發(fā)布時(shí)間：2020-09-05所屬分類：電工職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：基于信息化時(shí)代背景下，智能化技術(shù)作為信息時(shí)代的產(chǎn)物，在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，為企業(yè)的發(fā)展帶來(lái)機(jī)遇。基于此情況下，本文主要對(duì)電氣工程自動(dòng)化控制中的智能化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，同時(shí)對(duì)智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化中
摘要：基于信息化時(shí)代背景下，智能化技術(shù)作為信息時(shí)代的產(chǎn)物，在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，為企業(yè)的發(fā)展帶來(lái)機(jī)遇。基于此情況下，本文主要對(duì)電氣工程自動(dòng)化控制中的智能化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，同時(shí)對(duì)智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化中的優(yōu)勢(shì)作出簡(jiǎn)單的概括，重點(diǎn)對(duì)智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用展開(kāi)深入研究。
關(guān)鍵詞：智能化技術(shù);電氣自動(dòng)化;CCD;ROBOT;IoT;
1電氣工程自動(dòng)化控制中的智能化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
從傳統(tǒng)電氣工程控制體系角度講，人工操作為主要的操作形式，不但承擔(dān)著重大的工作壓力，而且整體效率不高。在實(shí)際的操作過(guò)程中，往往有著較強(qiáng)的復(fù)雜性，并且極容易受到外界因素所影響，包括人為因素、外界環(huán)境因素等。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，人為操作誤差成為電氣工程儀表操作主要影響因素，并且這種人為的誤差發(fā)生率相對(duì)較高，嚴(yán)重影響著工程的效率。近些年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)不斷快速發(fā)展，促進(jìn)了智能化技術(shù)的出現(xiàn)，該技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用，成功的取代了傳統(tǒng)手工操作，實(shí)現(xiàn)了智能化操作的模式，大大提高了設(shè)備的運(yùn)行效率。目前，智能化技術(shù)憑借自身的優(yōu)勢(shì)，在電氣工程行業(yè)的應(yīng)用，有著較為廣闊的發(fā)展前景，并且為該行業(yè)的發(fā)展提供了保障。此外，智能化技術(shù)還具有其他方面的能力，諸如數(shù)字搜集能力、數(shù)字分析能力、數(shù)字處理能力等。通過(guò)發(fā)揮智能化技術(shù)的作用，不但可以獲取有利于的價(jià)值信息，為相關(guān)管理人員提供數(shù)據(jù)保障，而且還能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。與此同時(shí)，該技術(shù)還具有故障診斷功能，針對(duì)設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)的故障，通過(guò)智能化技術(shù)可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障，并且能夠?qū)⒐收习l(fā)生的位置等，以警報(bào)的形式告知相關(guān)管理人員，保證了故障維修的效率，使得設(shè)備能夠盡快處于運(yùn)行的狀態(tài)，不但保證了設(shè)備的使用壽命，而且企業(yè)的發(fā)展提供了重要的技術(shù)支持。
2智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化中的優(yōu)勢(shì)
2.1提升了模型控制的精準(zhǔn)性
電氣工程自動(dòng)化控制效率的高低，受到其數(shù)據(jù)庫(kù)大小及動(dòng)態(tài)方程的復(fù)雜程度影響較大。當(dāng)其控制效率處于偏低的狀態(tài)時(shí)，將會(huì)對(duì)模型設(shè)計(jì)工作造成較大干擾。在模型控制的設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于涉及到諸多內(nèi)容，并且設(shè)計(jì)工作較為復(fù)雜化，再加上控制參數(shù)不斷波動(dòng)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)者難以對(duì)控制過(guò)程進(jìn)行全面掌控。此外，在模型控制過(guò)程中，部分人員難以對(duì)非主觀因素進(jìn)行很好的掌握，同時(shí)也不能進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，在當(dāng)前這些影響因素的制約下，使得模型控制的經(jīng)準(zhǔn)性無(wú)法得到保障。而智能化技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的運(yùn)用，從根本上解決了問(wèn)題，無(wú)需在對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行建模，在一定程度上降低了非主觀因素對(duì)控制過(guò)程的干擾。
相關(guān)期刊推薦：《工程技術(shù)研究》雜志于1978年創(chuàng)刊，是由廣州金屬學(xué)會(huì)主辦，廣東工程學(xué)院編輯出版的，面向國(guó)內(nèi)外公開(kāi)發(fā)行的國(guó)家級(jí)優(yōu)秀科技期刊。刊載有關(guān)冶金、建筑、機(jī)械、計(jì)算機(jī)、化工、電力、交通、水利等相關(guān)工程技術(shù)、工藝、設(shè)備、新產(chǎn)品研發(fā)、新技術(shù)應(yīng)用等內(nèi)容。
伺服系統(tǒng)控制是提升工業(yè)電氣自動(dòng)化精準(zhǔn)性的先進(jìn)手段。伺服系統(tǒng)主要由三部分組成：控制器，功率驅(qū)動(dòng)裝置，反饋裝置和電動(dòng)機(jī)。伺服系統(tǒng)具有三大優(yōu)勢(shì)：穩(wěn)定性好、精度高和快速響應(yīng)性好。
1、穩(wěn)定性好：作用在系統(tǒng)上的擾動(dòng)消失后，系統(tǒng)能夠恢復(fù)到原來(lái)的穩(wěn)定狀態(tài)下運(yùn)行或者在輸入指令信號(hào)作用下，系統(tǒng)能夠達(dá)到新的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的能力，在給定輸入或外界干擾作用下，能在短暫的調(diào)節(jié)過(guò)程后到達(dá)新的或者回復(fù)到原有平衡狀態(tài)，系統(tǒng)固有干擾“0”化;
2、精度高：伺服系統(tǒng)的精度是指輸出量能跟隨輸入量的精確程度。作為精密加工的數(shù)控機(jī)床，要求的定位精度或輪廓加工精度通常都比較高，允許的偏差一般都在 0.01～0.00lmm之間;
3、快速響應(yīng)性好：有兩方面含義，一是指動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程中，輸出量隨輸入指令信號(hào)變化的迅速程度，二是指動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程結(jié)束的迅速程度。快速響應(yīng)性是伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)的標(biāo)志之一，即要求跟蹤指令信號(hào)的響應(yīng)要快，一方面要求過(guò)渡過(guò)程時(shí)間短，一般在200ms以內(nèi)，甚至小于幾十毫秒;另一方面，為滿足超調(diào)要求，要求過(guò)渡過(guò)程的前沿陡，即上升率要大。
2.2實(shí)現(xiàn)電子自動(dòng)化工作便捷性
從傳統(tǒng)控制過(guò)程的角度來(lái)分析，逐漸暴露出諸多方面的缺陷和不足，不但控制效率偏低，而且難以滿足人們對(duì)其功能的需求。在電氣工程自動(dòng)化過(guò)程中，通過(guò)智能化控制技術(shù)的有效運(yùn)用，有效的提升了電氣自動(dòng)化工作便捷性。其中智能控制器有著較為顯著性的優(yōu)勢(shì)，針對(duì)模型相關(guān)數(shù)據(jù)的波動(dòng)而言，可通過(guò)智能化控制器對(duì)其機(jī)械自動(dòng)調(diào)節(jié)，解決了傳統(tǒng)人工操作存在的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制的目標(biāo)。不但減少了工作強(qiáng)度，降低其工作壓力，而且在很大程度上節(jié)約了成本。
例如觸摸屏是工業(yè)電氣自動(dòng)化便捷性的常用手段。電容式觸摸屏可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸控，操作靈敏，具有不易誤觸、耐用度高的特點(diǎn),觸摸屏可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)直觀的信息交互，通過(guò)畫(huà)面任意設(shè)置和定義按鈕，取代了機(jī)械按鈕，并可以實(shí)時(shí)顯示運(yùn)行參數(shù)，大幅提高了控制的柔性化和通用性，觸摸屏和PLC聯(lián)機(jī)廣泛應(yīng)用在自動(dòng)化設(shè)備中。
2.3提升工作的防錯(cuò)性
與傳統(tǒng)控制方法相比較而言，智能化技術(shù)在電子自動(dòng)化中的運(yùn)用，在很大程度上提升了系統(tǒng)的防錯(cuò)性。例如，針對(duì)部分不常見(jiàn)的數(shù)據(jù)，在對(duì)其進(jìn)行CCD成像技術(shù)采集和輸入時(shí)，通過(guò)智能化技術(shù)的有效運(yùn)用，可以自動(dòng)完成數(shù)據(jù)識(shí)別任務(wù)，使得數(shù)據(jù)分類的準(zhǔn)確性得到了大幅度提升。此外，在電氣自動(dòng)化中引入智能化技術(shù)，可根據(jù)處理對(duì)象的差異，有針對(duì)性的選擇數(shù)據(jù)處理方式。通常情況下，主要以自身算法為基礎(chǔ)展開(kāi)相關(guān)方面的計(jì)算，保障數(shù)據(jù)控制的精準(zhǔn)性，提升智能化控制的高效性。
CCD成像技術(shù)是確保工業(yè)電氣自動(dòng)化防錯(cuò)性的前沿技術(shù)。CCD成像技術(shù)具有三大特點(diǎn)：高分辨率、高速度、高圖像質(zhì)量。其通過(guò)成像與原設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)式樣進(jìn)行高精度對(duì)比，實(shí)現(xiàn)及時(shí)發(fā)現(xiàn)不良品、差異數(shù)據(jù)、故障干擾等工業(yè)目的。
1、高分辨率：高分辨率意味著能看到更廣闊的視野范圍，能夠提供更多的細(xì)節(jié)。無(wú)論是CCD和CMOS芯片都在向高分辨率發(fā)展，提高分辨率的方法一是增加芯片晶元的尺寸，二是縮小像元尺寸，以在同樣面積的晶元上獲得更多的圖像像素。相機(jī)的像元尺寸可以從20μm到2.8μm，Sony公司稱即將推出1.2μm的芯片，主要的集中在9μm到4μm之間。
2、高速度：速度是CCD相機(jī)的另一個(gè)重要要求，CCD工業(yè)相機(jī)主要應(yīng)用在配合工業(yè)產(chǎn)品線的裝配引導(dǎo)和質(zhì)量檢查，隨著現(xiàn)代生產(chǎn)效率的不斷提升，對(duì)CCD相機(jī)的成像速度，機(jī)內(nèi)的處理速度都有越來(lái)越高的要求。在特殊的高速故障診斷、運(yùn)動(dòng)分析和過(guò)程監(jiān)控中，要求相機(jī)能夠達(dá)到500-2000fps的幀頻，隨著CMOS的技術(shù)的不斷發(fā)展，通過(guò)ROI窗口設(shè)置，可以輕松找到7500fps的圖像。
3、高圖像質(zhì)量：高圖像質(zhì)量一直是成像芯片所追求的目標(biāo)，CMOS光刻技術(shù)已可以達(dá)到0.25μm和0.18μm，微透鏡技術(shù)已經(jīng)被廣泛使用，采用4T、5T和MultiT技術(shù)，使CMOS芯片在抗噪聲和提高靈敏度方面取得了很多重大突破。
CCD成像技術(shù)在智能化制造應(yīng)用中，起到檢測(cè)防錯(cuò)、省略人工作業(yè)的重要作用。例如，在馬達(dá)制造生產(chǎn)線中，如何防止馬達(dá)轉(zhuǎn)子由于人工作業(yè)造成的平衡塊正反面錯(cuò)誤安裝不良、平衡塊鉚釘鉚接尺寸不良、刻印字粒不良等方面，一直是困擾傳統(tǒng)制造工藝的一大難題。生產(chǎn)品質(zhì)是企業(yè)賴以生存的命脈，如何解決人工作業(yè)防錯(cuò)問(wèn)題刻不容緩，而通過(guò)使用CCD成像技術(shù)后這一難題迎刃而解。馬達(dá)轉(zhuǎn)子部品通過(guò)自動(dòng)移載，從平衡塊自動(dòng)上料及鉚接刻印工位通過(guò)后，CCD自動(dòng)對(duì)平衡塊端面進(jìn)行采樣檢測(cè)和比對(duì)，一旦發(fā)現(xiàn)與原設(shè)定仕樣圖不符合則自動(dòng)報(bào)警及分流到不良品區(qū)域，從而杜絕了不良的發(fā)生，使不良品流出率“0”化，對(duì)企業(yè)的品質(zhì)監(jiān)控及人工崗位省略起到了重大效益。
3 智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用
3.1有效的代替人工操作
從傳統(tǒng)電氣工程自動(dòng)化的角度來(lái)分析，其主要以人工操作方式為主，不但有著較多的工作壓力，而且還具有一定的風(fēng)險(xiǎn)性。而智能化技術(shù)在該領(lǐng)域的運(yùn)用，為電氣工程自動(dòng)化帶來(lái)全新的理念，實(shí)現(xiàn)了電氣工程智能化、自動(dòng)化的目標(biāo)，不但減少了作業(yè)的危險(xiǎn)性，而且彰顯了該技術(shù)的優(yōu)越性。此外，在電氣系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，要想實(shí)現(xiàn)其運(yùn)行的穩(wěn)定性，就必須發(fā)揮智能化控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，為電氣系統(tǒng)提供智能化操作系統(tǒng)，極大的提高了作業(yè)的效率，為電力行業(yè)的發(fā)展提供保障。
例如，工業(yè)機(jī)器人(Robot)作為重要的前沿工業(yè)技術(shù)，在電氣自動(dòng)化工程中發(fā)揮著重要的作用，傳統(tǒng)設(shè)備控制器被該技術(shù)所取代。機(jī)器人具備高度的柔性化和通用性，目前汽車制造業(yè)和3C電子產(chǎn)業(yè)是機(jī)器人聚集最多的領(lǐng)域。2018年國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成應(yīng)用中，汽車行業(yè)的占比達(dá)到32.0%，電子行業(yè)的占比達(dá)到21.5%，二者合計(jì)占比53.5%，集中度較高。工業(yè)機(jī)器人在汽車生產(chǎn)中占著重要地位，廣泛應(yīng)用到不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)，其常配有機(jī)械手、刀具等其他便于裝配的生產(chǎn)工具。方便快捷進(jìn)行生產(chǎn)，同時(shí)可以代替在低溫、高溫、有毒等惡劣環(huán)境下的工作，代替人完成繁重、單調(diào)重復(fù)的生產(chǎn)，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率。
中國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷售情況從具體銷量來(lái)看，2015-2017年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人不斷增長(zhǎng)，2017年增長(zhǎng)至15.9萬(wàn)臺(tái)，漲幅達(dá)到76.4%。
工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在智能化制造應(yīng)用中，起到有效代替人工操作的巨大作用。例如，在機(jī)加工制造生產(chǎn)線中，如何優(yōu)化工藝流程，最大化程度省略人工作業(yè)，并使生產(chǎn)線稼動(dòng)穩(wěn)定高效等方面，一直是傳統(tǒng)制造工藝的瓶頸。優(yōu)化生產(chǎn)工藝技術(shù)是企業(yè)在日漸競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)中保持技術(shù)優(yōu)勢(shì)的根本，而通過(guò)使用工業(yè)機(jī)器人技術(shù)后使智能化制造迎來(lái)新的格局。機(jī)加工曲軸部品通過(guò)自動(dòng)移載，從自動(dòng)立起裝置入料后，工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)對(duì)曲軸部品進(jìn)行夾爪拿起及移載，精確放入車削加工車床旋轉(zhuǎn)夾具中，并能同時(shí)對(duì)兩臺(tái)車床進(jìn)行上下料工作，極大的提升了生產(chǎn)效率，節(jié)省了人工崗位，對(duì)企業(yè)的成本控制及由人工崗位帶來(lái)的不穩(wěn)定因素的合理規(guī)避起到了重大作用。——論文作者：李志訓(xùn)
