人工智能在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的應用探究

劉霄婷 樊建業(yè)

（1.特變電工股份有限公司；2.特變電工新疆天池能源有限責任公司保運公司，新疆 昌吉 831100）

一、人工智能技術(shù)

人工智能是在科學技術(shù)飛速發(fā)展的背景之下，產(chǎn)生的一門新興科技并起到非常重要的作用。人工智能技術(shù)的形成，主要依靠當前計算機技術(shù)的成熟，同時在其他學科的共同作用之下，進而得到充分構(gòu)建。人工智能的優(yōu)勢就是可以像人一樣思考，因此在實際的生產(chǎn)以及控制之中，可以應對很多的意外情況，但是傳統(tǒng)的計算機在這個方面，就很難做靈活思考。在當前的人工智能研究領域中，主要有兩個方向，一是專家系統(tǒng)，二是機器人系統(tǒng)。在當前的人工智能中，最大的問題就是大腦的問題，如何能夠做到像人腦一樣進行思考，這是非常重要的一個問題，也是核心的問題。對于這方面的研究，主要是進行人仿生學的研究，進而推動人工智能領域的不斷發(fā)展，盡可能接近人腦的思維模式。

二、基于電氣自動化控制的人工智能應用現(xiàn)狀研究

（一）人工智能優(yōu)越性體現(xiàn)

對于人工智能技術(shù)來說，其在電氣自動化控制中的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在信息收集、處理與反饋等方面。利用人工智能技術(shù)，可使機械設備能夠代替人從事各種復雜而危險的工作，因此，將人工智能技術(shù)應用于電氣自動化控制領域中，必將推動該領域的跨越式發(fā)展。利用人工智能技術(shù)手段，可使我國現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)及流通等環(huán)節(jié)得到優(yōu)化，從而真正實現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)的自動化發(fā)展。同時人工智能技術(shù)可利用機械代替人來進行工作，還可大幅節(jié)約人力與物力等成本的投入，使生產(chǎn)效率大幅提升，進而促進現(xiàn)代工業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

（二）人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的應用價值

在當前的電氣自動化控制中，人工智能技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對信息的收集、反饋以及處理，在一定程度上，取代了人工在電氣領域中的復雜操作，因此在電氣自動化控制領域，人工智能技術(shù)的應用已成為必然。其中人工智能技術(shù)的優(yōu)勢主要集中在以下幾個方面：首先是能夠優(yōu)化生產(chǎn)，讓整個過程減少人的參與，從而真正意義上實現(xiàn)了自動化。其次，在生產(chǎn)的過程中，減少了人力的投入，隨著當前經(jīng)濟的發(fā)展，人力方面的成本在不斷增加，因此使用人工智能取代一些創(chuàng)新性較差的工作，可以降低成本，有效推動電子自動化行業(yè)的升級，促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。最后，就是可以保證工作人員的安全問題。電子自動化中，依舊有很多工作人員承擔著一定的風險，因此人工智能的投入，可以大大降低風險事故的發(fā)生，從而保證人員的安全。

（三）人工智能應用現(xiàn)狀

將人工智能技術(shù)應用于現(xiàn)代工業(yè)領域的電氣自動化控制中，具體應用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1.需要利用人工智能技術(shù)對電氣設備進行改造，使其能夠?qū)?shù)據(jù)進行自動化采集與處理。2.需要利用人工智能技術(shù)能夠優(yōu)化電氣設備功能，以便于系統(tǒng)能夠?qū)Ω鞣N電氣設備進行實時化管理與故障預警，人工智能技術(shù)需要對電氣系統(tǒng)的開關(guān)量進行模擬，以此對電氣設備的運行狀態(tài)變化情況進行實時記錄與故障預警，這樣能夠在電氣設備出現(xiàn)故障時第一時間進行通知與預警，從而實現(xiàn)對電氣設備故障的快速處理。3.應用人工智能實現(xiàn)電氣設備的自動化操作與控制，設備操作人員可利用鼠標或鍵盤來自動化控制各種電氣設備，而在自動化控制中，需要編寫相應的控制程序，利用控制程序便可實現(xiàn)體積操作或同期并網(wǎng)帶負荷，進而使電氣設備的控制水平得以大幅提高。4.利用人工智能技術(shù)來進行故障錄波，電氣設備在人工智能技術(shù)的支持下，可對故障波進行模擬，并可進行波形捕捉與順序記錄，有助于電氣設備對故障波的智能化捕捉，從而確保電氣設備的可靠、安全運行。

三、人工智能技術(shù)在工業(yè)電氣自動化控制中的應用分析

（一）人工智能在電氣自動化控制中的應用

電氣自動化控制系統(tǒng)本身有著非常復雜的特點，完整的電氣自動化系統(tǒng)涉及了諸多的行業(yè)以及學科，因此在當前的電氣自動化控制中，需要操作人員具備完整的知識體系，以及完善的培訓才能上崗進行操作。同時，電氣自動化本身較為復雜，因此在操作的時候，需要保證操作的有效性，這樣才可以減少操作失誤以及不當操作造成的損失。這些都是當前電氣自動化在運行的過程中，人工智能取代工作人員，需要克服的問題。隨著當前人工智能技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)能夠很好地應對這部分的問題。首先，人工智能技術(shù)主要是依靠理論為核心，在程序編寫的過程中，可以實現(xiàn)依靠計算機計算能力的智能控制，也就是說，電氣設備的智能化操作，取代了人腦勞動，并且由于計算機本身多線程以及快速的處理能力，因此在工作的過程中，極大提升了工作的效率，減少了人員的投入以及人員的培養(yǎng)工作，在一定的程度上提升了工作的效率，同時也降低了成本的投入。其次，人工智能的投入，在一定程度上提升了電氣的自動化運行，在電氣自動化設備之中，人工智能可以通過對數(shù)據(jù)的采集，進行分析，從而將信號進行反饋，在數(shù)據(jù)收集以及反饋的過程中，都需要進行主控中心的判斷，這樣的操作，大大降低了在電氣自動化系統(tǒng)運行的過程中出現(xiàn)故障的幾率。

（二）人工智能在電氣控制過程中的應用

在電氣自動化的過程中，電氣控制是核心部分，人工智能在電氣控制中，有著得天獨厚的條件。人工智能控制在電氣自動化中，可以大大提升有效操作，在一定程度上提升工作效率，降低成本的投入，同時依托人工智能對電氣自動化進行操作，可以讓其更加科學的發(fā)展。最后就是在控制方面人工智能技術(shù)本身有著較為成熟的技術(shù)，無論是專家系統(tǒng)、模糊控制還是神經(jīng)網(wǎng)絡控制，都是當前人工智能技術(shù)中較為成熟的部分，效果自然也有很大的提升。第一，模糊控制。模糊控制主要是以模糊推理、模糊語言變量等為理論基礎，并且在模糊控制的過程中，以專家經(jīng)驗作為模糊控制的規(guī)則。模糊控制的本質(zhì)就是在進行操作的時候，被控制對象的模糊模型反饋到控制中心之中，運用模糊控制器，繼而實現(xiàn)對模糊問題的分析反饋，進而針對反饋，對當前的模糊對象完成操作。其中模糊控制是一種自動控制系統(tǒng)，主要依靠模糊邏輯以及推理規(guī)則作為基礎理論，采用計算機控制系統(tǒng)構(gòu)成具有反饋通道的閉環(huán)結(jié)構(gòu)，進而實現(xiàn)對模糊問題的數(shù)字分析控制。第二，專家控制。專家控制是建立在專家系統(tǒng)之上，并且結(jié)合了控制理論的技術(shù)，這種技術(shù)主要是對專家經(jīng)驗進行效仿，從專業(yè)的角度上對問題進行分析，并且得出相應的結(jié)果。這種系統(tǒng)最大的好處就是本身足夠靈活，能夠有效實現(xiàn)對控制率的選取，能夠適應復雜的情況，進而提升了當前電氣系統(tǒng)整體的運行安全。第三，網(wǎng)絡神經(jīng)控制。網(wǎng)絡神經(jīng)控制是當前技術(shù)最為成熟的一種控制體系，在控制的過程中，用人工智能模擬人腦神經(jīng)元的活動，并且用相似的原理進行網(wǎng)絡建模，進而對電氣系統(tǒng)進行控制，這樣的方式在進行控制的過程中，只要進行一定次數(shù)的程序輸入，就可以仿照人為的工作方式，進而對當前的工作進行有效運作。

（三）設備操作應用

在對電氣設備進行操作時需要嚴格按照相關(guān)流程及規(guī)范來執(zhí)行，一直以來，人們對電氣設備的操作都是比較復雜的，在此過程中需要花費很大的精力和時間，而且極易出現(xiàn)操作錯誤或失誤等現(xiàn)象，導致電氣設備極易出現(xiàn)故障，甚至還會因此引發(fā)嚴重的安全事故。而人工智能技術(shù)的發(fā)展，在電氣行業(yè)掀起了一股新的技術(shù)革命，并使得電氣設備的繁瑣操作得到有效簡化，電氣設備的操作效率也由此得到了顯著提高。

（四）故障診斷中的應用

模糊控制理論、神經(jīng)網(wǎng)絡控制、專家系統(tǒng)都是人工智能中的核心技術(shù)手段，其在故障診斷領域中有著極高的應用價值。眾所周知，電氣設備在長時間運行過程中難以避免地出現(xiàn)故障，而這些故障會對電氣設備的運行及安全造成很大影響。并且，在對電氣設備的故障進行檢修時也存在很大難度。傳統(tǒng)的故障診斷方法不僅準確率較低、實施起來較為繁瑣，而且也需要投入大量人力、物力與時間，而這難以滿足我國現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展要求。例如，在診斷電氣設備中的變壓器故障時，需要收集和分析變壓器中的氣體，然后根據(jù)分析結(jié)果來判斷其是否存在異常，在此過程中要浪費很多時間，并且取得的診斷效果也往往不夠準確。而利用人工智能技術(shù)則可實時對電氣設備的運行狀態(tài)進行監(jiān)測，當檢測電氣設備的運行參數(shù)發(fā)生變化時，系統(tǒng)會自動對這些參數(shù)進行分析，并以此判斷出具體的故障位置及類型，然后將故障信息反饋給檢修人員，幫助檢修人員對故障進行有針對性的排除，同時也能防止故障進一步擴大而引發(fā)安全事故。

四、電氣工程及自動化技術(shù)的應用前景

電氣工程及自動化技術(shù)在現(xiàn)代社會發(fā)展中展現(xiàn)出了不容忽視的應用價值，這不僅促使電氣工程及自動化技術(shù)在許多行業(yè)中逐漸得以普及，而且也促使相關(guān)技術(shù)展現(xiàn)出了樂觀的應用前景。具體而言:一是電氣工程及自動化技術(shù)應用價值的進一步提升，依賴于網(wǎng)絡架構(gòu)的構(gòu)建與完善。強化電氣工程及自動化技術(shù)管理力度，推動相應控制系統(tǒng)實現(xiàn)規(guī)范化與便捷化發(fā)展，是電氣工程及自動化技術(shù)在應用過程中呈現(xiàn)出的重要趨勢，而這一目標的實現(xiàn)則依賴于網(wǎng)絡架構(gòu)的構(gòu)建，從而進一步提升電氣工程及自動化技術(shù)應用過程中的信息傳輸能力，進一步強化電氣工程系自動化技術(shù)的保護功能、監(jiān)控功能以及自動控制功能；二是電氣工程及自動化技術(shù)應用價值的進一步提升，依賴于統(tǒng)一應用平臺的構(gòu)建。當前應用系統(tǒng)建設標準不統(tǒng)一且不能通用的現(xiàn)象，在很大程度上制約著相關(guān)技術(shù)的普及并導致其應用面臨著較高的成本，而依托統(tǒng)一的標準構(gòu)建統(tǒng)一的應用平臺，則能夠?qū)ο嚓P(guān)技術(shù)應用成本進行有效的控制，從而推進相關(guān)技術(shù)的普及并展現(xiàn)其應用價值；三是應用技術(shù)智能化水平的進一步提升，能夠為相關(guān)技術(shù)的發(fā)展提供更多助力。電氣自動化相關(guān)技術(shù)與其他技術(shù)在各行各業(yè)中的融合應用，是提升相關(guān)技術(shù)應用成效與應用價值的有效路徑，在此過程中，人工智能技術(shù)等現(xiàn)代科技的發(fā)展，能夠在很大程度上推進相關(guān)技術(shù)應用范圍與應用效率的提升，為此，電氣工程及自動化技術(shù)領域?qū)＜覍W者需要重視探索多元化技術(shù)的融合應用以及電氣工程及自動化技術(shù)智能化水平的提升路徑。

結(jié)束語：人工智能技術(shù)作為一門新興技術(shù)，其在電氣自動化控制領域中具有極為重要的應用價值，徹底改變了以往的電氣控制方式，實現(xiàn)了現(xiàn)代工業(yè)的智能化、自動化控制，并且有效減少了人力與物力的投入。因此，我國需要不斷深入研究人工智能技術(shù)，以確保人工智能技術(shù)為人類提供更加智能化的舒適生活。