人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

趙冬梅

吉林省人力資源技師學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130000

0 引言

近年來(lái)，AI（人工智能）技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得以高度應(yīng)用，逐步取代了部分人力工作。同樣，在電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域，AI技術(shù)以其運(yùn)算高效、操作精準(zhǔn)、學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，得到了越來(lái)越多的關(guān)注，而這些優(yōu)勢(shì)是電氣自動(dòng)化控制發(fā)展過(guò)程的剛需。在高速發(fā)展的信息化、智能化時(shí)代，對(duì)AI技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制的應(yīng)用展開(kāi)研究，具有一定的意義。

1 AI技術(shù)概述

AI技術(shù)指人們利用計(jì)算機(jī)研發(fā)出類(lèi)人化處理的智能系統(tǒng)，從而使機(jī)械設(shè)備在工作運(yùn)行過(guò)程中智能化和擬人化的水平更高，使其不斷提升各項(xiàng)工作的業(yè)務(wù)效率。在科學(xué)技術(shù)和時(shí)代發(fā)展理念的更新進(jìn)步下，AI技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，在社會(huì)發(fā)展過(guò)程中的應(yīng)用價(jià)值也越來(lái)越高。在AI研發(fā)過(guò)程中，不僅需要以計(jì)算機(jī)相關(guān)的理論知識(shí)作為基礎(chǔ)，對(duì)于其他學(xué)科的知識(shí)掌握度也有著一定要求，從而使研發(fā)出的產(chǎn)品能夠同時(shí)具有人類(lèi)的智能化和機(jī)械的高效率。現(xiàn)階段，在研發(fā)AI技術(shù)時(shí)，主要將重點(diǎn)落在機(jī)器人系統(tǒng)和專(zhuān)家平臺(tái)兩個(gè)領(lǐng)域。AI技術(shù)在研發(fā)過(guò)程中所面臨的最大問(wèn)題就是對(duì)人類(lèi)大腦的仿真，這主要是因?yàn)槿祟?lèi)大腦過(guò)于煩瑣、精密[1]。目前，在現(xiàn)代化技術(shù)發(fā)展的助推下，AI技術(shù)在工作、生活、生產(chǎn)等多個(gè)領(lǐng)域都得到了較好的應(yīng)用，并取得了一定成效，如人工智能音箱、智能家居、智能汽車(chē)、智能建筑等。

2 AI技術(shù)應(yīng)用于電氣自動(dòng)化控制的優(yōu)勢(shì)

要想高效應(yīng)用AI技術(shù)，就應(yīng)對(duì)AI技術(shù)的每一種控制方法進(jìn)行了解，從而做到根據(jù)不同的情況選擇不同的控制方式。AI技術(shù)與其他智能模式不同，其在處理數(shù)據(jù)時(shí)是應(yīng)用函數(shù)近似器，這是其特有的優(yōu)勢(shì)。

（1）強(qiáng)化控制性能。調(diào)整控制器數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)控制性能的提升，如微調(diào)整模糊邏輯控制器的數(shù)據(jù)，能夠在一定程度上改變其反應(yīng)速度，通過(guò)減少過(guò)沖，實(shí)現(xiàn)提升性能的目的。

（2）優(yōu)化使用方法。在電氣自動(dòng)化控制中，傳統(tǒng)控制器在調(diào)節(jié)能力方面并不具備絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，通過(guò)AI技術(shù)的應(yīng)用，可以對(duì)這一缺陷進(jìn)行彌補(bǔ)，降低其控制難度，使控制器能夠更好地適應(yīng)新的數(shù)據(jù)信息。簡(jiǎn)而言之，即使沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的知識(shí)儲(chǔ)備和專(zhuān)家指導(dǎo)，也能夠根據(jù)數(shù)據(jù)信息和語(yǔ)言開(kāi)展工作。

（3）保持高度一致。傳統(tǒng)的電氣控制方法往往是一對(duì)一，每一種控制方法對(duì)應(yīng)一個(gè)特定的服務(wù)對(duì)象，在控制方面的針對(duì)性較強(qiáng)，控制效果較優(yōu)，但具有靈活性差的缺點(diǎn)，更換控制對(duì)象就不能發(fā)揮其性能。然而，基于AI技術(shù)的電氣自動(dòng)化控制則可對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化，即不管是針對(duì)某一特定數(shù)據(jù)還是一些隨機(jī)數(shù)據(jù)，AI技術(shù)都可達(dá)到同樣的控制效果[2]。

3 AI技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的具體應(yīng)用

3.1 在電氣設(shè)備設(shè)計(jì)和運(yùn)行中的應(yīng)用

第一，電氣設(shè)備設(shè)計(jì)。與AI技術(shù)一樣，在設(shè)計(jì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備時(shí)同樣面臨著較大的難度，這主要是因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅需要運(yùn)用到多學(xué)科知識(shí)，如電磁場(chǎng)、電機(jī)、電路等，還需要一定的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案是依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行不斷的試驗(yàn)，即使需要消耗大量的時(shí)間，也很難找出一個(gè)最優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案。將AI技術(shù)應(yīng)用在電氣設(shè)備設(shè)計(jì)中時(shí)，設(shè)計(jì)人員可以結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)完成電氣設(shè)備設(shè)計(jì)，一定程度上可以縮短電氣設(shè)備設(shè)計(jì)研發(fā)周期，提升產(chǎn)品質(zhì)量和使用效率。

第二，在電氣設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中能夠有效應(yīng)用AI技術(shù)。一直以來(lái)，在電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域，提升電氣自動(dòng)化控制運(yùn)行效率存在一定難度，而AI技術(shù)在研發(fā)初期，其目的是替代人腦進(jìn)行工作，能夠?qū)㈦姎庠O(shè)備運(yùn)行問(wèn)題加以優(yōu)化，在減少人力成本支出的情況下，提升電氣自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行效率。

3.2 在電氣控制中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在電氣控制過(guò)程中已經(jīng)進(jìn)入瓶頸期，電氣實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，與人們生活的便捷性和安全性有一定的關(guān)聯(lián)。在傳統(tǒng)模式下，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制需要消耗大量的人力資源，相關(guān)人員操作的規(guī)范性直接決定電氣安全。在實(shí)際工作中，人員手動(dòng)操控難免會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，影響電氣的正常使用。將AI技術(shù)應(yīng)用到電氣控制中，可降低由失誤引發(fā)問(wèn)題的發(fā)生概率。工作人員能夠及時(shí)獲取到設(shè)備相關(guān)的信息，從而逐步實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制。另外，將AI技術(shù)應(yīng)用到電氣自動(dòng)化控制中，能夠減少技術(shù)人員的工作量，使其能夠?qū)⒏嗑ν度胱詣?dòng)化控制科研中，推動(dòng)技術(shù)的更新迭代。

在傳統(tǒng)模式下，進(jìn)行電氣控制需要人工對(duì)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄并分析，從而保證電氣自動(dòng)化設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。若這些數(shù)據(jù)不能夠得到及時(shí)有效處理或者處理得不到位，設(shè)備的高效運(yùn)行就會(huì)受到限制，并且無(wú)法保證工作人員的安全。AI技術(shù)的應(yīng)用則能夠較好地解決這一問(wèn)題，通過(guò)對(duì)程序進(jìn)行提前設(shè)定，在電氣自動(dòng)化控制運(yùn)行時(shí)就能夠?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)記錄、分析、處理，再根據(jù)數(shù)據(jù)了解電氣自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行情況，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)化控制。

3.3 在故障檢測(cè)中的應(yīng)用

電氣設(shè)備的種類(lèi)多、數(shù)量大，在運(yùn)行過(guò)程中很多內(nèi)在因素和外在因素會(huì)影響到其運(yùn)行性能，從而導(dǎo)致發(fā)生設(shè)備故障問(wèn)題，如不加以重視，將導(dǎo)致生產(chǎn)事故的發(fā)生，甚至給企業(yè)帶來(lái)不必要的損失。在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，電氣自動(dòng)化控制產(chǎn)品的檢測(cè)往往是依據(jù)一些技術(shù)手段，但自動(dòng)化生產(chǎn)所應(yīng)用的設(shè)備精密度較高，檢修手段難以實(shí)現(xiàn)高精密度分析，導(dǎo)致消耗大量人力成本和時(shí)間成本，也不能保證故障處理效果。例如，在變壓器故障檢測(cè)中，以往是先對(duì)氣體進(jìn)行收集，再分析氣體成分，判斷是否會(huì)對(duì)變壓器的運(yùn)行產(chǎn)生影響，難以保證其精密度。將AI技術(shù)應(yīng)用在故障檢測(cè)中，可以拓寬檢修范圍，為設(shè)備檢修人員故障檢修提供理論判斷依據(jù)[3]。此外，在AI技術(shù)的應(yīng)用下，能夠仿真模擬電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的故障狀態(tài)。檢修人員可以根據(jù)故障原因和故障處理經(jīng)驗(yàn)，制訂科學(xué)合理的故障處理方案，高效處理設(shè)備故障，為企業(yè)的穩(wěn)定生產(chǎn)提供保證。

3.4 在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

目前，電力系統(tǒng)已成為人們生活能源供給的關(guān)鍵。在電力系統(tǒng)中應(yīng)用AI技術(shù)可以進(jìn)一步發(fā)揮其價(jià)值?，F(xiàn)階段，在電力系統(tǒng)中所使用的AI技術(shù)主要包括模糊集理論、專(zhuān)家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，其中專(zhuān)家系統(tǒng)最為普遍，要求AI系統(tǒng)需要將諸多具有豐富經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)家知識(shí)以及經(jīng)驗(yàn)判斷設(shè)定加以融合，一旦電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生異常，則可以及時(shí)結(jié)合所存儲(chǔ)的經(jīng)驗(yàn)以及知識(shí)，充分調(diào)用，使其能夠及時(shí)作出判斷處理。該系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中通常會(huì)采取IF-THEN程序，符合條件，則會(huì)立刻執(zhí)行程序。值得一提的是，系統(tǒng)需要將其數(shù)據(jù)內(nèi)存及時(shí)、長(zhǎng)期更新，以便及時(shí)補(bǔ)充新出現(xiàn)的問(wèn)題以及相應(yīng)的解決辦法，從而避免出現(xiàn)運(yùn)行期間出現(xiàn)無(wú)法識(shí)別的問(wèn)題、無(wú)法找到解決辦法等情況。

3.5 在日常生產(chǎn)操作中的應(yīng)用

相比人工操作，AI技術(shù)能夠簡(jiǎn)化煩瑣的流程，提升設(shè)備運(yùn)行效率，提高其操作精準(zhǔn)度。在電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域，對(duì)于人工操作的工作都有著較為嚴(yán)格的要求，不允許出現(xiàn)絲毫差錯(cuò)，否則會(huì)造成重大經(jīng)濟(jì)損失，甚至威脅到人們的生命安全。在AI技術(shù)的應(yīng)用下，優(yōu)化了操作流程，實(shí)現(xiàn)了電氣系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制，進(jìn)而提升電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的生產(chǎn)效率和安全運(yùn)行性能。

4 結(jié)論與展望

近年來(lái)，在科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步推進(jìn)下，AI技術(shù)以其高智能化和學(xué)習(xí)能力等優(yōu)勢(shì)得到了廣泛關(guān)注，并在各個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了高效應(yīng)用。將AI技術(shù)應(yīng)用在電氣自動(dòng)化控制中，對(duì)傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化控制和故障檢測(cè)方式進(jìn)行了優(yōu)化，極大程度上提升了電氣系統(tǒng)的運(yùn)行效率，在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中具有較高的應(yīng)用和推廣價(jià)值。

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，我國(guó)電氣自動(dòng)化控制水平不斷發(fā)展，經(jīng)歷了人工操控、半自動(dòng)化半人工生產(chǎn)、全自動(dòng)生產(chǎn)，再到現(xiàn)在的人工智能控制模式。電氣設(shè)備逐步實(shí)現(xiàn)了脫離人類(lèi)操控，進(jìn)入自動(dòng)化、智能化控制階段。AI技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域還有較大的發(fā)展空間，借助強(qiáng)有力的交互能力，將逐步實(shí)現(xiàn)不同行業(yè)中人工智能的相互交流。