如何利用人工智能技術(shù)開展電氣自動(dòng)化控制

李泳霄 易義寧 周泉錦

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，一種新型的技術(shù)——人工智能技術(shù)逐漸被應(yīng)用于各行各業(yè)，尤其是在電氣控制系統(tǒng)方面得到了有效的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的PLC技術(shù)相比，人工智能技術(shù)具有顯著優(yōu)勢(shì)，能在較高程度上替代人腦執(zhí)行口令，具有一定的思維感知和行為能力，有著廣泛的應(yīng)用前景。本文將主要就利用人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中應(yīng)用、當(dāng)前面臨的技術(shù)問題以及相應(yīng)的解決和發(fā)展對(duì)策等幾方面進(jìn)行詳細(xì)闡述。

關(guān)鍵詞：人工智能技術(shù)；電氣自動(dòng)化控制；應(yīng)用；對(duì)策

人工智能作為一種智能化的計(jì)算機(jī)技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用與電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域。這項(xiàng)技術(shù)將計(jì)算機(jī)和人工智能相結(jié)合，人力不再是主要的勞動(dòng)者，轉(zhuǎn)而用機(jī)械代替，通過這種方式可以極大提升電器自動(dòng)化控制的效率，從而進(jìn)一步推動(dòng)電氣行業(yè)的發(fā)展，提升工作效率。人工智能技術(shù)的工作原理就是通過對(duì)計(jì)算機(jī)軟件和程序化的控制使對(duì)人工智能的模擬和應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)，這里面涉及了眾多學(xué)科，例如數(shù)學(xué)、設(shè)計(jì)學(xué)等領(lǐng)域，這些學(xué)科相輔相成，相互結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)模擬人工智能的方式使控制系統(tǒng)做出自動(dòng)化、智能化的反應(yīng)。本文將主要就人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制的應(yīng)用、當(dāng)前面臨的技術(shù)問題以及相應(yīng)的解決和發(fā)展對(duì)策等幾方面進(jìn)行詳細(xì)闡述。

一、人工智能技術(shù)及其在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

（一）應(yīng)用于優(yōu)化電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)

工作人員在進(jìn)行電氣產(chǎn)品的設(shè)計(jì)時(shí)需要具備豐富的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但是當(dāng)前我國在這方面的人才儲(chǔ)備還不夠完善，對(duì)電氣設(shè)計(jì)的理論知識(shí)還不夠成熟，這就使得設(shè)計(jì)的電氣產(chǎn)品本身具有較大的局限性，而人工智能技術(shù)的應(yīng)用可以有效解決上述問題，優(yōu)化電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

人工智能技術(shù)通過相關(guān)算法和系統(tǒng)控制操作對(duì)象，在這一過程中設(shè)計(jì)人員的需求可以得到滿足，從而直接生成相應(yīng)的電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案。這里所說的系統(tǒng)指的是專家系統(tǒng)，它可以以工作人員的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的整合和分析，形成設(shè)計(jì)信息資料庫，然后人工智能技術(shù)還會(huì)對(duì)這些信資料庫進(jìn)行分析，通過這種方式為設(shè)計(jì)方案提供決策依據(jù)，提高電器產(chǎn)品設(shè)計(jì)。[1]

（二）應(yīng)用于提高電氣自動(dòng)化操作精度和靈活性

以往的電氣控制的靈活性較差，在一定程度上還依賴于人工。而人工智能技術(shù)可以在一定程度上替代人力，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的智能控制，同時(shí)對(duì)相關(guān)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，從而有效減少人工操作中出現(xiàn)的失誤，提高電器自動(dòng)化操作精度。當(dāng)前，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和專家系統(tǒng)的模糊控制是人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控住的主要方式，它們主要就是利用人工智能技術(shù)對(duì)電氣化系統(tǒng)內(nèi)部的模擬量進(jìn)行收集和分析處理，以便獲取系統(tǒng)工作的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，然后再將這些數(shù)據(jù)整理到一個(gè)數(shù)據(jù)庫中，為后續(xù)的管理提供參考依據(jù)。

另一方面，控制器的智能化設(shè)計(jì)也是提高電氣自動(dòng)化操作精度和靈活性的一個(gè)重要途徑。控制器是電氣系統(tǒng)中的重要組成部分之一，是實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)線路啟動(dòng)、傳動(dòng)等功能的關(guān)鍵。[2]所以要利用人工智能開展電氣自動(dòng)化控制技術(shù)首先就要對(duì)控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)，而這種設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一就是人工智能技術(shù)。PID技術(shù)是常用的控制算法，這類算法在應(yīng)用的過程中要著重關(guān)注控制器控制參數(shù)，如果參數(shù)發(fā)生變化，就會(huì)與實(shí)際情況相差較大或者受到其他因素的不同程度的干擾，這種情況下所發(fā)出的控制指令是不能達(dá)到之前所預(yù)期的效果的。在應(yīng)用人工智能控制技術(shù)后可以在很大程度上完善PID控制算法，有效避參數(shù)誤差比較大的情況，提高電氣自動(dòng)化操作精度。[2]此外，將人工智能應(yīng)用于電氣自動(dòng)化控制中可以實(shí)現(xiàn)利用計(jì)算機(jī)對(duì)電氣運(yùn)轉(zhuǎn)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行隨時(shí)監(jiān)控監(jiān)測(cè)，將控制過程中出現(xiàn)的失誤概率降到最小。

（三）使勞動(dòng)力得到優(yōu)化

人工操作控制不僅需要大量的人力、物力，還有可能出現(xiàn)誤差。而人工智能在電氣自動(dòng)化的控制中就可以有效改變這種現(xiàn)狀，它利用自身技術(shù)優(yōu)勢(shì)來控制對(duì)一些較為復(fù)雜的產(chǎn)品的制造過程，進(jìn)而減少勞動(dòng)力，提高設(shè)備精度。

（四）應(yīng)用于故障診斷中，提高故障處理效率

電氣自動(dòng)化控制有眾多環(huán)節(jié)，而每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要上千個(gè)機(jī)械設(shè)備同時(shí)高效運(yùn)轉(zhuǎn)，這種情況下，一旦出現(xiàn)故障，很難快速找出發(fā)生故障的具體位置和原因，這就會(huì)對(duì)企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。將人工智能技術(shù)應(yīng)用在電氣自動(dòng)化控制中，就可以利用它的專家系統(tǒng)和模糊理論，應(yīng)用專家系統(tǒng)檢測(cè)、模糊邏輯診斷等方法對(duì)整個(gè)系統(tǒng)以及相關(guān)的儀表數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，從而掌握電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)，便于及時(shí)采取有效的解決措施，為電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。[3]此外，人工智能技術(shù)還可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行隨時(shí)隨地的監(jiān)控，這樣一來，一旦運(yùn)行參數(shù)出現(xiàn)變化就會(huì)觸發(fā)相關(guān)設(shè)備，人工智能可以馬上發(fā)出警報(bào)，相關(guān)人員就可以進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)了故障的高效處理。

（五）應(yīng)用于電氣設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)模式化

電氣自動(dòng)化控制中的大多數(shù)環(huán)節(jié)都具有較強(qiáng)的重復(fù)性、機(jī)械化等特點(diǎn)，針對(duì)這些特點(diǎn)，應(yīng)用智能技術(shù)對(duì)這些流程環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)定，并且根據(jù)相關(guān)變化要求隨時(shí)變換程序，這樣一來，不僅提高了生產(chǎn)效率，而且對(duì)于相關(guān)工序流程臨時(shí)變動(dòng)要求進(jìn)行修改提供了便捷，提高了工廠和企業(yè)的應(yīng)變能力。[4]

二、利用人工智能技術(shù)開展電氣自動(dòng)化控制面臨的問題及解決對(duì)策

（一）人工智能技術(shù)還有待完善

雖然當(dāng)前的人工智能技術(shù)已經(jīng)取得了較大的進(jìn)步，但是在現(xiàn)階段，人工智能技術(shù)還有許多技術(shù)難關(guān)有待突破。其中最突出的一個(gè)問題就是人工智能技術(shù)系統(tǒng)化應(yīng)用還不夠全面，電子技術(shù)是人工智能技術(shù)控制管理的核心，當(dāng)工作過程中出現(xiàn)非程序現(xiàn)象的時(shí)候，人工智能系統(tǒng)就無法做出應(yīng)對(duì)，沒有辦法做出程序設(shè)定之外的動(dòng)作，這阻礙了人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用，也會(huì)對(duì)企業(yè)帶來不利的影響。[5]

針對(duì)這種現(xiàn)象，企業(yè)要追加相應(yīng)的技術(shù)投入，不斷完善并更新人工智能技術(shù)系統(tǒng)，培養(yǎng)專門的技術(shù)人員深入學(xué)習(xí)更多人工智能技術(shù)相關(guān)的知識(shí)。另一方面，企業(yè)也要強(qiáng)化電力故障和發(fā)生意外時(shí)的應(yīng)急預(yù)案，進(jìn)一步提升人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)變能力。

（二）對(duì)電氣自動(dòng)化中人工智能技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)不夠明確

當(dāng)前電氣行業(yè)中人工智能技術(shù)主要應(yīng)用在較為大型的企業(yè)生產(chǎn)，這對(duì)于企業(yè)的發(fā)展存在極大的隱患。我國的人工智能技術(shù)本身起步就較晚，如果研究繼續(xù)采用閉門造車的方式，會(huì)對(duì)人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制行業(yè)的發(fā)展造成阻礙。

要解決這個(gè)問題，就要樹立正確的人工智能技術(shù)發(fā)展方向，積極借鑒學(xué)習(xí)其他國家在這一方面先進(jìn)的研究成果，同時(shí)還要不斷擴(kuò)展人工智能技術(shù)對(duì)整個(gè)電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域的作用和意義，從而實(shí)現(xiàn)人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中更加全面的應(yīng)用。

綜上所述，當(dāng)前人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用已經(jīng)取得了一定的成績并且具有廣闊的發(fā)展前景，但是仍然存在一些問題有待解決，例如人工智能技術(shù)還有待完善、對(duì)電氣自動(dòng)化中人工智能技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)不夠明確、人工智能方面人才不足等等。針對(duì)這些問題，企業(yè)要做出相應(yīng)的對(duì)策，追加技術(shù)投入，培養(yǎng)優(yōu)秀的人才隊(duì)伍，樹立正確的人工智能技術(shù)發(fā)展方向，簡化電氣自動(dòng)化控制流程等等。通過這些方式不斷推進(jìn)人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化技術(shù)中全面、廣泛地開展，為電氣自動(dòng)化安全穩(wěn)定地運(yùn)行提供保障，同時(shí)提升電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的控制效率，實(shí)現(xiàn)電氣行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王偉.電氣自動(dòng)化控制中的人工智能技術(shù)研究[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2018，8（17）：56-58.

[2]肖占勝.人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用思考[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018（20）：106-107.

[3]劉春.電氣自動(dòng)化控制中人工智能技術(shù)應(yīng)用[J].湖北農(nóng)機(jī)化，2018（06）：32.

[4]劉冰清.電氣自動(dòng)化控制中應(yīng)用人工智能技術(shù)研究[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2018（01）：138-139.

[5]肖緒剛.關(guān)于對(duì)電氣自動(dòng)化控制中人工智能技術(shù)應(yīng)用的思考[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2016（24）：26+25.

作者簡介：第一作者李泳霄（1983-），男，漢族，廣西桂林人，本科，畢業(yè)院校：桂林電子科技大學(xué)，研究方向：電氣自動(dòng)化；第二作者易義寧（1988-），男，漢族，廣西桂林人，大專，畢業(yè)院校：桂林理工大學(xué)，研究方向：電氣自動(dòng)化；第三作者周泉錦（1987-），男，漢族，廣西桂林人，本科，畢業(yè)院校：湘潭大學(xué)，研究方向：電氣自動(dòng)化。