電氣自動化控制中人工智能技術的應用

張晨欣

（河北科技大學環(huán)工學院,河北 石家莊 050000）

近年來，科技水平呈現(xiàn)日新月異的發(fā)展態(tài)勢，特別是人工智能領域的發(fā)展和研究成為社會關注的熱門話題。但是由于人工智能受相關技術的限制，目前在很多行業(yè)中并沒有被大規(guī)模推廣和廣泛應用。本文從電氣自動化控制的角度，深入分析人工智能技術的應用，希望能夠為當前我國電氣自動化控制提供發(fā)展思路。

1 人工智能

人工智能這一概念很早就被學者和計算機領域的研究人員所提出。隨著科學技術的不斷進步和發(fā)展，近年來數(shù)字化和自動化的發(fā)展態(tài)勢逐漸融入了現(xiàn)代科技的發(fā)展視角之中。在人工智能的發(fā)展初期，主要是通過實現(xiàn)數(shù)字化和智能化的融合技術為主要基礎和根本。對于人工智能而言，其數(shù)字化和智能化的傾向與自動化模式聯(lián)系更加緊密。在人們的日常生活之中，其實也會對人工智能技術進行一定的應用。此類應用主要是通過計算機技術來實現(xiàn)的。而在生產(chǎn)活動之中，很多自動化生產(chǎn)和自動化模式的機械，同樣是運用自動化的人工智能相關技術進行綜合控制。所以在當前人工智能的研究中，更加強調計算機技術與自動化技術之間的聯(lián)系和融合，并逐漸從人工智能發(fā)展初期的數(shù)字智能化轉變?yōu)樽詣又悄芑?。如在一些具有高風險性的工作和崗位之中，如果始終依靠人工進行工作和處理，那么工作人員也會因為長期暴露在高風險的工作環(huán)境之中而導致身體遭到巨大損害。所以近幾年很多工廠和企業(yè)越發(fā)強調對人工智能技術的應用和推廣，旨在通過這一研究新成果保障日常運營和生產(chǎn)之中的精確控制，提高生產(chǎn)速度和管理水平，進而全面帶動經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步[1]。

2 人工智能特征及發(fā)展現(xiàn)狀

人工智能技術在各行業(yè)領域中的應用，能夠在一定程度上取代人力的部分腦力勞動，通過人工智能技術可以實現(xiàn)對信息數(shù)據(jù)的高速、高質量處理，并對數(shù)據(jù)進行有效的分析和匯總。人工智能技術在應用過程中具有準確性高的優(yōu)勢，特別是在電氣自動化控制領域之中，人工智能技術比傳統(tǒng)的人力控制方式更加精確，能夠有效提升電氣自動化控制系統(tǒng)的生產(chǎn)運行效率，實現(xiàn)生產(chǎn)和流通等環(huán)節(jié)的全面優(yōu)化，進一步實現(xiàn)人工智能和電氣自動化控制的全方位發(fā)展。

一直以來人工智能技術都在不斷地發(fā)展和進步，其發(fā)展速度也遠超以往，但是人工智能技術始終受到當下科學技術的影響和限制，無法在事件處理的過程中進行自我判斷，與人腦相比有著較大的差異。當前我國的人工智能技術應用主要采用了兩種運行模式：一是專家系統(tǒng)模式，這一類模式中人工智能技術的執(zhí)行能力更強，但是對前期系統(tǒng)的配置和進入要求很高；二是模糊人工智能系統(tǒng)，此類系統(tǒng)被廣泛應用在各個行業(yè)、各個領域之中，能夠在一定程度上實現(xiàn)對人工的替代，它能更加精確地完成生產(chǎn)過程和生產(chǎn)設備的控制與維護。所以從人工智能技術當前的發(fā)展現(xiàn)狀看，人工智能僅僅體現(xiàn)了人腦的部分功能，在解決突發(fā)事件和進行判斷時，仍需進一步強化和提升[2]。

3 人工智能技術在電氣自動化控制中應用的必要性

人工智能技術在電氣自動化控制中廣泛應用，對電氣自動化發(fā)展有著重要的價值和意義。首先，人工智能技術能夠有效提升電氣自動化領域中產(chǎn)品設計的綜合效率。當前電氣自動化控制的相關系統(tǒng)較為復雜，對工作人員的知識儲備和電路、電磁等方面的知識要求很高，同樣也需要控制人員有多年的產(chǎn)品設計經(jīng)驗，能夠在電氣自動化控制系統(tǒng)運行過程中提供最佳方案。當前科學和計算機技術飛速發(fā)展，有效縮短了電氣自動化控制設計領域的周期性，所以在電氣自動化控制中應用人工智能技術能夠減少設計周期，進一步提升產(chǎn)品設計的綜合效率。其次，人工智能技術的應用能夠切實提高智能控制的水平。當前在電氣自動化控制中，主要是通過計算機等進行具體的控制，所以人工智能技術能夠有效提升控制功能，在生長過程中對開關量和模擬量的數(shù)據(jù)和信息進行實時性綜合性采集，并根據(jù)數(shù)據(jù)和信息收集的需求，對其進行儲存分析和處理。另外，人工智能技術也能夠實現(xiàn)電氣自動化控制中風險防控和事件預警，進一步提高電氣自動化控制的綜合運行水平和效率[3]。

4 電氣自動化控制中人工智能技術應用分析

4.1 電氣設備

人工智能技術在電氣自動化控制系統(tǒng)中的全面應用主要體現(xiàn)在兩個方面：一方面是電氣設備的設計；另一方面是電氣自動化系統(tǒng)運行過程中的維護與保障性運行。在設備設計階段，當前我國所要用的電氣設備已經(jīng)實現(xiàn)了一定程度上的自動化控制，這樣的控制主要是通過計算機系統(tǒng)來完成的，所以電氣設備設計的工作人員在進行電氣自動化設備的設計和前期處理時，需要將電子信息系統(tǒng)和設備系統(tǒng)進行充分的融合和連接。以電氣自動化系統(tǒng)為例，在此類系統(tǒng)的設計過程中，要充分結合電磁場、電路、電機等多方面多領域的電氣科學知識，而設計人員在設計中同樣也要參考借鑒豐富的實踐經(jīng)驗和知識儲備，增加電氣系統(tǒng)設計的實效性。在前期設計環(huán)節(jié)，強調人工智能技術的應用，能夠在設計中初始設定并輸入系統(tǒng)之中，并由電子信息系統(tǒng)和設備完成具體的工作。后期逐漸轉變原有的人工操作傳統(tǒng)模式，所以在人工智能技術的應用方面，最主要的問題在于如何實現(xiàn)電氣自動化控制與人工智能技術之間的有效融合和應用，進一步推進電氣自動化生產(chǎn)，在前期設計環(huán)節(jié)要著重強調人工智能技術的融合。在系統(tǒng)維護與保障性運行方面，因為電氣自動化控制系統(tǒng)，在運行過程中或多或少的會應用的工作人員去完成必要環(huán)節(jié)的工作，并沒有真正實現(xiàn)完全意義上的自動化模式，甚至在人員進行處理時難免會出現(xiàn)失誤的情況，進一步增加了安全風險隱患，所以人工智能技術在電氣自動化控制系統(tǒng)的維護與保障環(huán)節(jié)中，能夠有效解決此類問題，并減少人工方面的費用支出和工作誤差，進一步提高電氣自動化控制的運行效率。

4.2 電氣控制

在電氣系統(tǒng)之中，至關重要的一部分在于控制。我國電氣系統(tǒng)的傳統(tǒng)發(fā)展過程中，并沒有真正意義上實現(xiàn)自動化控制，不少情況下仍舊需要電氣部門或是相關工作人員運用計算機設備進行控制和判斷。電氣領域的發(fā)展問題始終關系到人民群眾的利益和需求。如果任意一個環(huán)節(jié)和鏈條出現(xiàn)問題，將會嚴重影響整個電氣系統(tǒng)的運行，甚至會對人民群眾的生活和利益造成一定的損失和影響，所以電氣控制領域中對精準度的要求非常高，電氣系統(tǒng)任意環(huán)節(jié)都必須要嚴謹、精確、高效。人工智能技術在電氣系統(tǒng)控制中的應用，能夠滿足嚴謹、精確、高效的工作要求。人工智能設備在設計之初已經(jīng)融合了大量工作實踐過程中所會出現(xiàn)的問題和誤區(qū)，并加以反復預測和檢查，特別是在運行過程中的應急處理預案，能夠讓人工智能系統(tǒng)實現(xiàn)智能化操作，無須再以工作人員進行干預和手動操作。人工智能系統(tǒng)的應用能夠讓電氣控制各個環(huán)節(jié)和各個系統(tǒng)實現(xiàn)自我調節(jié)、自我檢查、自我修復，全面提高電氣自動化控制的運行水平。

4.3 故障診斷

在系統(tǒng)的運行過程中，難免會出現(xiàn)各種各樣的故障或運行問題，所以人工智能技術在電氣自動化控制中的應用，能夠實現(xiàn)高效率的故障診斷。在電氣診斷系統(tǒng)中，人工智能技術能夠在系統(tǒng)發(fā)生問題或故障時，第一時間顯示故障所在點和主要故障表現(xiàn)，并針對故障和問題進行有針對性的修復，確保不影響整個電氣自動化控制系統(tǒng)的正常運行。在電氣自動化系統(tǒng)故障診斷的工作中，人工智能主要體現(xiàn)在兩個方面，一方面是電氣自動化系統(tǒng)長時間的運營過程中，對其運行情況進行實時跟進、監(jiān)督和檢測，以防電氣設備和系統(tǒng)在長時間的工作狀態(tài)中出現(xiàn)不同層面的故障或問題。如果無法對此類故障和問題進行及時解決，那么將會影響電氣系統(tǒng)的運行，甚至會對其造成極大的損失。重視電氣自動化系統(tǒng)故障診斷需要強化系統(tǒng)運行過程中的監(jiān)督和檢查，確保系統(tǒng)運行的高效性和安全性。另一方面，電氣自動化系統(tǒng)中人工智能的應用體現(xiàn)在對系統(tǒng)的日常維修方面。當系統(tǒng)發(fā)生故障或問題時，如果沒有嚴重的影響整個系統(tǒng)的運行，那么人工智能系統(tǒng)能夠實現(xiàn)自我修復。當故障已經(jīng)嚴重到影響設備和系統(tǒng)的運行狀態(tài)下，人工智能系統(tǒng)也能夠及時發(fā)現(xiàn)故障點并進行診斷，及時發(fā)出預警，并可以選擇是否切換到其他系統(tǒng)之中，確保電氣自動化系統(tǒng)的有效運行，聯(lián)系工作人員進行及時處理，實現(xiàn)最優(yōu)化處理[4]。

4.4 電氣日常操作

在電氣設備運行過程中，如果單一依靠手動操作來進行日常設備的處理和運行，難免會造成人力資源的浪費和工作效率低下，而人工智能在電氣日常操作中的應用更加簡便、快捷，能夠在一定程度上節(jié)省大量的人力、物力。當前，在電力企業(yè)的電氣自動化設備系統(tǒng)運行過程中，難免需要工作人員進行一定的處理和人工手動操作。長時間在此類環(huán)境下工作，會對工作人員的身體健康造成一定影響，特別是電氣系統(tǒng)日常操作中要求高精準度的操作，對于工作人員而言極其費神，甚至有些電氣在運行過程中還會釋放少量的氣體危害人體健康。另外，在電氣設備的日常操作過程中，人工費用較高，但是卻不能同樣地保障人工操作的精準度，造成大量人力和財力方面的浪費。因此，人工智能的應用能夠推進電氣日常操作精準性的提高，實現(xiàn)電氣系統(tǒng)的全面化發(fā)展，讓整個行業(yè)和操作工作更加專業(yè)化、精準化，推進電氣行業(yè)和電氣自動化控制的全面發(fā)展。

4.5 實際應用

當前在電氣行業(yè)的發(fā)展進程中，人工智能技術的應用主要體現(xiàn)在智能化客戶終端。人工智能技術與人民群眾的日常生活融合緊密，很多一般都是以人們較難發(fā)現(xiàn)的形式，進入人們的生活。在電氣系統(tǒng)中，人工智能技術應用于電網(wǎng)智能客戶終端，人民群眾能夠通過手機或網(wǎng)絡實現(xiàn)用電量的查詢和電費的繳納，極大節(jié)省了人們前往電網(wǎng)營業(yè)廳進行電費繳納的時間和精力。而對于電力企業(yè)而言，智能客戶終端的應用能夠讓其更加精準、廣泛地收集客戶的用電信息形式，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)用電平臺的構建，強化對區(qū)域內用電量和客戶用電情況的實時查詢和跟蹤處理。因為在國家電網(wǎng)當前的運行過程中，始終強調用電標準量，在標準量以內的電量和標準線超出部分的電量在價格方面是有所不同的，另外工業(yè)用電和家庭用電同樣也有一定差異。所以人們可以通過智能客戶端，強化對電費用電量等方面的理解，通過更加詳細的查詢解決日常生活中的實際問題。

總而言之，在科學技術水平的不斷發(fā)展和進步之下，強化人工智能技術的應用和自動化控制系統(tǒng)的全方位融合，能夠有效提升電氣自動化的運行效率。所以可以從電氣設備的設計、控制、故障診斷和日常操作、實際應用等多領域同時入手，開拓更加廣闊的人工智能技術應用空間和前景，全力推進電氣系統(tǒng)的全方位自動化發(fā)展。