智能技術在電氣自動化方面的應用

時夕然

(新疆石河子職業(yè)技術學院，新疆 石河子 832000)

1 人工智能概述

隨著工業(yè)4.0智能化概念席卷全球，信息化技術正逐漸邁向并融合工業(yè)產(chǎn)業(yè)，作為產(chǎn)業(yè)變革促進經(jīng)濟發(fā)展的新起點，人工智能(Arificial Intelligence)即大家所說的AI技術，已逐漸進入人們的視野融入生活，它就像是一個龐大的綜合系統(tǒng)，收集理論研究和相關文獻，研究人類思維、性格、行為，將知識數(shù)據(jù)、行為智慧有機結合起來，替代人類去完成各種繁瑣、高難度的工作。智能化時代是在工業(yè)3.0機械自動化的基礎上賦予機械“大腦”，具備統(tǒng)籌與思維能力而不是單一重復與執(zhí)行，給人類帶來更多的“幸福感”及更高的生活質量，給原本的工業(yè)生產(chǎn)帶上了“加速器”，在保證工作質量的前提下大大提高企業(yè)的工作效率。總的來說，賦予人工智能的一般定義就是通過計算機模擬人的大腦活動，以人類的思維方法、思維方式，借助計算機實現(xiàn)一系列的活動。電氣自動化控制就是人工智能技術應用的重要領域之一[1]。

2 人工智能技術在電氣自動化控制中的應用優(yōu)勢

2.1 簡化操作方法

將人工智能技術植入到電氣自動化系統(tǒng)，通過專家系統(tǒng)，一個內(nèi)部有大量電氣自動化技術專家水平知識與經(jīng)驗的智能計算機程序系統(tǒng)，幫助操作人員進行推理判斷做出決策，能夠精準快速解決復雜問題；其次通過模糊控制，一種具有系統(tǒng)化理論和大量電氣自動化現(xiàn)場實際應用背景的非線性智能控制器，可以提高系統(tǒng)響應速度，快速實現(xiàn)動態(tài)調(diào)節(jié)，進行高精度控制，其適用范圍廣，對從業(yè)人員技術要求不高，操作簡單高效。將智能技術應用于自動化生產(chǎn)，降低了對從業(yè)人員技術的高要求，簡化了操作方法，大大提高工作效率，為工業(yè)生產(chǎn)保駕護航。

2.2 有效控制性能

人工智能技術作為計算機科學的一個分支，是研究、模擬人類理論、方法、技術的應用系統(tǒng)。它可以在特定的操作過程中，實現(xiàn)對各種復雜情況的控制，利用計算機平臺模擬人腦的思維，利用數(shù)據(jù)、圖像等模擬大腦的智能分析，執(zhí)行相關工作，減少了人力資源的損耗，可大大降低經(jīng)濟成本。

2.3 對所有控制保持一致性結果

傳統(tǒng)的電氣自動化控制，由于控制對象和控制過程單一，在結果一致性方面具有劣勢。如果采用傳統(tǒng)手段，用一種控制方式，分別控制不同的對象，那么各個對象最后的結果就會出現(xiàn)誤差。但如果將人工智能技術應用到電氣自動化控制中，就能夠在單一性基礎上進行拓展，對各類數(shù)據(jù)，都能達到控制的一致化，實現(xiàn)精準高效控制，打破傳統(tǒng)電氣自動化控制的單一性局限[2]。

3 人工智能技術在電氣自動化控制中的具體應用

3.1 在電氣設備中的應用

要想提高電氣自動化控制效果，融入人工智能技術是必要條件。電氣設備的設計涉及的專業(yè)領域十分寬廣，工程人員需要具備非常高的專業(yè)素質能力水平，設計的過程也是一個復雜需要反復驗證的過程。施工技術人員在具備基本電氣設備操作能力之外，還需要通過幾年甚至十幾年跟隨師傅學習和大量實際現(xiàn)場操作去積累經(jīng)驗，才能具備準確性，保證施工萬無一失。而人工智能技術在電氣設備的設計開發(fā)、施工管理、機電維修、維護、運行管理等方面，通過龐大的計算機智能綜合系統(tǒng)，對每一個生產(chǎn)過程環(huán)節(jié)起到了極大地促進作用。人工智能技術可以幫助從業(yè)人員分析診斷、操作運行，高效準確完成難度系數(shù)較大的工作，還可以對整個設備生產(chǎn)線進行全面監(jiān)控，對每一個環(huán)節(jié)，小到某一個設備零件，大到整個設備生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，實時進行數(shù)據(jù)信息收集和運動狀態(tài)監(jiān)控反饋，不僅增強了設備的穩(wěn)定性也大大提高了運行效率，運行效率是人工的幾百倍甚至幾千倍。在這些基礎上，人工智能的運用不僅做到了產(chǎn)品預想的效果，而且比原控制效果更好，提高了產(chǎn)品設計的質量。

3.2 在電氣控制領域的應用

自動控制是電氣自動化工業(yè)生產(chǎn)中的核心。目前工業(yè)企業(yè)使用的自動控制方式有PLC控制、單片機控制、現(xiàn)場總線控制，在工業(yè)現(xiàn)場單一使用它們，能夠按照設定好的工業(yè)流程進行自動控制，雖能即時反饋生產(chǎn)過程中的執(zhí)行信息和結果信息，但并不能直接向現(xiàn)場讀取數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，若環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障也無法提供預警和智能診斷。此時，在原本自控條件基礎上，加入人工智能技術，原控制器作為提供關鍵節(jié)點數(shù)據(jù)的基礎設施，再通過人工智能技術的計算機智能計算、智能感知和智能認知，便可完成智能化綜合運行控制。目前人工智能技術正逐步滲透到電氣控制各領域，通過大數(shù)據(jù)智能分析信息平臺和分布式智能化產(chǎn)品，必將在電氣控制領域起到有效應用，未來智能工廠指日可待。

3.3 在故障診斷中的應用

電氣設備自動運行體系是一個十分復雜的網(wǎng)絡，操作環(huán)節(jié)眾多且部分環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，人工設備維護不到位，便時有設備出現(xiàn)故障、環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，可能就會對產(chǎn)品生產(chǎn)產(chǎn)生一定的影響，存在安全隱患，也會造成經(jīng)濟損失。如何去解決這一問題呢？企業(yè)可以利用人工智能技術，在故障頻發(fā)設備上裝備智能化儀表，出現(xiàn)問題征兆，即時預警，保證設備安全運行。也可對已發(fā)生的設備故障采用專家系統(tǒng)、模糊理論等方式將復雜的算法、分析、操作交給智能計算機系統(tǒng)，通過對故障現(xiàn)象分析，判斷出故障點、故障原因，比人工分析更加及時，有效解決故障問題，保證整個工作過程可以準確高效進行，提高電氣系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性和工作效率。通過人工智能技術可以對電氣設備的運行安全起到極大地保障。

4 結語

21世紀，工業(yè)4.0智能化時代，有效利用人工智能技術，實現(xiàn)人工智能技術和電氣自動化控制技術的結合，是經(jīng)濟技術發(fā)展到一定階段的必然要求。人工智能技術的融入是生產(chǎn)技術的新變革，對電氣自動化控制具有巨大的促進作用，如何更完美地將信息化和工業(yè)化相結合，是未來電氣自動化控制技術的新征程。