人工智能在電氣工程自動化中的運(yùn)用

摘要：人工智能是開發(fā)和研究用于模仿、延伸和擴(kuò)展人的智能方法、理論和技術(shù)的一門新的技術(shù)科學(xué)。在學(xué)術(shù)界，由于對人工智能的定義不明確因而對于人工智能控制的定義不是很精確，但是它的本質(zhì)都是一樣的，都是從計(jì)算機(jī)學(xué)科中分支出來，通過計(jì)算機(jī)的軟件模擬人類智能行為并結(jié)合對數(shù)學(xué)、心理學(xué)、科學(xué)以及相互交叉的學(xué)科范疇總結(jié)生產(chǎn)出的一種新的人工智能方式作出反應(yīng)的智能控制系統(tǒng)。無論是在生產(chǎn)還是生活方面，人工智能控制技術(shù)的運(yùn)用在計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛運(yùn)用上成為信息運(yùn)輸傳播有利的推動力。電氣自動化控制正是利用這些技術(shù)原理來提高工作效率，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。本文就人工智能技術(shù)在電氣工程自動化中運(yùn)用進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：人工智能技術(shù);電氣工程自動化;運(yùn)用

1人工智能在電氣工程自動化中運(yùn)用優(yōu)勢

①人工智能控制器受到的各個(gè)方面干擾比較小，控制器的設(shè)計(jì)相對比較科學(xué)合理，比較符合電氣工程的工作特點(diǎn)。另一方面，在設(shè)計(jì)上也不需要對環(huán)境因素、模型因素、參數(shù)因素等進(jìn)行過多的考慮;②人工智能控制器的適應(yīng)性非常強(qiáng)，可以根據(jù)不同的環(huán)境、參數(shù)等進(jìn)行自我調(diào)整，通過對各個(gè)參數(shù)的計(jì)算與智能分析可以快速的進(jìn)行調(diào)整與確認(rèn)。由于人工智能控制器具有比較高的函數(shù)性能，因此它的自身調(diào)節(jié)與分析作用是非常強(qiáng)大的，這就節(jié)省了很多的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和設(shè)計(jì)時(shí)間;③電氣產(chǎn)品性能的一致性較好。人工智能的電氣自動化系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)的基于特定目標(biāo)的控制方法來說具有較高的一致性。主要體現(xiàn)在，在不計(jì)其他部分外部影響因素的基礎(chǔ)上，向系統(tǒng)中輸入任何相關(guān)的位置數(shù)據(jù)也能夠使輸出結(jié)果產(chǎn)生很高的估計(jì)值。這就使得電氣產(chǎn)品在保持規(guī)范性的同時(shí)也能夠保持產(chǎn)品本身的一致性。④節(jié)省資源。傳統(tǒng)的電氣操作除了使用相關(guān)控制器之外，還需要變壓器、線路、以及電纜電線等多種電氣設(shè)備，同時(shí)，對于這些電氣設(shè)備的管理和維修還需要一批專業(yè)額工作人員。這不但會增加出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)率，同時(shí)還會增加物力和人力資源的消耗。人工智能同傳統(tǒng)的控制器相比，在電氣設(shè)備方面可以減少對于電纜電線、變壓器、線路的依賴，這不僅能夠提高電氣設(shè)備的工作效率還能夠減少物力和人力資源的消耗。

2人工智能技術(shù)在電氣工程自動化中的運(yùn)用

2.1對電氣設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)

對電氣設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，不僅要有電路、電磁場、電機(jī)電器等方面的基礎(chǔ)知識，并能靈活運(yùn)用，而且還要有豐富的過去運(yùn)用設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)。以往的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中根據(jù)經(jīng)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室通過人工手動制作的方式進(jìn)行，所以要想獲得最優(yōu)方案是很難的。計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，電氣產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中的手工設(shè)計(jì)方式逐漸被計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）所替代，產(chǎn)品開發(fā)周期得到極大縮短。通過在CAD技術(shù)里引人人工智能，幫助設(shè)計(jì)人員提升所設(shè)計(jì)產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)計(jì)的效率。用于電氣產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)的人工智能運(yùn)用主要集中在遺傳算法和專家系統(tǒng)兩方面。遺傳算法由于其計(jì)算方法先進(jìn)，計(jì)算結(jié)果精度高，因此遺傳算法及其衍生算法普遍運(yùn)用于對電氣產(chǎn)品的智能化優(yōu)化設(shè)計(jì)中。另外使用較多的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法是專家系統(tǒng)。

2.2在電氣設(shè)備故障診斷中的運(yùn)用

電力系統(tǒng)在發(fā)生實(shí)時(shí)故障時(shí)，一般都在故障的發(fā)生過程中，在這個(gè)基礎(chǔ)上調(diào)查系統(tǒng)功能發(fā)生故障的性質(zhì)和原因，目前，人工智能技術(shù)控制的方法主要有人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)和模糊集理論的應(yīng)用。人工神經(jīng)處理方法有強(qiáng)大的知識獲取能力，是模擬人腦組織結(jié)構(gòu)和人類認(rèn)知過程的信息處理系統(tǒng)，利用標(biāo)準(zhǔn)的樣本學(xué)習(xí)和訓(xùn)練進(jìn)行信息故障的自動處理和自動適應(yīng)，每一個(gè)人工神經(jīng)處理都會劃分成相應(yīng)的部分，每一小部分負(fù)責(zé)故障中的一部分診斷。由于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)快速的處理能力和良好的分類能力，被廣泛地應(yīng)用于電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制和故障診斷以及狀態(tài)評估。人工智能技術(shù)在電氣設(shè)備故障診斷上的應(yīng)用范圍主要有對變壓器、發(fā)電機(jī)、等的故障診斷，人工智能技術(shù)可以及時(shí)、快速、準(zhǔn)確的找到故障所在，并且可以快速的解決復(fù)雜性問題，這些都是人力所遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法實(shí)現(xiàn)的。

2.3在電氣控制過程中的應(yīng)用

電氣控制過程對于專業(yè)技術(shù)人員來說，是比較嚴(yán)格和繁瑣復(fù)雜的。技術(shù)人員的操作不當(dāng)常常會造成電氣設(shè)備的故障，并且會影響電氣設(shè)備的運(yùn)行效率，這是在實(shí)際的工作中經(jīng)常出現(xiàn)的問題。人工智能在電氣設(shè)備中的應(yīng)用能夠有效的解決這些問題。人工智能的電氣控制功能可以通過借助計(jì)算機(jī)自動計(jì)算的核心技術(shù)進(jìn)行替代。這不僅可以提高電氣控制的精度，同時(shí)還能夠有效的節(jié)省物力和人力資源。另一方面，人工智能能夠有效的簡化控制流程。主要體現(xiàn)在人工智能通過界面花的形式進(jìn)行簡化。這不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對電氣系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制，同時(shí)能夠提高電氣系統(tǒng)的控制效率。再次，人工智能的加入能夠有效的降低物力人力的投入，減少技術(shù)人員日后的工作負(fù)擔(dān)。主要是通過人工智能的應(yīng)用，使得電氣系統(tǒng)能夠快速的將關(guān)鍵的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行保存工作，并且生成報(bào)表。減少工作人員今后查找數(shù)據(jù)的負(fù)擔(dān)。最后，人工智能可以根據(jù)電氣系統(tǒng)傳統(tǒng)控制過程的直、交流傳動實(shí)現(xiàn)對整個(gè)電氣系統(tǒng)的有效控制，這項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用在人工智能的模糊控制中。

2.4在電力系統(tǒng)自動化中運(yùn)用

在火力發(fā)電廠中，通常有順序控制和開關(guān)控制兩部分構(gòu)成輔助系統(tǒng)的工藝流程。隨著人工智能科技的不斷進(jìn)步，社會對電力行業(yè)在生產(chǎn)中要保持穩(wěn)定性和流暢性的要求不斷提高，現(xiàn)在很多大型的電力企業(yè)均將PLC控制系統(tǒng)逐步代替輔助系統(tǒng)中的比較傳統(tǒng)落后的繼電控制器。通過PLC控制系統(tǒng)可以一方面對某個(gè)工藝流程進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制，另一方面協(xié)調(diào)全廠的安全生產(chǎn)。火力發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)有上煤、儲煤、卸煤、配煤以及輔助系統(tǒng)等幾個(gè)部分共同構(gòu)成。輸煤控制系統(tǒng)由主站層、現(xiàn)場傳感器和遠(yuǎn)程IO站三部分組成連貫的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。其中由人機(jī)接口和PLC共同構(gòu)成主站層，少許工作人員在設(shè)置有主站層的集控室內(nèi)，通過系統(tǒng)的顯示屏以自動控制為主手動控制為輔對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視和控制，大幅可以提高發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)效率。由于PLC的在發(fā)電廠里的廣泛運(yùn)用，以往的實(shí)物元件大部分可以用軟繼電器來代替，既提高了系統(tǒng)的可靠性，又節(jié)省了電力企業(yè)的設(shè)備零配件的投入。隨著PLC技術(shù)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了電廠不同發(fā)電機(jī)組在供電系統(tǒng)之間自動切換，供電的可靠性和穩(wěn)定性得到很大程度上提高是不言而喻的。

3結(jié)語

人工智能技術(shù)是一個(gè)非常具有先進(jìn)性和應(yīng)用性的技術(shù)，人工智能在自動化上的應(yīng)用極大的促進(jìn)了人類意識的提高，對于電氣自動化工程的發(fā)展與進(jìn)步發(fā)揮著巨大的作用。應(yīng)該肯定并且相信的是，在未來人工智能將會越來越展現(xiàn)出其強(qiáng)大的作用，同時(shí)更多的技術(shù)將會被研發(fā)出來，電氣工程自動化將會有更加廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：樊榮國（1976年10月-）男，本科，主要從事電氣工程與自動化工作。