人工智能主要包括感知能力、思维能力和行为能力。
1.人工智能应用理论分析
人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是门边沿学科,属于自然科学和社会科学的交叉。涉及哲学和认知科学、数学、心理学、计算机科学、控制论、不定性论,其研究范畴为自然语言处理,知识表现,智能搜索,推理,规划,机器学习,知识获取,感知问题,模式识别,逻辑程序设计,软计算,不精确和不确定的管理,人工生命,神经网络,复杂系统,遗传算法等,应用于智能控制,机器人学,语言和图像理解,遗传编程。
当今社会,计算机技术已经渗透到生产和生活的方方面面,计算机编程技术的日新月异催生自动化生产、运输、传播的快速发展。人脑是最精密的机器,编程也不过是简单的模仿人脑的收集、分析、交换、处理、回馈,所以模仿模拟人脑的机能将是实现自动化的主要途径。电气自动化控制是增强生产、流通、交换、分配等关键一环,实现自动化,就等于减少了人力资本投入,并提高了运作的效率。
2.人工智能控制器的优势
不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去讨论。但AI控制器例如:神经、模糊、模糊神经以及遗传算法都可看成一类非线性函数近似器。这样的分类就能得到较好的总体理解,也有利于控制策略的统一开发。这些AI函数近似器比常规的函数估计器具有更多的优势,这些优势如下
(1)它们的设计不需要控制对象的模型(在许多场合,很难得到实际控制对象的精确动态方程,实际控制对象的模型在控制器设计时往往有很多不确实性因素。例如:参数变化,非线性时,往往不知道。)
(2)通过适当调整(根据响应时间、下降时间、鲁棒性能等)它们能提高性能。例如:模糊逻辑控制器的上升时间比最优PID控制器快1.5倍,下降时间快3.5倍。
(3)它们比古典控制器的调节容易。
(4)在没有必须专家知识时,通过响应数据也能设计它们。
(5)运用语言和响应信息可能设计它们。论文格式,自动化控制。
(6)它们有相当好的一致性(当使用一些新的未知输入数据就能得到好的估计),与驱动器的特性无关。论文格式,自动化控制。。现在没有使用人工智能的控制算法对特定对象控制效果非常好,但对其他控制对象效果就不会一致性地好,因此对具体对象必须具体设计。
3.人工智能的应用现状
(1)优化设计电气设备的设计是一项复杂的工作,它不仅要应用电路、电磁场、电机电器等学科的知识,还要大量运用设计中的经验性知识。传统的产品设计是采用简单的实验手段和根据经验用手工的方式进行的。因此,很难获得最优方案。随着计算机技术的发展,电气产品的设计从手工逐渐转向计算机辅助设计(CAD),大大缩短了产品开发周期。人工智能的引进,使传统的CAD技术如虎添翼,产品设计的效率及质量得到全面提高。
用于优化设计的人工智能技术主要有遗传算法和专家系统。遗传算法是一种比较先进的优化算法,非常适合于产品优化设计,因此电气产品人工智能优化设计大部分采用此种方法或其改进方法。
(2)智能控制的功能实现
①数据采集与处理:对所有开关量、模拟量的实时采集,并能按要求处理或存贮。
②画面显示:模拟画面真实显示一次设备和系统的运行状态,可实时显示电流、电压等所有模拟量、计算量、隔离开关、断路器等实际开关状态及挂牌检修功能,能生成历史趋势图。
③运行监视:具有对各主要设备的模拟量数值、开关量状态的实时智能监视,有事故报警越限和状态变化事件报警,事件顺序记录、声光、语音、电话图象报警。
④操作控制:通过键盘或鼠标实现对断路器及电动隔离开关的控制,励磁电流的调整。按顺控程序进行同期并网带负荷或停机操作。系统对运行人员的操作权限加以限制,以适应各级运行值班管理。
⑤故障录波:模拟量故障录波,波形捕捉,开关量变位,顺序记录等(包括主要辅机)。论文格式,自动化控制。。
⑥在线分析:不对称运行分析、负序量计算等。
⑦在线参数设定及修改:保护定值包括软压板的投退。
⑧运行管理:操作票专家系统,运行日志,报表的生成及存储或打印,运行曲线等。
人工智能控制技术在自动控制领域的研究与应用已广泛展开,但在电气设备控制领域所见报道不多。可用于控制的人工智能方法主要有3种:模糊控制、神经网络控制、专家系统控制。
4.恒压供水案例简析
恒压供水在工业和民用供水系统中已普遍使用,由于系统的负荷变化的不确定性,采用传统的PID算法实现压力控制的动态特性指标很难收到理想的效果。在恒压供水自动化控制系统的设计初期曾采用多种进口的调节器,系统的动态特性指标总是不稳定,通过实际应用中的对比发现,应用模糊控制理论形成的控制方案在恒压系统中有较好的效果。在实施过程中选用了AI 一808人工智能调节器作为主控制器,结合FXIN PLC逻辑控制功能很好地实现了水厂的全自动化恒压供水。对于单独采用PLC实现压力和逻辑控制方案,由于PLC的运算能力不足编写一个完善的模糊控制算法比较困难,而且参数的调整也比较麻烦,所以所提出的方案具有较高的性价比。
本案例中只是一个人工智能在电气自动化中的一个小小的应用,也是电气元
件生产供给的一个方向,实现机械智能化是我们努力的追求,将人工智能的先进的最新成果应用于电气自动化控制的实践是一个诱人的课题。
人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能完成的复杂的工作,电气自动化是研究与电气工程有关的系统运行。人工智能主要包括感知能力、思维能力和行为能力,人工智能的应用体现在问题求解,逻辑推理与定理证明,自然语言理解,自动程序设计,专家系统,机器人学等方面。而这诸多方面都体现了一个自动化的特征,表达了一个共同的主题,即提高机械的人类意识能力,强化控制自动化。因此人工智能在电气自动化领域将会大有作为,电气自动化控制也需要人工智能的参与。
参考文献:
关键词:人工智能,电气,自动化控制
人类智能主要要包括三个力面,即感知能力,思维能力,行为能力,而人工智能是指由人类制造出来的“机器”所表现出来的智能。人工智能主要包括感知能力、思维能力和行为能力。人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应的智能机器。该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。电气自动化是研究与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验分析、研制开发以及电子与计算机应用等领域的一门学科。实现自动化,就等于减少了人力资本投入,并提高了运作的效率。
1人工智能应用理论分析
人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是门边沿学科,属于自然科学和社会科学的交叉。涉及哲学和认知科学、数学、心理学、计算机科学、控制论、不定性论,其研究范畴为自然语言处理,知识表现,智能搜索,推理,规划,机器学习,知识获取,感知问题,模式识别,逻辑程序设计,软计算,不精确和不确定的管理,人工生命,神经网络,复杂系统,遗传算法等,应用于智能控制,机器人学,语言和图像理解,遗传编程。
当今社会,计算机技术已经渗透到生产和生活的方方面面,计算机编程技术的日新月异催生自动化生产、运输、传播的快速发展。人脑是最精密的机器,编程也不过是简单的模仿人脑的收集、分析、交换、处理、回馈,所以模仿模拟人脑的机能将是实现自动化的主要途径。电气自动化控制是增强生产、流通、交换、分配等关键一环,实现自动化,就等于减少了人力资本投入,并提高了运作的效率。
2人工智能控制器的优势
不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去讨论。但AI控制器例如:神经、模糊、模糊神经以及遗传算法都可看成一类非线性函数近似器。这样的分类就能得到较好的总体理解,也有利于控制策略的统一开发。这些AI函数近似器比常规的函数估计器具有更多的优势,这些优势如下
(1)它们的设计不需要控制对象的模型(在许多场合,很难得到实际控制对象的精确动态方程,实际控制对象的模型在控制器设计时往往有很多不确实性因素。例如:参数变化,非线性时,往往不知道。)
(2)通过适当调整(根据响应时间、下降时间、鲁棒性能等)它们能提高性能。例如:模糊逻辑控制器的上升时间比最优PID控制器快1.5倍,下降时间快3.5倍。
(3)它们比古典控制器的调节容易。
(4)在没有必须专家知识时,通过响应数据也能设计它们。
(5)运用语言和响应信息可能设计它们。论文格式,自动化控制。。
(6)它们有相当好的一致性(当使用一些新的未知输入数据就能得到好的估计),与驱动器的特性无关。论文格式,自动化控制。。现在没有使用人工智能的控制算法对特定对象控制效果非常好,但对其他控制对象效果就不会一致性地好,因此对具体对象必须具体设计。
3人工智能的应用现状
(1)优化设计电气设备的设计是一项复杂的工作,它不仅要应用电路、电磁场、电机电器等学科的知识,还要大量运用设计中的经验性知识。传统的产品设计是采用简单的实验手段和根据经验用手工的方式进行的。因此,很难获得最优方案。随着计算机技术的发展,电气产品的设计从手工逐渐转向计算机辅助设计(CAD),大大缩短了产品开发周期。人工智能的引进,使传统的CAD技术如虎添翼,产品设计的效率及质量得到全面提高。
用于优化设计的人工智能技术主要有遗传算法和专家系统。遗传算法是一种比较先进的优化算法,非常适合于产品优化设计,因此电气产品人工智能优化设计大部分采用此种方法或其改进方法。
(2)智能控制的功能实现
①数据采集与处理:对所有开关量、模拟量的实时采集,并能按要求处理或存贮。
②画面显示:模拟画面真实显示一次设备和系统的运行状态,可实时显示电流、电压等所有模拟量、计算量、隔离开关、断路器等实际开关状态及挂牌检修功能,能生成历史趋势图。
③运行监视:具有对各主要设备的模拟量数值、开关量状态的实时智能监视,有事故报警越限和状态变化事件报警,事件顺序记录、声光、语音、电话图象报警。
④操作控制:通过键盘或鼠标实现对断路器及电动隔离开关的控制,励磁电流的调整。按顺控程序进行同期并网带负荷或停机操作。系统对运行人员的操作权限加以限制,以适应各级运行值班管理。
⑤故障录波:模拟量故障录波,波形捕捉,开关量变位,顺序记录等(包括主要辅机)。论文格式,自动化控制。。
⑥在线分析:不对称运行分析、负序量计算等。
⑦在线参数设定及修改:保护定值包括软压板的投退。
⑧运行管理:操作票专家系统,运行日志,报表的生成及存储或打印,运行曲线等。
人工智能控制技术在自动控制领域的研究与应用已广泛展开,但在电气设备控制领域所见报道不多。可用于控制的人工智能方法主要有3种:模糊控制、神经网络控制、专家系统控制。
4恒压供水案例简析
恒压供水在工业和民用供水系统中已普遍使用,由于系统的负荷变化的不确定性,采用传统的PID算法实现压力控制的动态特性指标很难收到理想的效果。在恒压供水自动化控制系统的设计初期曾采用多种进口的调节器,系统的动态特性指标总是不稳定,通过实际应用中的对比发现,应用模糊控制理论形成的控制方案在恒压系统中有较好的效果。在实施过程中选用了AI 一808人工智能调节器作为主控制器,结合FXIN PLC逻辑控制功能很好地实现了水厂的全自动化恒压供水。对于单独采用PLC实现压力和逻辑控制方案,由于PLC的运算能力不足编写一个完善的模糊控制算法比较困难,而且参数的调整也比较麻烦,所以所提出的方案具有较高的性价比。
本案例中只是一个人工智能在电气自动化中的一个小小的应用,也是电气元
件生产供给的一个方向,实现机械智能化是我们努力的追求,将人工智能的先进的最新成果应用于电气自动化控制的实践是一个诱人的课题。
5结语
人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能完成的复杂的工作,电气自动化是研究与电气工程有关的系统运行。人工智能主要包括感知能力、思维能力和行为能力,人工智能的应用体现在问题求解,逻辑推理与定理证明,自然语言理解,自动程序设计,专家系统,机器人学等方面。而这诸多方面都体现了一个自动化的特征,表达了一个共同的主题,即提高机械的人类意识能力,强化控制自动化。因此人工智能在电气自动化领域将会大有作为,电气自动化控制也需要人工智能的参与。
参考文献
[1]陈洪峰.国内电气自动化发展状况与趋势[J].科技创新导报,2009
[2]张培铭,缪希仁等.展望21世纪电器发展方向----人工智能电器[J].电工技术杂志,2006(4).
【关键词】电气自动化 自动化控制 智能建筑控制应用 控制
中图分类号: TU855 文献标识码: A 文章编号:
一.引言
智能建筑是实现建筑结构优化以及设备、服务、管理来满足住户需求的综合,其目的是给用户提供一个舒适、安全、高效、便利的人性化建筑环境。智能建筑中的电气自动化控制技术是搭建智能建筑的基础和平台,电气自动化控制实现了暖通空调、变配电设备、照明设备、排水设备等为建筑服务或提供生活功能的系统集成,是智能建筑中不可缺少的组成部分。从早期建筑中的暖通空调设备自动化控制,伴随着建筑技术和控制技术的不断进步,智能建筑中的电气自动化控制也得到飞速发展。
二.智能建筑中的电气自动化功用。
1.实现系统设备的自动化控制。
在智能建筑中,由于提高生活舒适度的要求,需要采用大量的电子、电气设备,如智能开关模块、传感器、红外控制、信号中继器、对讲设备、音乐系统、安防监控系统等组成了建筑的智能化功用。通过实行电气自动化控制技术,将各个独立分散运行的单机设备进行集成控制,实现对设备、终端的自动化运行和远程管理控制,实现了建筑的智能化。同时,对提高建筑设备运行效率、减少设备运行成本、提升住户舒适度和安全度具有积极意义。
2.实现智能建筑的系统集成。
智能建筑的系统集成是对建筑中各终端设备的远程管理与控制,通过对终端设备的控制和管理,实现建筑节约费用、节约能源、提高生活水平的目的。智能建筑是建筑技术和计算机技术、网络技术、通信技术和控制技术的集成,系统集成的目标是为了搭建建筑主体内的智能化管理,通过对建筑自动控制技术、通信技术、综合布线技术、计算机网络技术、安全防范技术以及多媒体技术等将相关设备进行整合,通过软件进行集成,实现建筑智能化的目的。智能建筑的系统集成提升了建筑的智能化水平,实行电气控制自动化是保证智能建筑系统集成的基础。
三.电气自动化控制技术在智能建筑中的应用。
1.智能建筑的系统自动化控制原理。
智能建筑的自动化控制系统是基于现代控制理论的集散型计算机控制系统,又称之为分布式控制系统(Distributedcontro systems DCS)。其实现原理是采取“分散控制、集中管理”的模式,通过对现场终端设备上的微型计算机控制装置(即DDC)进行实时检测和分布控制任务,而设备终端上的微型计算机控制装置实现对终端设备的控制以及管理,对终端设备进行信号采集,通过传感器进行信号传输,将传输信号送至智能设备上,实现对设备的工况管理和自动控制。这样就避免了计算机集中控制带来的高危险性,同时也弥补了单机设备管理的局限性。
2.LONWORKS技术的应用。
LONWORKS技术原本是为工厂管理服务的,是以工厂测量和控制机器间的数字通讯为主的现场网络,通过将通讯的数字化,使得终端多点化成为可能,实现了传感器、终端设备和控制器之间的特化通讯。由于LONWORKS技术支持分布式网络控制,同时又是一个开发性的可交互操作的控制技术平台,其优势正符合智能建筑的系统需要。在早期的智能建筑中,并没有控制网络,其控制系统只是采用电线将气动控制装置连接而成,这种控制组成结构简单,不利于设备扩展。同时由于终端设备厂商所使用的通讯协议互不兼容,导致无法实现系统的整体自动化控制。随着计算机技术的发展,网络技术也越来越完善,基于网络开发的系统LONWORKS技术被逐步应用到智能建筑中。
LONWORKS技术能实现终端设备和智能设备在简单网络上可以进行对等的通信,能形成一个低成本、可相互操作的控制系统,便于服务定制、程序编写、功能扩容。在智能建筑的电气系统中,采用LONWORKS技术,将照明、保暖、通风、安保等终端设备进行资源整合,通过传感器控制为单一的开放式网络,节约了安装和运营成本。LONWORKS技术中,房间中的多功能传感器可以将房间的供暖控制器的运行状态进行改变,根据用户需要可从待机状态转为用户需要的模式;房间中的光感传感器对自然光进行检测,并将检测到的自然光数据通过网络传输给LONWORKS控制器,控制器根据设置自动进行区域内灯光照度的调节,可在外部阳光充足时,关闭房间内照明灯具,在房间光线较暗时,自动开启照明灯具,并可以根据用户的个人爱好或预先设定好的环境模式来调整灯光亮度。
LONWORKS技术中的Honeywell自动化控制系统控制着智能建筑的照明设备以及暖通空调,该系统与住户的门禁系统、闭路电视监控系统、消防报警系统以及防盗系统进行系统集成,通过对各个工作站通讯和信息综合,实现对住户特定生活需要的提供。例如:当智能建筑中的住户回到家时,楼道上的门禁控制系统输入安全代码,系统开始启动HVAC系统,将照明控制和暖通空调系统调节至用户离开前的照明度和室温。而在住户外出时,输入代码后实现对照明系统、空调系统的自动关闭,并将各设备调节至节能状态。在HVAC系统中,其控制器可根据房主的要求,将卧室和居室的温度维持在一定理想范围内,采用PI算法控制的FCU通过与暖气片的连接实现自动运行,达到对室内温度、湿度的自动调节、自动控制。
3.基于IP+无线技术的新型电气控制技术。
在智能建筑的发展中,IP+无线技术是随着计算机技术和计算机网络技术的完善而产生的,是计算机网络技术在智能建筑中的具体应用。通过IP+无线网络技术,构成了特有的智能家居系统。由于终端设备采用IP管理,传输通过无线方式进行,可实现双向通信,其好处不言而喻,这也是智能建筑的系统控制的发展趋势。
在计算机网络时代下,智能建筑的电气设备不在是单一、独立运行的终端设备,系统需要采用设备IP绑定,通过无线进行数据和信息传输,这就增加了电气设备的自动化难度。在电气自动化控制系统中,终端设备要具有智能性,如智能电源转换器、无线红外转发器、智能开关、智能插座、安防报警系统、智能窗帘系统以及网络摄像机等,并在设备上进行IP分配,通过智能网关和网络,将数据传输至智能主机,智能主机进行实时监控和任务分配,实现对电气设备的控制和管理。
智能建筑中的智能门锁、对讲可视系统、房间对讲系统、照明系统、空调系统、安防系统、音乐系统以及环境监测等都通过WEB控制,用户即使是在房间外,也能实现对房间内温度、照明、设备开关的控制,并能对建筑设备的运行状况、运行报警情况、性能参数等等进行了解。
四.智能建筑中的电气自动化控制发展趋势。
传统的智能建筑需要实现电气自动化,一般仅仅是采取电线连接设备的单一模式,在发展中受到较大制约。未来的建筑电气自动化控制将注重终端的集约化,将终端功能进行集中,体积减小,降低耗电,在此基础上,形成电气设备的模块化,增加其拓展性。同时电气设备的无线化必是大势所趋,通过无线化接入,提高了设备可移动性和可扩展性,同时简化了施工,避免造成建筑墙面损伤。
五.结束语。
智能建筑的电气控制自动化是提升住户生活水平的必要因素,其技术应用越来越广,这对提高智能建筑的功能具有积极作用。电气的自动化控制,实现了终端设备的远程控制和管理,提高了住户的生活水平和质量。
参考文献
[1] 陈裕家 浅谈电气自动化控制在智能建筑中的应用 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》2012年4期
[2] 樊耀华 电气自动化在智能建筑中的应用 [期刊论文] 《科技传播》2012年9期