基于人工智能的電氣自動(dòng)化控制及運(yùn)用場(chǎng)景

殷少平

［摘 要］隨著科技的不斷發(fā)展，人工智能的推廣直接影響著電氣自動(dòng)化的發(fā)展。借助人工智能技術(shù)可以?xún)?yōu)化電氣系統(tǒng)和電氣工程，促進(jìn)其運(yùn)行效率大幅提升，進(jìn)一步提高電力工程控制的準(zhǔn)確性?；诖耍疚膹碾姎夤こ套詣?dòng)化的實(shí)際需求出發(fā)，依據(jù)人工智能技術(shù)的主要特征，全面探究了人工智能背景下電氣自動(dòng)化控制及運(yùn)用場(chǎng)景，希望可以為相關(guān)人員提供一些參考借鑒。

［關(guān)鍵詞］人工智能；電氣自動(dòng)化控制；運(yùn)用場(chǎng)景；實(shí)踐分析

［中圖分類(lèi)號(hào)］TP3文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

隨著自動(dòng)化技術(shù)逐漸趨于成熟，智能化在電氣工程發(fā)展中的作用也愈加明顯。與自動(dòng)化控制對(duì)比來(lái)看，在數(shù)據(jù)分析的作用下可以在一定程度上促進(jìn)系統(tǒng)自動(dòng)控制準(zhǔn)確性的提升。從電氣自動(dòng)化控制層面來(lái)看，深度學(xué)習(xí)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是人工智能技術(shù)的兩個(gè)核心特征，可以按照實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)來(lái)實(shí)施自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而使電氣系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)得到充分保障，降低故障和問(wèn)題出現(xiàn)的概率，進(jìn)一步增強(qiáng)了電氣工程運(yùn)行的穩(wěn)定性?；诖?，在開(kāi)展電氣工程建設(shè)工作時(shí)，應(yīng)致力于完善電氣自動(dòng)化控制成效，相關(guān)人員需要提高對(duì)人工智能技術(shù)的關(guān)注度，將人工智能優(yōu)化系統(tǒng)應(yīng)用于不同場(chǎng)景，在實(shí)現(xiàn)智能控制的基礎(chǔ)上強(qiáng)化故障診斷效率和監(jiān)測(cè)成效，進(jìn)而有效提高電氣自動(dòng)化控制能力。

1 人工智能技術(shù)的內(nèi)涵分析

人工智能技術(shù)的本質(zhì)就是借助計(jì)算機(jī)對(duì)人腦智能進(jìn)行模擬，使機(jī)器可以擁有和人類(lèi)智能相似的技術(shù)。數(shù)據(jù)、算法、計(jì)算力是人工智能的重要構(gòu)成因素，其首要基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)，在不同傳感器的作用下完成數(shù)據(jù)收集的過(guò)程，如圖像、文本、傳感器等。機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語(yǔ)言處理、圖像處理等是數(shù)學(xué)算法的關(guān)鍵構(gòu)成部分，同時(shí)也是人工智能技術(shù)的核心內(nèi)容。與此同時(shí)，人工智能對(duì)于計(jì)算力有著較高的要求，如云計(jì)算平臺(tái)、并行計(jì)算等。人工智能技術(shù)可以借助多元化的形式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)學(xué)習(xí)和提取特征的目標(biāo)，按照具體的數(shù)據(jù)和規(guī)則展開(kāi)推理，從而構(gòu)建出全新的推斷，這種推斷具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，能夠跟隨環(huán)境的轉(zhuǎn)變對(duì)算法和參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)節(jié)。當(dāng)前，人工智能技術(shù)的運(yùn)用范圍十分廣泛，其多樣化的性能為多行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了積極影響，如計(jì)算機(jī)視覺(jué)、智能交互、自動(dòng)駕駛等。

2 人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)

2.1 便捷的操作優(yōu)勢(shì)

計(jì)算機(jī)技術(shù)是人工智能技術(shù)的支撐條件，其本質(zhì)是模擬人類(lèi)活動(dòng)形式的技術(shù)體現(xiàn)。這一技術(shù)能夠依據(jù)指令對(duì)機(jī)器進(jìn)行控制，使其完成關(guān)于人類(lèi)操作的相關(guān)內(nèi)容。特別是部分復(fù)雜且危險(xiǎn)性較高的工作，將人工智能技術(shù)運(yùn)用于其中可以充分發(fā)揮該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，在這一過(guò)程中，計(jì)算機(jī)的輔助工作是必不可少的，能夠在很大程度上減少人力成本和資金成本，降低了由于人為因素而導(dǎo)致的操作故障問(wèn)題出現(xiàn)的可能性［1］。除此之外，將人工智能技術(shù)與電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行融合，借助于這一技術(shù)的便捷性和精準(zhǔn)性特點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)的可獨(dú)立思考性能進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，從而減少電氣設(shè)備運(yùn)行中安全問(wèn)題出現(xiàn)的可能性，進(jìn)而促進(jìn)電氣工程運(yùn)作質(zhì)量和效率的大幅提高。

2.2 清晰的設(shè)計(jì)思路

在電氣自動(dòng)化控制工作中充分運(yùn)用人工智能技術(shù)，能夠?qū)⑦@一技術(shù)的價(jià)值和優(yōu)勢(shì)全面展現(xiàn)：較為清晰的設(shè)計(jì)思路，在此基礎(chǔ)上能夠促進(jìn)電氣自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)能力的大幅提高。從更為具體的層面來(lái)說(shuō)，一些機(jī)器設(shè)備在融入人工智能化技術(shù)并進(jìn)行運(yùn)行后，真正做到了智能性開(kāi)發(fā)，因此充分結(jié)合人工智能化技術(shù)和運(yùn)行生產(chǎn)工作能夠全面提升其質(zhì)量和生產(chǎn)效率。同時(shí)，這一技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立工作，最大程度上減少了電氣設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)因素。

2.3 良好的控制效果

控制性支持性能也是人工智能技術(shù)的一個(gè)主要優(yōu)勢(shì)，可以更好地促進(jìn)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)控制指數(shù)的提升。相關(guān)電氣企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)工作時(shí)，能夠借助調(diào)節(jié)參數(shù)模式來(lái)提升生產(chǎn)成效。致力于不被傳統(tǒng)生產(chǎn)方式所束縛，一些電氣企業(yè)可以從生產(chǎn)需求角度出發(fā)從而具有針對(duì)性地調(diào)整參數(shù)，從而優(yōu)化并完善系統(tǒng)性能。在此背景下，可以將電氣設(shè)備的實(shí)際價(jià)值充分體現(xiàn)出來(lái)，最終使生產(chǎn)任務(wù)的完成效率得到充分保障。從運(yùn)行與管理電氣系統(tǒng)層面來(lái)看，人工智能技術(shù)可以使系統(tǒng)運(yùn)行更具有規(guī)范性，在智能化管理的作用下維持電氣系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。借助于智能傳感器技術(shù)對(duì)電氣系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估，真正做到實(shí)時(shí)控制并全面保障電氣系統(tǒng)的運(yùn)行安全。除此之外，在數(shù)據(jù)分析技術(shù)的基礎(chǔ)上及時(shí)預(yù)警，從而找出其存在的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，并提前制訂解決對(duì)策，進(jìn)一步提升電氣系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)的作用下，可以實(shí)現(xiàn)決策智能化、協(xié)同管理多元化的目標(biāo)，有效增強(qiáng)電氣系統(tǒng)運(yùn)行的成效。

2.4 高效的問(wèn)題反饋

在結(jié)合人工智能技術(shù)和電氣自動(dòng)化控制工作時(shí)，相關(guān)人員可以從簡(jiǎn)化問(wèn)題流程的層面出發(fā)，構(gòu)建故障干預(yù)的工作目標(biāo)。從整體來(lái)看，人工智能技術(shù)的運(yùn)用可以深入分析和概括這些設(shè)備出現(xiàn)故障的具體原因，從而為技術(shù)人員的后續(xù)故障排查工作提供便利條件，進(jìn)一步提升了故障處理效率。因此，對(duì)于人工智能技術(shù)進(jìn)行科學(xué)且合理的運(yùn)用，能夠推動(dòng)電氣自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行朝著高效化、安全化的趨勢(shì)發(fā)展，同時(shí)可以提升問(wèn)題分析和問(wèn)題解決的針對(duì)性和精準(zhǔn)性。除此之外，將人工智能技術(shù)運(yùn)用在電氣自動(dòng)化控制工作中，還能夠使相關(guān)技術(shù)人員參考具體的設(shè)備需求來(lái)布置針對(duì)性的應(yīng)用方案，不僅能夠減少設(shè)備故障的處理時(shí)間，同時(shí)也為設(shè)備的高效維修提供了良好保障。

2.5 立體化的信息采集

從傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集來(lái)看，要借助于計(jì)算機(jī)設(shè)備對(duì)電氣自動(dòng)化數(shù)據(jù)進(jìn)行人工分析，這種分析形式極有可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)誤差問(wèn)題。同時(shí)，分析靜態(tài)數(shù)據(jù)也不能充分了解電氣自動(dòng)化設(shè)備在環(huán)境差異背景下的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，不能對(duì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的具體使用狀態(tài)進(jìn)行綜合比較。因此，致力于有效解決這種靜態(tài)數(shù)據(jù)的不足之處，在信息分析和數(shù)據(jù)采集過(guò)程中就可以充分發(fā)揮人工智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和作用，科學(xué)運(yùn)用這一技術(shù)不但能夠?yàn)橄嚓P(guān)技術(shù)人員提供數(shù)據(jù)參考，同時(shí)也能夠使信息采集更加具有立體性。與此同時(shí)，在這一過(guò)程中，可以借助大數(shù)據(jù)建模將電氣自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行情況全面展現(xiàn)出來(lái)，避免數(shù)據(jù)采集誤差，進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)分析的科學(xué)性與精準(zhǔn)性。

2.6 較低的人工成本

從電氣工程運(yùn)行的角度出發(fā)，人工管理是傳統(tǒng)管理的主要形式，這一方式導(dǎo)致人工成本大大增加、系統(tǒng)運(yùn)行效率不斷降低。而人工智能技術(shù)則可以?xún)?yōu)化電氣系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制電氣設(shè)備的目標(biāo)，大大提升了系統(tǒng)運(yùn)行效率，在一定程度上降低了人工成本和人工干預(yù)。借助于人工智能技術(shù)，可以對(duì)電氣系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，在此基礎(chǔ)上，提前判斷未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行展開(kāi)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而找到某些故障問(wèn)題或潛在風(fēng)險(xiǎn)，遠(yuǎn)程控制可以有效克服對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員的依賴(lài)性。在人工智能技術(shù)和傳感器的影響下，能夠智能維護(hù)電氣設(shè)備，并對(duì)其實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，按照實(shí)際需求形成維護(hù)計(jì)劃，大幅減少人工成本。

3 人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用場(chǎng)景

3.1 在電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

從電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)方面來(lái)說(shuō)，其所包含的范圍和專(zhuān)業(yè)十分廣泛，由于其操作過(guò)程較為繁瑣，因此對(duì)于相關(guān)技術(shù)人員的要求和標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)更高，比如需要其具備較強(qiáng)的操作能力和職業(yè)素養(yǎng)等。其目標(biāo)是構(gòu)建健全且穩(wěn)定的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，因此研發(fā)人員在設(shè)計(jì)電氣控制的過(guò)程中，一定要充分明確MATLAB軟件的優(yōu)勢(shì)，并將其體現(xiàn)在數(shù)據(jù)分析和信號(hào)處理等流程中。同時(shí)也要對(duì)人工智能技術(shù)的運(yùn)用場(chǎng)景進(jìn)行充分考慮。數(shù)值計(jì)算和編程是MATLAB這一軟件的主要用途，電氣自動(dòng)化控制模塊、信號(hào)處理、測(cè)試測(cè)量、無(wú)線(xiàn)通信、機(jī)器學(xué)習(xí)等模塊都是這一平臺(tái)的主要構(gòu)成。要想有效維護(hù)這些模塊，專(zhuān)業(yè)性操作人員的作用是必不可少的，因此要想避免出現(xiàn)人員操作失誤的情況，就要結(jié)合人工智能技術(shù)來(lái)全面保證MATLAB軟件在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的運(yùn)行狀態(tài)，并為相關(guān)操作人員提供更加精準(zhǔn)的操作技術(shù)，進(jìn)而完善其控制系統(tǒng)［2］。這一思想也可以進(jìn)一步提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作中人工智能技術(shù)運(yùn)用的有效性。

3.2 在電氣設(shè)備智能控制中的應(yīng)用

充分融合智能設(shè)備和電氣自動(dòng)化控制工作可以促進(jìn)電氣系統(tǒng)運(yùn)行效率的大幅提升。人工智能技術(shù)能夠使電氣設(shè)備的安全性得到全面保證，還可以為智能化管理設(shè)備、高效利用能源目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)奠定良好的基礎(chǔ)。人工智能技術(shù)應(yīng)用在電氣設(shè)備控制過(guò)程中，可以真正做到實(shí)時(shí)分析電氣設(shè)備，并及時(shí)找出設(shè)備的故障問(wèn)題，按照系統(tǒng)運(yùn)行情況對(duì)參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)節(jié)。人工智能技術(shù)能夠及時(shí)處理電氣設(shè)備的一些能源信息和數(shù)據(jù)，自主完善設(shè)備運(yùn)行方式和控制措施，從而促進(jìn)能源利用率的大幅提升，減少能源成本的投入。將人工智能技術(shù)應(yīng)用在設(shè)備管理時(shí)，可以精準(zhǔn)檢驗(yàn)設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建針對(duì)性的防范措施，從而使設(shè)備安全和人員安全得到充分保障。人工智能算法可以依據(jù)電氣設(shè)備的運(yùn)行特點(diǎn)來(lái)實(shí)施優(yōu)化，制訂智能化管理系統(tǒng)，進(jìn)一步提升設(shè)備的適應(yīng)性，使其能夠符合環(huán)境需求和運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，使電氣設(shè)備的運(yùn)行效率能夠符合預(yù)期目標(biāo)。

3.3 在電網(wǎng)調(diào)度與電力運(yùn)輸中的應(yīng)用

電網(wǎng)調(diào)度、電力運(yùn)輸是電氣自動(dòng)化的兩個(gè)關(guān)鍵工程項(xiàng)目，會(huì)對(duì)社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生較大影響，因此對(duì)于自動(dòng)化控制的要求和標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提高。在人工智能技術(shù)的幫助下，能夠全面歸納和分析相關(guān)歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并制訂預(yù)測(cè)模型，依據(jù)這一預(yù)測(cè)模型為電力公司構(gòu)建科學(xué)的電力調(diào)度方案。將人工智能技術(shù)應(yīng)用在電力運(yùn)輸中，可以實(shí)時(shí)分析電力供需問(wèn)題，并對(duì)電力負(fù)荷進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，使其達(dá)到平衡狀態(tài)，避免由于這種不平衡性而出現(xiàn)電力失控的現(xiàn)象［3］。除此之外，人工智能技術(shù)也可以在處理交易數(shù)據(jù)中發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)κ袌?chǎng)需求和價(jià)格變化情況進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)判，從而為電力企業(yè)制訂發(fā)展措施提供有利條件。在進(jìn)行電網(wǎng)建設(shè)的過(guò)程中，也可以借助人工智能技術(shù)來(lái)完善電力運(yùn)輸線(xiàn)路，選擇最為合適的運(yùn)輸路線(xiàn)，從而在減少運(yùn)輸成本的同時(shí)進(jìn)一步提升電力運(yùn)輸?shù)陌踩浴Ｒ虼?，電力企業(yè)一定要明確人工智能技術(shù)的作用和優(yōu)勢(shì)，利用該技術(shù)保證電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，并及時(shí)完善電力運(yùn)輸措施，最大程度上減小運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)，最終為電力企業(yè)的穩(wěn)定、有序發(fā)展提供良好的保障。

3.4 在電氣故障診斷和檢修中的應(yīng)用

故障問(wèn)題是電氣系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中一個(gè)不可避免的問(wèn)題，人工智能技術(shù)可以自行隔離和定位電氣設(shè)備故障，極大程度上節(jié)省了檢修時(shí)間和操作風(fēng)險(xiǎn)。在維修故障時(shí)，借助于人工智能技術(shù)圖像可以綜合處理電氣設(shè)備問(wèn)題，比如對(duì)設(shè)備組裝情況、損壞程度等內(nèi)容進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，從而為技術(shù)人員的檢修工作提供參考。聲音識(shí)別能力是人工智能技術(shù)的一個(gè)優(yōu)勢(shì)，能夠全面分析設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中所出現(xiàn)的異常噪音，從而為技術(shù)人員進(jìn)行故障判斷提供參考依據(jù)。除此之外，數(shù)據(jù)挖掘也是人工智能技術(shù)的一個(gè)核心能力，可以深入挖掘電氣設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史信息等，進(jìn)而構(gòu)建故障診斷模型，依據(jù)工程性質(zhì)及時(shí)檢修電氣設(shè)備的具體故障，按照設(shè)備的具體特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)來(lái)制訂故障診斷模型和維修方案，從而降低人工維修的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)一步提升電氣故障檢修的質(zhì)量和效率。

3.5 在電氣設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控中的應(yīng)用

人工智能技術(shù)在電氣設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控層面也具備較好的發(fā)展趨勢(shì)，借助不同傳感器來(lái)對(duì)電氣設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)收集，比如溫度、電流、電壓等。在人工智能技術(shù)的作用下處理這些數(shù)據(jù)，可以加快設(shè)備分析和遠(yuǎn)程監(jiān)控的速度。在對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，可以發(fā)揮人工智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)綜合分析所收集的信息，借助機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)故障隱患問(wèn)題進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)診斷的目標(biāo)，減少故障問(wèn)題對(duì)于生產(chǎn)的不利影響［4］。與此同時(shí)，在運(yùn)維管理工作中也可以運(yùn)用人工智能技術(shù)，比如巡檢設(shè)備、保養(yǎng)設(shè)備等，在實(shí)時(shí)分析這些信息后，可以幫助技術(shù)人員了解設(shè)備的具體運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患，構(gòu)建具有針對(duì)性的維護(hù)措施，減少設(shè)備故障發(fā)生的可能性。人工智能技術(shù)也能夠有效管理電氣設(shè)備能耗，比如電能質(zhì)量管理、電能效率管理等。在實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的前提下，能夠改進(jìn)設(shè)備運(yùn)行方式和控制措施，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備節(jié)能效果最大化。在充分保證設(shè)備安全、人員安全的同時(shí)，提升電氣自動(dòng)化系統(tǒng)控制的有效性和穩(wěn)定性。

3.6 在電氣信息采集中的應(yīng)用

在進(jìn)行電氣信息采集工作的過(guò)程中，人工智能技術(shù)在存儲(chǔ)分布式數(shù)據(jù)中得到了較為廣泛的運(yùn)用，這也明確了分布式存儲(chǔ)技術(shù)在信息采集中的主要價(jià)值，這一技術(shù)能夠?qū)Χ嘣淖鳂I(yè)信息元數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確采集和處理，從而為后續(xù)的決策工作奠定良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。分布式存儲(chǔ)技術(shù)應(yīng)用在人工智能技術(shù)中具有以下幾個(gè)類(lèi)別，分別是Ceph、HDFS、GFS、Lustre。Ceph是其中應(yīng)用最為廣泛的一種［5］。這一技術(shù)可以為電力運(yùn)行監(jiān)測(cè)結(jié)果的讀取提供有利條件，同時(shí)也能夠?qū)﹄娏?shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)儲(chǔ)存。

4 結(jié)語(yǔ)

電氣自動(dòng)化的未來(lái)發(fā)展離不開(kāi)人工智能技術(shù)，科學(xué)運(yùn)用這一技術(shù)可以使電氣自動(dòng)化控制成效最大化，并使電氣系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性得到充分保障。相關(guān)人員需要明確人工智能技術(shù)在電氣工程建設(shè)工作中的優(yōu)勢(shì)和價(jià)值，并將其運(yùn)用在多元化的場(chǎng)景中，從而促進(jìn)電氣自動(dòng)化控制精準(zhǔn)性的大幅提升，為我國(guó)電氣工程的未來(lái)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

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