芻議人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

王安東 董 磊

（國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司檢修公司 安徽合肥 230000）

芻議人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

王安東 董 磊

（國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司檢修公司 安徽合肥 230000）

在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的過程中，電氣設(shè)備向著智能化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，在電氣自動(dòng)化控制中人工智能技術(shù)發(fā)揮了越來越重要的作用。本文對(duì)人工智能技術(shù)及其特點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，并通過具體案例，探討了人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用。

電氣自動(dòng)化控制；人工智能技術(shù)；電氣設(shè)備

引言

近年來人工智能的發(fā)展非常迅速，人工智能體現(xiàn)出的實(shí)用價(jià)值越來越大。在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的過程中，人工智能技術(shù)必然會(huì)在電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用，從而對(duì)電子自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備的發(fā)展進(jìn)行進(jìn)一步的推動(dòng)，提高企業(yè)的電氣自動(dòng)化生產(chǎn)率。

1 人工智能技術(shù)

1.1 人工智能技術(shù)的含義

所謂的人工智能指的是計(jì)算機(jī)對(duì)人類的智能進(jìn)行模擬，從而設(shè)計(jì)出能夠替代人類進(jìn)行工作的各種設(shè)備。人工智能技術(shù)是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論發(fā)展的產(chǎn)物，同時(shí)其也與其他學(xué)科進(jìn)行了交互和交叉。當(dāng)前的人工智能技術(shù)的研究主要集中在機(jī)器人系統(tǒng)和專家系統(tǒng)兩個(gè)方面。人的大腦極為復(fù)雜和精密，要對(duì)人的大腦進(jìn)行模擬并非易事。人工智能包含的學(xué)科包括仿生論、信息論、控制論、不定論、計(jì)算機(jī)科學(xué)認(rèn)知科學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)、數(shù)學(xué)等，當(dāng)前的主要應(yīng)用領(lǐng)域，包括圖像和語(yǔ)言的理解、遺傳編程、機(jī)器人、對(duì)機(jī)器的智能控制等[1]。

1.2 人工智能技術(shù)的特點(diǎn)

（1）使用方法簡(jiǎn)單。傳統(tǒng)的控制器具有較差的調(diào)節(jié)能力，通過人工智能可以對(duì)其進(jìn)行有效的改善，使控制難度得到降低。這樣使用者可以在不具備專家專業(yè)知識(shí)的情況下通過一定的語(yǔ)言和信息進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（2）高度的一致性。針對(duì)傳統(tǒng)的控制方法具有較強(qiáng)的專一性的特點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn)，無論是在未知數(shù)據(jù)輸入，還是特定數(shù)據(jù)輸入的過程中，通過人工智能都能夠保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性。

（3）控制性能強(qiáng)。在電氣自動(dòng)化控制中應(yīng)用，人工智能技術(shù)能夠?qū)刂破鞯臄?shù)據(jù)進(jìn)行精細(xì)的調(diào)節(jié)，使機(jī)器的性能得到加強(qiáng)。例如為了降低過沖、提高設(shè)備的反應(yīng)速率，可以使用模糊邏輯控制器。

2 人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

2.1 在電氣自動(dòng)化設(shè)備中應(yīng)用人工智能技術(shù)

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)涉及的學(xué)科和領(lǐng)域較多，本身就具有一定的復(fù)雜性要求，自動(dòng)化設(shè)備的操作人員必須具備完備的專業(yè)知識(shí)和較高的個(gè)人素質(zhì)，才能對(duì)復(fù)雜的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行控制。實(shí)際操作的過程中一旦出現(xiàn)不當(dāng)操作，就可能造成非正常停機(jī)，嚴(yán)重的可能會(huì)釀成安全事故。在電氣自動(dòng)化設(shè)備中，應(yīng)用人工智能技術(shù)可以很好的解決這一問題，計(jì)算機(jī)理論是人工智能技術(shù)的核心，計(jì)算機(jī)理論可以對(duì)各種控制程序進(jìn)行編寫，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)下的智能控制。人的手動(dòng)操作難免會(huì)出現(xiàn)失誤，電氣設(shè)備的智能化能夠減少操作失誤率，提高實(shí)際生產(chǎn)效率，降低成本投入從而優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際環(huán)境。電子自動(dòng)化設(shè)備的人工智能化系統(tǒng)見圖1。

圖1 電氣自動(dòng)化設(shè)備人工能化的系統(tǒng)

2.2 運(yùn)用人工智能進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理

要了解電氣設(shè)備自動(dòng)化控制的具體情況，就必須采集和處理電氣設(shè)備運(yùn)行中的各種數(shù)據(jù)，然后對(duì)其進(jìn)行分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，采取有效的措施進(jìn)行解決。然而在實(shí)際運(yùn)行的過程中，電氣設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)處于動(dòng)態(tài)變化之中，受到技術(shù)水平的限制，傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制無法準(zhǔn)確地采集完整的數(shù)據(jù)，也無法對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定的傳輸。只有人工智能技術(shù)可以有效地解決這一問題及時(shí)收集，電氣自動(dòng)化運(yùn)行中的動(dòng)態(tài)信息。這樣能夠提高數(shù)據(jù)的安全性，使電氣運(yùn)行更加穩(wěn)定和安全[2]。

2.3 具有人工智能進(jìn)行故障檢測(cè)

在電氣自動(dòng)化控制的過程中，故障檢測(cè)非常重要，要保障整個(gè)電氣系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行，就必須保障檢測(cè)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。在電氣設(shè)備發(fā)生故障之前往往會(huì)出現(xiàn)一些征兆，而且不同的癥狀類型往往代表著不同的設(shè)備事故，但是電氣設(shè)備的故障征兆具有不確定性和非線性，使用人工往往難以對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別。通過人工智能技術(shù)能夠提高故障解決的效率和準(zhǔn)確性。人工智能技術(shù)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)和設(shè)備存在的故障，并對(duì)故障進(jìn)行準(zhǔn)確的定位和診斷。對(duì)出現(xiàn)故障的部位必須進(jìn)行隔離和修復(fù)，并及時(shí)采取相應(yīng)的措施來排除故障，直至消除故障。模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)都是當(dāng)前自動(dòng)化系統(tǒng)故障檢測(cè)中常用的人工智能技術(shù)[3]。

2.3.1 網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)

網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)主要是模擬人腦中的神經(jīng)元活動(dòng)，以此為依據(jù)將相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)建立起來。神經(jīng)控制具有一定的學(xué)習(xí)能力，是一種學(xué)習(xí)控制。因此網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)出現(xiàn)的各種新問題，并對(duì)其進(jìn)行技術(shù)分析，斷提高自身的人工智能水平，解決電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題。

2.3.2 專家系統(tǒng)

在電氣自動(dòng)化控制的過程中將控制技術(shù)和系統(tǒng)控制理論結(jié)合起來，能夠?qū)崿F(xiàn)專家控制。所謂的專家控制指的是通過模擬和學(xué)習(xí)以往的控制經(jīng)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)，電氣自動(dòng)化的智能控制。專家控制的靈活性很強(qiáng)，可以根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際情況和控制要求選擇合適的控制率使電氣設(shè)備具有更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。

2.3.3 模糊控制

模糊控制的理論基礎(chǔ)是模糊語(yǔ)言變量和模糊推理，同時(shí)利用專家經(jīng)驗(yàn)，在被控制對(duì)象的模糊模型上建立模糊控制器，通過模糊控制器來控制電器控制系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用中計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)會(huì)在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中形成數(shù)字控制系統(tǒng)，這是一種具有反饋通道的閉環(huán)結(jié)構(gòu)。

2.4 日常操作中的人工智能技術(shù)應(yīng)用

電氣設(shè)備在人們的生產(chǎn)生活中應(yīng)用的非常廣泛，在日常操作中也能夠用人工智能技術(shù)，對(duì)人們的日常生活進(jìn)行保障。在對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行操作時(shí)要保障操作的規(guī)范性，嚴(yán)格按照操作流程進(jìn)行操作。但是傳統(tǒng)的電氣操作往往過于復(fù)雜，對(duì)各項(xiàng)操作均具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊?guī)定，否則就可能引發(fā)各種事故。引入人工智能技術(shù)之后能夠?qū)﹄姎獠僮鞯牟僮鞑襟E進(jìn)行有效的簡(jiǎn)化，從而提高操作電器的效率，減少操作失誤的發(fā)生率[4]。

2.5 人工智能技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例

智能電網(wǎng)是電氣自動(dòng)化控制與人工智能技術(shù)結(jié)合的一個(gè)典型例子，廣東電網(wǎng)、國(guó)家電網(wǎng)等工程都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了人工智能技術(shù)的應(yīng)用。例如在電網(wǎng)系統(tǒng)故障自愈，應(yīng)用人工智能技術(shù)能夠取得良好的效果，通過人工智能技術(shù)能夠?qū)收线M(jìn)行及時(shí)的診斷和隔離，保障電網(wǎng)中的電氣設(shè)備能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行，從而對(duì)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行保障。傳統(tǒng)的電網(wǎng)故障排除方法主要是故障后排除，也就是當(dāng)電網(wǎng)中的電氣設(shè)備出現(xiàn)故障之后，再將故障的具體信息報(bào)送給維修人員，由維修人員進(jìn)行故障排除。但是這樣會(huì)使故障影響的范圍擴(kuò)大，用人工智能能夠在電網(wǎng)發(fā)生故障之前就對(duì)其運(yùn)行動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行檢測(cè)，使電網(wǎng)系統(tǒng)具有一定的自愈能力，推進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展。當(dāng)前我國(guó)已經(jīng)開始投入建設(shè)智能電網(wǎng)，從當(dāng)前的應(yīng)用效果來看，通過人工技術(shù)確實(shí)能夠使電氣設(shè)備的可視化管理得到實(shí)現(xiàn)，通過可視化管理能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和處理設(shè)備異常與故障。系統(tǒng)會(huì)對(duì)故障進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)故障之后會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)維修決策程序，并自動(dòng)實(shí)施相應(yīng)的隔離措施，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的自愈。圖2為智能電網(wǎng)自動(dòng)化控制示意圖。

圖2 智能化電網(wǎng)控制示意圖

3 結(jié)語(yǔ)

人工智能技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與其他學(xué)科交叉的產(chǎn)物，在電氣自動(dòng)化控制中得到了廣泛的應(yīng)用，也是人類智力的一種擴(kuò)展與期待。人工智能技術(shù)進(jìn)一步推進(jìn)了現(xiàn)代文明的發(fā)展，是一門具有廣闊的應(yīng)用前景的新型高科技技術(shù)。在電氣化自動(dòng)控制中，應(yīng)該進(jìn)一步推廣人工智能技術(shù)，發(fā)揮人工智能技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，提高電氣化自動(dòng)控制的控制水平，使企業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)水平得到提高。

[1]孫偉.電氣自動(dòng)化控制中人工智能技術(shù)的應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（07）.

[2]黃開平.高線項(xiàng)目中自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用[J].電氣時(shí)代，2013（02）.

[3]劉健，趙樹仁，張小慶.中國(guó)配電自動(dòng)化的進(jìn)展及若干建議[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2012（19）.

[4]何翔.人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用研究[J].科技風(fēng)，2012（15）.

TM76

A

1004-7344（2016）24-0097-02

2016-8-4