电子pe工程 浮思特 人工智能(AI)能为电力电子(PE)带来什么好处

浮思特 人工智能(AI)能为电力电子(PE)带来什么好处

电力电子(PE)是电气工程的一个分支，专注于处理、控制和高效地将电力从一种形式转换为另一种形式。与处理信号和数据的电子系统不同，电力电子控制大量的电能。基本上，我们的生活围绕着一系列无限多的能量转换器、电机等，这些都是电力电子的研究对象。

构建可持续和绿色经济以保护我们的环境和提高我们的生活水平的目标，放大了电力电子作为大规模变革的主要推动者的作用，旨在改变我们的社会并创造新的商业模式。然而，其他技术进步也在促进这种转型过程。人工智能(AI)目前正处于一个重大的转折点，在人类活动的众多领域中开辟的巨大机遇，那么，AI能为电力电子带来什么好处呢?

AI学习和问题解决

人工智能系统在大量数据上进行训练，使它们能够识别模式并做出决策。它们执行类似人类的任务，如虚拟助手或在社交媒体平台上识别合适的内容等。生成式人工智能是一种能够根据用户请求创建特定内容的人工智能。

它使用基于神经网络的先进机器学习模型(称为深度学习模型)生成文本、图像和视频。非常流行的聊天机器人，如微软的Copilot，已经嵌入浏览器中，进行看起来像人类制作的文本对话。其他应用，如Midjourney，可以从文本描述中生成图像。

新技术的日益重要角色

为了实现非常雄心勃勃的目标，如汽车电气化和数字化、可再生能源发电等，必须考虑以下几个方面：

可持续性。从基本材料的早期采用阶段到智能管理维修、回收和再利用。

高效率不仅要在运行期间保持，还要在循环经济的所有阶段保持。

产品生命周期管理过程，是一个普遍概念，因此应在整个产品生命周期中得到保证，

整合额外功能，使从建筑建设到工厂运营和维护的所有步骤都更加灵活。

部署电力设备以支持智能电网等基础设施。

电力电子与人工智能的接触点

Bischoff和Hellinger提出了一张三维图表，用于识别电力电子的数据流和人工智能的机会：

完整生命周期，从设计到恢复和回收。

系统运行，包括半导体组件和相关硬件在太阳能电站、充电站、电动汽车或风电场等应用中的运行。

数据用例，包括设计空间探索、操作员培训和数字产品护照(DPP)。DPP是一个携带产品可持续性信息的工具。通过扫描产品二维码，可以收集有关使用的材料、碳足迹、维修说明、回收建议和制造过程的信息。因此，DPP在推广循环经济实践中起着重要作用。

一个例子：逆变器认证和生产

生产一个给定产品的正式认证是一个耗时的过程，涉及许多步骤，无论是测试还是评估。一个良好的性能-成本权衡解决方案是采用基于数字孪生模型的模拟技术。

西门子和UL Solutions已经制定了一个不需要大量实施物理测试的程序，并可以利用西门子的数字孪生技术。UL Solutions是全球领先的提供认证、咨询和测试服务，以及审计和软件解决方案的公司。通过重新定义测试边界，数字模拟可以以无与伦比的保真度和速度提供产品的完整知识。因此，认证不仅变得更加灵活，而且加快了上市时间，并通过确保质量、安全和性能要求，实现了更快的创新。

由于这种方法，元宇宙不再是一个抽象的概念，而是一个新的空间，其中物体的数字表示与物理现实相结合，取得了显著的成果。西门子在埃尔兰根的工厂(GWE)就是一个例子，展示了生产现场如何适应新的制造模式。实际上，除了生产逆变器和驱动器，这家工厂还配备了内部测试场，可以在向客户提供之前全面测试和调试新的“元宇宙”技术。

生产线中的人工智能应用

波峰焊接是一个完全自动化的过程，用于将通孔组件焊接在印刷电路板(PCB)上。基本上，一旦组件通过引脚安装在PCB上，电路板就被放置在波峰焊接机中。系统使用传送带将电路板移动通过几个阶段，并具有储存熔融焊料的槽和将焊料提升到PCB下侧的泵，创建熔融焊料“波”。当PCB到达熔融焊料波时，热、助焊剂和毛细作用创建精确和可靠的焊点，将组件的引脚连接到PCB。

在GWE，一个人工智能控制的检测系统允许减少通孔波峰焊接线中的误报。使用标准检测方法，5%到25%的PCB必须手动筛选，而98%是误报。人工智能检测系统将必要的检查次数减少到仅2.5%到12.5%。 在波峰焊接线的末端，一个自动光学检测系统(AOI)分析PCB相机图像，以确定是否存在焊桥或开路焊点，从而决定PCB是否可以接受或拒绝。通过将人工智能技术与AOI相结合，有助于提高整体效率并减少繁琐的人工干预。

实验设计

生成式人工智能看起来非常类似于它所训练的输入数据，并且通过一些创造力，它产生的输出几乎与人类生成的输出相同。一个重要的新兴应用是扫描特定设计的各种选项。

基本上，生成式人工智能被指示创建一组可能的设计并通过模拟进行评估。然后将结果发送回生成式人工智能以进一步微调和改进设计。简而言之，生成式人工智能可以有效地增强实验设计。

数据交换

现代制造要求设备通过接口共享和通信操作数据。这种信息流由人工智能服务、大数据分析、物联网和连接性中介。

一组大型工业泵、风扇和压缩机由低功率电机驱动，这些电机受益于状态监测。状态监测是一种维护技术，通过结合机器传感器数据(提供有关振动、温度等的实时信息)和最新的机器监测软件，预测机器的健康状况。这里的分析基于操作数据与从电机电气和机械模型中提取的电机数字孪生的比较。

不仅对操作员和服务提供商有好处，对原始设备制造商也有好处，其中一些是：

基于实际条件的最佳维护延长产品寿命高达30%。

定期监测和状态分析减少维护成本高达30%。因此，停机时间可以减少，工厂生产率可以提高10%。

人工智能和数据分析帮助数字电机识别否则会产生低效率和更大二氧化碳排放的关键过程。适当的对策导致成本降低和碳足迹减少。

服务提供商可以通过访问最新的状态状态远程快速干预，从而以最小的努力减少停机时间的发生。通过立即报告缺陷和缺陷，可以迅速采取补救措施，避免损害和安全风险。这种主动的维护方法增强了工业环境中的操作可靠性和安全性。

人工智能和电力电子的交叉点为提高电气系统和制造的效率、可靠性和性能带来了巨大的希望。 由于其高效处理大量数据的能力，人工智能的角色从设计到操作和维护变得至关重要，同时延长了生命周期性能。

END

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智能化工程电子围栏系统施工方案

一、 编制说明

1、编制原则

本工程施工组织设计编制遵循以下基本原则：

1. 保证重点，统筹安排。

2. 从技术手段将不安全因素降至最低

3. 充分考虑现场环境，做好恶劣环境的设备防护措施

2、编制依据

本工程施工组织设计编制的依据是：

1. 甲方提供的平面图纸。

2. 会议纪要及其他相关资料。

3. 相关法律、法规。

4. 相关规范：

安全防范工程技术规范 GB 50348-2018

安全防范系统雷电浪涌防护技术要求 GA/T 670-2006

安全防范报警设备安全要求和试验方法 GB 16796-2009

视频安防监控系统工程设计规范 GB 50395-2007

视频安防监控系统技术要求 GA/T 367—2001

入侵报警系统工程设计规范 GB 50394-2007

入侵报警系统技术要求 GA/T 368-2001

防盗报警控制器通用技术条件 GB 12663-2001

报警图像信号有线传输装置 GB/T 16677-1996

二、　工程概况

1、工程名称：

三、施工准备

1、技术准备

1. 认真学习施工图纸和相关的规程规范、标准图集，掌握本工程的设计形式和特点，明确各系统的设计要求和标准。

2. 进一步补充和完善施工组织设计的内容，编制特殊工序施工方案。

3. 制定技术、质量交底程序，编制材料供应计划、劳动力进出场计划、机械设备需用量计划、系统调试计划、制定施工方案。

4. 进行原始资料调查分析、自然条件调查分析技术经济条件调查分析。

5. 制定培训计划，分工种分班组对进场工人进行培训。

2、现场准备

1. 与业主办理进场手续，与施工方深度理解技术方案

2. 做好材料需求计划表

3. 对特殊地形、特殊安装工艺做好预

四、施工顺序

1、总体施工程序

本着先预制后安装、先预埋后安装、先配管后安装、先暗后明的原则，整个智能化工程与土建、装饰施工进度密切配合，穿插进行。 施工顺序为：施工准备——管路线槽的阶段性验收交接———控制盘、柜的加工和安装——设备现场定位、支架、基础安装———穿线及电缆敷设——设备安装——校线和压线——终端面板的安装——子系统调试——竣工和验收。

2、施工作业段的划分与组织

根据本工程系统设置及其设计特点，为便于统一组织施工管理，加快工程进度，确保工程质量，现采取以下施工段的划分与组织。

采取分别组织流水作业以视频监控系统工程、电子围栏系统工程、一卡通系统工程、大功率扩音系统工程、巡更系统工程分别施工。采取按层分工序以施工前期准备、现场管线施工、设备安装和接线、分系统调试 、系统集成调试分工序组织流水作业确保工程进度提高工效。

五、主要分项系统及施工方法

1、施工前期准备

1、派驻技术人员，确定施工现场的施工方案及工序，并配备满足需要的人力和物资资源。

2、 施工图设计。在预定时间内，完成施工图深化设计，按照相关国家规范，结合我公司的设计控制规程，在与设计院、业主与总包等方面密切配合和公司内部设计评审和设计确认的前提下，满足工程设计原则的总体要求，并及时绘制完成各系统细化施工图纸。

3、 系统设备订货。根据深化设计结果，确定系统设备需求，及时发货。

4、在进行以上两项工作的同时，进行现场勘察和进场施工准备。项目主要负责人员与现场有关单位人员会晤，并组织人员勘察工地现场，了解其它相关专业的进度，根据现场情况编制详实的分项施工进度计划。

5、 在进行以上工作同时，根据本工程特点确定协作专业配合要求。

2、布线方案

系统布线有围墙位置采用桥架安装的方式布线，安装采用立式安装，如图所示，桥架和设备之间采用明配镀锌管连接；无围墙及室内部分采用预埋PE管方式穿线。如图：

3、设备安装和接线

1、电子围栏系统

A．前端防区各杆件布置

根据杆件作用不同，把前端杆件分为终端杆、过线杆和承力杆。各杆件的布置有以下常用标准：

1) 每个防区的两端应安装防区终端杆；

2) 每个防区的中间应安装防区受力杆，防区受力杆间或与防区终端杆间距应不大于25m；

3) 防区内有拐角的地方应安装受力杆；拐角的角度小于120°时，应使用终端杆；

4) 防区内应安装过线杆，过线杆间距应不大于5m。

B．前端安装方式

墙顶式安装，目前较为普及，架设在现有围墙的顶部上方，可以垂直安装也可以倾斜角度安装。围墙的高度应在2m以上。电子围栏的高度为0.8m左右，电子围栏最上面一根线离围墙的间距＞750mm，最下面一根线离墙顶的间距为150mm±20mm。

电子围栏的脉冲电压不会伤害入侵者，为了提醒和警示误入人员，在电子围栏上醒目的位置，每隔10m至少悬挂一块专用的英文版“脉冲高压，禁止攀爬”警示牌。警示牌常规尺寸为100*200mm, 尺寸可根据客户需要定制。安装时必须有一端固定在围栏上。不能全部自由悬挂在合金线上，否则长期磨损，容易损坏合金线。

C.避雷及接地

根据围栏系统设计要求，每个防区应配置一个避雷器，由此围栏系统接地分为：

避雷接地、主机弱电保护接地、RS485通讯线屏蔽接地。

根据接地性质，可将主机弱电保护接地与RS485通讯线屏蔽接地并用一个接地体，且与避雷接地体之间相隔距离必须≥10米。

接地体尺寸标准：50×50×5×1500mm（有Φ12mm以上的接地螺栓或孔）标准镀锌接地角铁（材料规格符合GB/T7946-2008《脉冲电子围栏及其安装和安全运行》要求），垂直打入地下，将围栏的顶部第一根合金线连接到避雷器上，避雷器的末端用避雷器支架固定，与接地桩用16 mm2～25mm2的铜导线相连。接地电阻应＜10Ω，超过时可加入降阻剂（作用：降低周围土壤电阻率）。

D.脉冲主机安装

将脉冲主机安装于围栏下方、围栏分区处（现场勘察图纸中标定的位置），用膨胀螺栓把防雨箱固定于墙上，再把脉冲主机挂与防雨箱内面板。

用高压引线通过配线管把脉冲主机的高压输出接线柱与围栏相接，接头处应采用线线连接器（或自我缠绕）与前端围栏线可靠连接。RS485总线、报警输出线、及电源线与高压线分开，使用单独的配线管。

将脉冲主机与接地桩作良好的连接，脉冲主机接地（弱电接地，与通讯线屏蔽层相连），与高压围栏接地（强电接地）相互隔离，避免干扰。

G.警灯安装

警灯在报警时起到警示作用，用声光提示有入侵行为，给企图入侵者以威慑感。警灯安装在脉冲主机旁边，对应一个防区的报警联动，常用警灯为DC12V供电，有开关触发时就报警，接在脉冲主机的开关量输出接口（常开信号输出端），下图为接线说明。

注意：脉冲主机开关量输出的继电器容量有限，当一个开关量输出接口同时联动2个以上警灯或12V 2A时须使用外部继电器，防止长时间报警造成脉冲主机内部继电器故障。

.敷线与接线

.RS485信号控制线、脉冲主机电源线的铺设

脉冲电子围栏系统通过485光纤转换器至4面围墙处，使用一条双绞线电缆将各个节点串接起来，网网络拓扑结构采用手拉手结构，在构建控制网络时，应注意如下几点：

（1）从总线到每个主机的引出线长度应尽量短，以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。

（2）应注意总线特性阻抗的连续性，在阻抗不连续点就会发生信号的反射。

在布线施工过程中应按照以下几点要求进行施工：

明配线管：

a）明配线管应横平竖直、排列整齐

b）应设管卡固定，在终端、弯头中点处的150mm～500mm范围内应设管卡；在距离盒、箱、柜等边缘的150mm～500mm范围内应设管卡；

c）线管转弯的弯曲半径不应小于所穿入线缆的最小允许弯曲半径，且不应小于该管外径的6倍；当暗管外径大于50mm时，不应小于10倍；

线缆敷设：

a）线缆两端应有防水、耐摩擦的永久性标签，标签书写应清晰、准确；

b）管内线缆间不应拧绞，不得有接头；

F.联动警灯

系统接线图见下图所示：

六、质量保证措施

1、做好现场质量交底，提前制做施工样板，按样板施工

2、 定期巡查，对重点部位施工旁站监督。

3、做好施工记录，对不达标的施工立即整改。

七、工期保证措施

1、制定施工计划

2、编制人员及机械需求表

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