電氣自動化中人工智能技術(shù)的應(yīng)用

摘要：隨著電氣自動化技術(shù)的發(fā)展，傳感智能原件、電路系統(tǒng)、電路控制、驅(qū)動控制等技術(shù)相結(jié)合，促進(jìn)了人工智能的前所未有的發(fā)展。其中，原因主要體現(xiàn)在兩方面，一方面電氣自動化使生產(chǎn)效益得到了極大的提高，另一方面避免了運行過程的各種人為不確定因素。從當(dāng)前形勢看，電氣自動化技術(shù)在人工智能上的實踐中應(yīng)用較為普遍。目前計算機(jī)建模分析即可完成對智能行為與思維的模擬，科學(xué)預(yù)測自動化效果使產(chǎn)品性能得到保障。本文全面探討了電氣自動化在人工智能上的應(yīng)用，寄望提高電氣自動化在人工智能上的實踐應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；人工智能；應(yīng)用

引言

隨著自科科學(xué)技術(shù)對人類發(fā)揮作用以來，各行各業(yè)都在大力發(fā)展機(jī)械代替人工的技術(shù)，人類想象中的各種自動化逐步將得到實現(xiàn)。作為計算機(jī)、控制器的一個分支而獨立發(fā)展并起到重大作用的人工智能技術(shù)，最大價值體現(xiàn)在對人類的幫助作用方面，它可以通過一系列的信息編程將數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、識別、傳輸、轉(zhuǎn)換、接收等，對電氣系統(tǒng)進(jìn)行一定參數(shù)的運算，達(dá)到提升設(shè)備精準(zhǔn)度與效率的目的，為整個產(chǎn)業(yè)帶來新的發(fā)展方向，從而達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益，降低成本，最終提升企業(yè)的綜合競爭能力的目的。

1 人工智能技術(shù)

人工智能技術(shù)主要通過計算機(jī)編程的手段，對人類獲取、辨別信息的能力和自動反應(yīng)能力進(jìn)行模擬，以此處理一些需要人類才能處理好的問題。當(dāng)前，關(guān)于人工智能的探討已經(jīng)十分深入，儼然成為一個系統(tǒng)，很多專家在語言辨別、結(jié)構(gòu)分析、策略分析、專家系統(tǒng)等方面進(jìn)行研究。人工智能技術(shù)的應(yīng)用，一方面使電氣自動化水平得到了改善，使設(shè)備的操作更加準(zhǔn)確，另一方面減少了人力資本和物料的經(jīng)費開支，使工作效益有所提高，最終推動了智能化的操作水平。其中人工智能設(shè)備上參數(shù)調(diào)節(jié)便、準(zhǔn)確性高、產(chǎn)品性能保障度高、抗干擾強(qiáng)、誤差率低等方面得到普遍發(fā)展。

2 電氣自動化中人工智能技術(shù)應(yīng)用

電氣自動化中人工智能的應(yīng)用在設(shè)計過程中、故障處理過程、生產(chǎn)過程等全過程的應(yīng)用越來越廣泛，大幅度提升電氣自動化運作的工作效率及降低運作的成本。

2.1 電氣設(shè)計中人工智能技術(shù)的應(yīng)用

電氣設(shè)計在人工智能方面的應(yīng)用最為突出。眾所周知，電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在實際設(shè)計過程中，既需要用到電氣、電路、電機(jī)、程序、自動化等多種學(xué)科相關(guān)知識，又需要發(fā)電機(jī)、傳感器等多種零部件相結(jié)合，并且對設(shè)計人員專業(yè)水平與工作經(jīng)驗也需要較高的要求，因而電氣設(shè)計是一項復(fù)雜的工程。電氣設(shè)計傳統(tǒng)方法通過運用簡單的實驗與手工校驗來設(shè)計電氣設(shè)備，不僅難以找出最優(yōu)設(shè)計方案，而且工作效率低下。這就為人工智能技術(shù)在電氣設(shè)備設(shè)計方面的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。人工智能技術(shù)利用計算機(jī)、CAD、ELAN等制圖軟件對電氣進(jìn)行輔助設(shè)計，實現(xiàn)了傳統(tǒng)設(shè)計方法優(yōu)勢與計算機(jī)輔助設(shè)計的有機(jī)結(jié)合，從而大大縮短了設(shè)備開發(fā)周期，提高了設(shè)備設(shè)計效率，進(jìn)而提高了電氣設(shè)計質(zhì)量。同時，人工智能技術(shù)在電氣設(shè)計中的應(yīng)用，在實現(xiàn)電氣設(shè)備高效運行方面也有較好的應(yīng)用，通過降低腦力勞動強(qiáng)度與人力成本投入，實現(xiàn)設(shè)備的自動化控制，從而使設(shè)備達(dá)到更高效的運行。

2.2 故障檢測中人工智能技術(shù)的應(yīng)用

故障檢測是電氣自動化過程控制中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其檢測準(zhǔn)確性、及時性直接關(guān)系著整個電氣系統(tǒng)的運行安全性與可靠性。電氣故障診斷中，模糊理論、專家技術(shù)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等人工智能技術(shù)發(fā)揮著重要的作用，而最常見的是用來處理電路發(fā)熱、電子元件、發(fā)電機(jī)、發(fā)動機(jī)及變壓器故障等。使用傳統(tǒng)技術(shù)對發(fā)動機(jī)等相關(guān)故障進(jìn)行診斷時，常常耗時費力，極大地浪費了各種資源。與此同時，電氣故障一般具有突發(fā)性，傳統(tǒng)的診斷技術(shù)往往不能做到及時診斷、有效處理，從而反復(fù)處理，效率低下。而此類設(shè)備采用了先進(jìn)的模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等相關(guān)技術(shù)對各種電氣故障實施診斷、及時探測、準(zhǔn)確定位、隔離修復(fù)，可以及時診斷出真正問題所在，準(zhǔn)確判斷故障，最大程度地避免損失的發(fā)生。利用先進(jìn)技術(shù)便有可能實現(xiàn)對故障的有效檢測，人工智能技術(shù)在電氣設(shè)備與電氣自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用就很好的證明了這一點[1]。

2.3 在設(shè)備運行過程中的人工智能技術(shù)應(yīng)用

對于設(shè)備運行過程的有效控制，可以使整個生產(chǎn)得到有效、更準(zhǔn)確、更優(yōu)化管理。通過人工智能技術(shù)主要是達(dá)到設(shè)備運行中的自動化管理，一方面，提高生產(chǎn)工作效率，另一方面達(dá)到降低成本。從具體應(yīng)用技術(shù)看，生產(chǎn)過程的控制主要集中在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制、專家系統(tǒng)控制幾個方面。首先，在網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制方面，其原理是以人腦神經(jīng)元為對象，進(jìn)行模擬并建立網(wǎng)絡(luò)模型，從而達(dá)到系統(tǒng)控制最優(yōu)化；其次，在專家控制方面，主要是依據(jù)專家系統(tǒng)理論，有效的與控制理念技術(shù)相結(jié)合，關(guān)鍵之處還是在于對專家經(jīng)驗的模仿，并將其以智能化的數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，達(dá)到實現(xiàn)應(yīng)用的目標(biāo)；最后，在模糊控制方面，即根據(jù)模糊推理、模糊語言變量等，將專家經(jīng)驗規(guī)則加以整理，建立起一個模糊的控制模型，通過模糊控制器，最終實現(xiàn)對于電氣控制系統(tǒng)的控制。人工智能技術(shù)在設(shè)備運行過程中的應(yīng)用已基本實現(xiàn)了電氣過程控制的智能化，并進(jìn)一步提升了過程控制的自動化。

3 電氣自動化在人工智能應(yīng)用案例

隨著人工智能技術(shù)逐漸發(fā)展，國內(nèi)各電網(wǎng)公司紛紛啟動智能電網(wǎng)建設(shè)，且成效顯著。因此，便以智能電網(wǎng)建設(shè)為例，剖析電氣自動化中人工智能技術(shù)的實際應(yīng)用。

3.1 人工智能在電網(wǎng)監(jiān)控上的應(yīng)用

智能監(jiān)控是電網(wǎng)中不可或缺的部分，通過人工智能儀器儀表的監(jiān)控技術(shù)，可以對電力設(shè)備運行的現(xiàn)狀和實時數(shù)據(jù)進(jìn)行及時的掌控。智能監(jiān)控可以為人們提供數(shù)字化的圖像顯示，并對電力系統(tǒng)工作環(huán)節(jié)進(jìn)行及時圖像顯示和信息記錄，為管理人員的工作提供了極大的便利和數(shù)據(jù)支持。此外，如今的智能監(jiān)控系統(tǒng)還實現(xiàn)了遠(yuǎn)程操作界面、自動警告以及遙控開關(guān)等性能，使電力設(shè)備的工作和效率有了顯著的提高。不僅合理分配了電力公司的人力資源，對電力生產(chǎn)的安全做出了保障，而且提升了我國電力企業(yè)的自動化水準(zhǔn)，符合我國電力發(fā)展的需求。其智能性主要體現(xiàn)在，當(dāng)對電力系統(tǒng)中高壓進(jìn)線結(jié)構(gòu)，低壓進(jìn)線結(jié)構(gòu)以及電源切換等結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制時，會首先對分布分層式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，而且隨時監(jiān)督并記錄各層的溫度變化和工作狀況，并及時反饋。

3.2 人工智能在電網(wǎng)自愈上的應(yīng)用

電網(wǎng)自愈由自我預(yù)防和自我恢復(fù)兩部分組成，自我預(yù)防是指采用傳感測量與仿真分析對電網(wǎng)的運行狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)視和診斷，以便及時發(fā)現(xiàn)、調(diào)整及消除事故隱患；自我恢復(fù)是指故障發(fā)生時，采用自動控制方法快速隔離或快速恢復(fù)故障，以免對電網(wǎng)的供電質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。就現(xiàn)有人工智能技術(shù)水平而言，這一功能的實現(xiàn)在最大程度上降低了故障對系統(tǒng)、對設(shè)備造成的負(fù)面影響[2]

總之，電網(wǎng)的故障自愈功能具體表現(xiàn)為以下兩個方面：配電網(wǎng)的關(guān)鍵設(shè)備及配網(wǎng)設(shè)備均采取可視化的管理方法，原因是可視化管理既能及時檢測出配電網(wǎng)設(shè)備的異常，又能自動啟動相應(yīng)的維修決策程序，從而提高故障的響應(yīng)與處理效率；啟動處理程序時，隔離故障并自動調(diào)控隔離參數(shù)，由此實現(xiàn)故障自診斷、自治療、自痊愈的功能。研究表明，縮短故障處理的耗時非常重要，即此舉能縮短供電恢復(fù)的時間，減輕故障的影響程度，降低故障所導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失。

4 結(jié)束語

隨著電氣設(shè)備高度自動化的發(fā)展，人工智能技術(shù)在電氣自動化控制方面的應(yīng)用，使得其更好的服務(wù)于人民，服務(wù)于生產(chǎn)。隨著電氣自動化工程的不斷發(fā)展，人工智能技術(shù)也應(yīng)繼續(xù)不斷改革和創(chuàng)新，不斷提高智能化程度，從而為電氣工程及其他行業(yè)的智能化與自動化發(fā)展注入新的動力。伴隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，在電氣化設(shè)備上應(yīng)用的提高，也必將釋放了更多勞動力，使人類可以做更多創(chuàng)造性的勞動。

參考文獻(xiàn)

[1]王雪飛.電氣自動化控制中應(yīng)用人工智能技術(shù)的探討[J].才智，2014，2：311.

[2]馬仲雄.淺談電氣自動化控制中的人工智能技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014，11：246-247.

作者簡介：深圳市維駿文化旅游科技有限公司 于欽洋 總工程師 副總經(jīng)理。

（作者單位：深圳維駿文化旅游科技有限公司）