人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域的踐行分析

文/陳雨桐

（遼寧科技大學(xué)電子與信息工程學(xué)院，遼寧鞍山 114051）

將人工智能相關(guān)技術(shù)巧妙應(yīng)用于電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域，能有效降低人工成本，并能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的大幅度提高。對(duì)于電氣系統(tǒng)發(fā)生的故障，人工智能技術(shù)能對(duì)故障原因進(jìn)行準(zhǔn)確的智能判斷，并通過(guò)預(yù)警系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警。

1.人工智能技術(shù)原理

人工智能技術(shù)主要是利用數(shù)據(jù)，通過(guò)信息控制系統(tǒng)模擬人的某些思維過(guò)程和智能行為。人工智能技術(shù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)衍生出的重要分支，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件，結(jié)合程序化控制，對(duì)人工智能進(jìn)行模擬并加以應(yīng)用。人工智能技術(shù)涉及設(shè)計(jì)學(xué)、心理學(xué)、數(shù)學(xué)等多種學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)，基于對(duì)多種學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)的交叉融合和巧妙應(yīng)用，設(shè)計(jì)出對(duì)人工智能進(jìn)行模擬的方式，從而確?？刂葡到y(tǒng)形成智能化和自動(dòng)化反應(yīng)。

科技水平的大幅度提高，極大地拓展了人工智能技術(shù)覆蓋的應(yīng)用范圍。在控制器設(shè)計(jì)領(lǐng)域，人工智能技術(shù)逐漸取代了常規(guī)化的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)，日益成為關(guān)鍵的控制器設(shè)計(jì)技術(shù)。對(duì)電氣系統(tǒng)而言，控制器發(fā)揮著關(guān)鍵作用，是確保電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)線(xiàn)路啟動(dòng)、制動(dòng)等重要功能的核心構(gòu)件。為確?？刂破髂軌蛄己玫貙?shí)現(xiàn)預(yù)期的各項(xiàng)控制功能，工作人員通常采用PID控制算法。在實(shí)現(xiàn)算法的具體過(guò)程中，難度較大的是確定控制器的各項(xiàng)控制參數(shù)?？刂茀?shù)發(fā)生變化，或者其他因素對(duì)之產(chǎn)生干擾，將導(dǎo)致控制指令的執(zhí)行效果與預(yù)期存在偏差，很難實(shí)現(xiàn)預(yù)期控制效果。應(yīng)用人工智能技術(shù)，在傳統(tǒng)算法中巧妙融入模糊控制算法的相關(guān)規(guī)則，優(yōu)化改進(jìn)PID控制算法，能有效避免較大的參數(shù)誤差。

2.人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域的價(jià)值體現(xiàn)

2.1 穩(wěn)定性

人工智能相關(guān)技術(shù)之所以能夠保持良好的發(fā)展勢(shì)頭，有賴(lài)于先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)提供的強(qiáng)有力支持。計(jì)算機(jī)技術(shù)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中能有效保護(hù)系統(tǒng)，避免其受到干擾，因而穩(wěn)定性較強(qiáng)，人工智能技術(shù)也具備穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)。將人工智能相關(guān)技術(shù)融入電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，通過(guò)智能技術(shù)特有的周期性?xún)?yōu)勢(shì)，對(duì)各種設(shè)備進(jìn)行有效檢修，有助于保障各項(xiàng)生產(chǎn)工作的高效有序進(jìn)行。對(duì)人工智能相關(guān)技術(shù)進(jìn)行靈活應(yīng)用，以人工方式設(shè)定具體時(shí)間，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的有效檢修。一旦在檢修過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，人工智能系統(tǒng)便能及時(shí)發(fā)出預(yù)警，從而保證設(shè)備檢修質(zhì)量，促進(jìn)穩(wěn)定生產(chǎn)。另外，人工智能技術(shù)與電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的融合，能有效保障其安全性；還可以對(duì)設(shè)備開(kāi)展及時(shí)準(zhǔn)確的檢修，以增加額外保險(xiǎn)。

2.2 便捷性

與各類(lèi)傳統(tǒng)的控制模式相比，人工智能相關(guān)技術(shù)在便捷性方面的優(yōu)勢(shì)更強(qiáng)。傳統(tǒng)的各類(lèi)控制模式應(yīng)嚴(yán)格設(shè)定控制方法及控制器的具體型號(hào)和各項(xiàng)參數(shù)，這就需要投入較多的人力、物力和財(cái)力?？刂七^(guò)程涉及的不確定因素較多，會(huì)在一定程度上影響電氣系統(tǒng)固有的穩(wěn)定性。靈活運(yùn)用智能技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣控制的有效改進(jìn)，還能大幅度提升便捷性。電氣自動(dòng)化控制通過(guò)加入一定的智能化元素，與計(jì)算機(jī)技術(shù)相融合，即能增強(qiáng)電氣系統(tǒng)的反應(yīng)性能，提高自動(dòng)化控制水平，實(shí)現(xiàn)更便利的控制。

2.3 實(shí)用性

人工智能技術(shù)是對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能化技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集成。在各類(lèi)技術(shù)構(gòu)成因素中，函數(shù)程序?qū)θ斯ぶ悄芗夹g(shù)發(fā)揮著搭建作用，能賦予人工智能技術(shù)方便快捷的特點(diǎn)，并增強(qiáng)其實(shí)用性。在電氣自動(dòng)化控制的過(guò)程中應(yīng)用人工智能技術(shù)，能對(duì)生產(chǎn)制造等各個(gè)環(huán)節(jié)附加智能監(jiān)控，從而有效節(jié)約人力資源，對(duì)降低人工成本具有重要意義，同時(shí)還能促進(jìn)生產(chǎn)效率的大幅度提高。

3.人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域的實(shí)踐應(yīng)用

3.1 在電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)較為復(fù)雜，涉及內(nèi)容極為廣泛。工作人員在操作電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的過(guò)程中，不僅要夯實(shí)自身的理論知識(shí)基礎(chǔ)，而且要在實(shí)踐中積累豐富的經(jīng)驗(yàn)，規(guī)范各項(xiàng)操作流程，有效減少操作失誤，從而保障各項(xiàng)操作的高效性，并提高其精準(zhǔn)程度。企業(yè)生產(chǎn)靈活應(yīng)用人工智能技術(shù)，充分發(fā)揮其作用，能有效彌補(bǔ)勞動(dòng)力不足，有效減輕工作人員的工作量，實(shí)現(xiàn)工作效率的大幅度提高，還能實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)和相關(guān)設(shè)備的可靠運(yùn)行。

近年來(lái)，電氣設(shè)備設(shè)計(jì)已經(jīng)日漸深入地應(yīng)用人工智能技術(shù)。電氣設(shè)備設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，且具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性特征。在設(shè)計(jì)電氣設(shè)備的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)綜合考慮和靈活運(yùn)用電機(jī)、電磁場(chǎng)、電路等多種學(xué)科的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。這就要求設(shè)計(jì)人員熟練掌握各學(xué)科知識(shí)，并具備豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。沿用傳統(tǒng)滯后的設(shè)計(jì)方法或僅憑手工經(jīng)驗(yàn)，難以形成科學(xué)有效的設(shè)計(jì)方案。在設(shè)計(jì)電氣設(shè)備的具體過(guò)程中靈活應(yīng)用人工智能技術(shù)，依托計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，借助相關(guān)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行高效的輔助設(shè)計(jì)，能充分發(fā)揮設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，形成科學(xué)的設(shè)備設(shè)計(jì)，并大幅度縮短設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)周期，在保障產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)大幅度提高產(chǎn)出效率。在操作運(yùn)行各類(lèi)控制設(shè)備的實(shí)踐過(guò)程中，工作人員靈活應(yīng)用人工智能技術(shù)，不僅能減少人力成本，大幅度提升工作效率，而且能實(shí)現(xiàn)精確度較高的自動(dòng)化控制。

3.2 在故障分析與診斷過(guò)程中的應(yīng)用

基于專(zhuān)家控制系統(tǒng)，工作人員結(jié)合控制理論和相關(guān)技術(shù)，有助于搭建類(lèi)似于人工智能技術(shù)的專(zhuān)家系統(tǒng)。專(zhuān)家系統(tǒng)主要包括大數(shù)據(jù)知識(shí)庫(kù)、人機(jī)交互界面、推理機(jī)以及解釋器等。電氣自動(dòng)化控制相關(guān)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行，會(huì)在不同程度上受到各類(lèi)因素的影響，由此引發(fā)各種類(lèi)型的故障。在一般情況下，各類(lèi)故障均會(huì)呈現(xiàn)一定的苗頭。專(zhuān)家系統(tǒng)對(duì)人工智能技術(shù)進(jìn)行靈活運(yùn)用，能實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，并對(duì)故障進(jìn)行精準(zhǔn)修復(fù)。在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，即使做到精密計(jì)算，也難以徹底排除各種不可控因素，因而難以避免各類(lèi)故障的發(fā)生。如果不能及時(shí)處理故障，則極易引發(fā)相關(guān)事故并造成企業(yè)損失。人工智能技術(shù)涵蓋模糊理論和與之相關(guān)的各項(xiàng)專(zhuān)業(yè)檢測(cè)方法及預(yù)測(cè)技術(shù)，其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模龐大。在電氣系統(tǒng)中對(duì)其進(jìn)行靈活運(yùn)用，可有效保障檢測(cè)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。

3.3 在故障診斷系統(tǒng)中的應(yīng)用

對(duì)于電氣系統(tǒng)和相關(guān)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的各類(lèi)故障，工作人員首先要詳細(xì)調(diào)查故障性質(zhì)及其具體原因，在此基礎(chǔ)上通過(guò)科學(xué)分析形成準(zhǔn)確的故障診斷。人工智能技術(shù)涵蓋的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在獲取知識(shí)方面的能力較強(qiáng)，能夠模擬人腦組織結(jié)構(gòu)，并學(xué)習(xí)人類(lèi)認(rèn)知的具體過(guò)程，從而以智能化的方式來(lái)處理信息；通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣本進(jìn)行構(gòu)建學(xué)習(xí)，能確保系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別信息故障，并對(duì)其進(jìn)行有效處理。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包含諸多“神經(jīng)元”，每個(gè)“神經(jīng)元”均能對(duì)其相應(yīng)故障進(jìn)行科學(xué)診斷和正確處理。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能快速實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的科學(xué)分類(lèi)和有效處理，確保對(duì)故障進(jìn)行科學(xué)的診斷評(píng)估，并實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制。

專(zhuān)家系統(tǒng)對(duì)電氣系統(tǒng)存在的故障進(jìn)行診斷，不僅要憑借領(lǐng)域內(nèi)相關(guān)專(zhuān)家的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而且要正確靈活地運(yùn)用計(jì)算機(jī)相關(guān)程序，對(duì)電氣系統(tǒng)存在的故障進(jìn)行系統(tǒng)篩選、科學(xué)診斷、有效檢測(cè)和及時(shí)回復(fù)，并對(duì)每次發(fā)生的故障事故進(jìn)行歸納整理，總結(jié)其診斷經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行科學(xué)分類(lèi)，構(gòu)建工作日志，并將其儲(chǔ)存于專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)中，為實(shí)現(xiàn)對(duì)類(lèi)似故障的快速處理儲(chǔ)備相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

3.4 在電氣系統(tǒng)日常操作中的應(yīng)用

以往，電氣系統(tǒng)受技術(shù)限制，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中需要開(kāi)展煩瑣的操作，耗費(fèi)的人財(cái)物資源較多，且難以保障電氣控制的有序性。在此過(guò)程中，如果發(fā)生工作失誤，不僅影響電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，而且會(huì)對(duì)企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)效益造成損害。施工企業(yè)加強(qiáng)對(duì)電氣領(lǐng)域人工智能相關(guān)技術(shù)的普及推廣和充分應(yīng)用，能夠有效簡(jiǎn)化各類(lèi)電氣系統(tǒng)操作流程，，還能實(shí)現(xiàn)有效的遠(yuǎn)程控制，自動(dòng)生成報(bào)表，并實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)參數(shù)的自動(dòng)控制，從而確保電氣系統(tǒng)良好的操作應(yīng)用效果，促進(jìn)電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高水平的智能化操作。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域的價(jià)值體現(xiàn)在穩(wěn)定性、便捷性和實(shí)用性方面。從事電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域的相關(guān)人員應(yīng)深刻認(rèn)識(shí)到人工智能技術(shù)的重要性并綜合考慮各項(xiàng)因素，對(duì)其進(jìn)行靈活運(yùn)用，從而大幅度提升電子自動(dòng)化控制水平。