基于人工智能的電氣自動化控制實現(xiàn)研究

舒波成

[摘? ? 要]人工智能技術的應用是智能化社會的特點，也是一個國家整體發(fā)展水平的象征。本文以人工智能技術與電氣自動化控制作為研究對象，分析人工智能的電氣自動化控制應用優(yōu)勢，并就其實際應用效果進行探討。希望能夠有效發(fā)揮企業(yè)自身的市場經(jīng)濟地位價值，獲得更好的發(fā)展前景，提高工業(yè)生產(chǎn)效率，推動工業(yè)化發(fā)展。

[關鍵詞]人工智能;電氣工程;自動化控制

[中圖分類號]TM76 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）06–00–03

Research on Electrical Automation Control Based on Artificial Intelligence

Shu Bo-cheng

[Abstract]The application of artificial intelligence technology is the characteristic of intelligent society and the symbol of the overall development level of a country. This paper takes artificial intelligence technology and electrical automation control as the research object， analyzes the application advantages of artificial intelligence in electrical automation control， and discusses its practical application effect. Hope to be able to effectively play their own market economy status value， obtain better development prospects， improve the efficiency of industrial production， and promote the development of industrialized society.

[Keywords]artificial intelligence; electrical engineering; automatic control

就目前發(fā)展水平而言，人工智能技術在多個領域都已取得較高成就，一定程度上降低了作業(yè)難度，提高工作效率。不過其自身還存在一定缺陷，技術研究還不夠成熟，實際使用環(huán)節(jié)還需要解決很多問題。隨著人工智能技術在日常生活中的普及，為人類生活出行帶來極大便利，作為一種國際新興技術，其發(fā)展前景是不可估量的，且人工智能技術也已經(jīng)逐漸成為各行各業(yè)未來發(fā)展趨勢，能夠有效提高作業(yè)效率及生活質(zhì)量

1 人工智能技術介紹

人工智能是一種新型科學技術，它把計算機理論作為實踐基礎，結(jié)合信息化技術應用優(yōu)勢，發(fā)揮智能化模擬的作用，利用機器代替人進行工作。人工智能的核心在于機器人系統(tǒng)研究，通過對人類大腦計算方式的分析，模擬大腦進行思考的過程，從而實現(xiàn)人工智能[1]。

2 電氣自動化控制技術

電氣工程及其自動化是一門電氣信息領域新興項目，主要從事與電氣工程相關的系統(tǒng)運行、安全管理、計算機應用等工作。利用自動化技術進行電氣工程控制時，能夠提前完成系統(tǒng)編程設計，其開發(fā)速度較快，且目標功能較為多樣化，可以適應信息工程對于計算機軟件系統(tǒng)多元化的設計要求，給用戶帶來良好的使用體驗。自動化控制技術的自由度較高，工作人員可以通過對系統(tǒng)程序的編碼設計，完成原始編程任務，適合部分個性化電氣工程的使用需求，目標企業(yè)方向特點較為明確。

在進行電氣自動化控制系統(tǒng)開發(fā)時，經(jīng)常會涉及到多種技術綜合使用的情況，要在前期將項目開發(fā)的各個細節(jié)確定好，完善各個環(huán)節(jié)的控制細節(jié)。用寫文章的方式進行軟件設計，先將實際操作過程中可能遇到的問題陳列出來，并構(gòu)建電氣工程項目設計“大綱”，能夠有效理清開發(fā)人員的設計思路，降低在操作過程中出現(xiàn)操作失誤的可能性。在項目控制過程中要提高注意力，杜絕出現(xiàn)電氣工程作業(yè)事故，杜絕發(fā)生“蝴蝶效應”的可能性，即在某一電氣工程運轉(zhuǎn)活動中，初始條件下的細微變化在復雜的傳遞過程中使整個系統(tǒng)產(chǎn)生巨大連鎖反應，導致整個電氣工程失去其項目作用。利用電氣自動化控制技術進行電氣工程軟件開發(fā)，能夠有效簡化軟件中的設計內(nèi)容，尤其在較復雜的軟件系統(tǒng)中，它可以將復雜的系統(tǒng)問題分解成一個個小模塊，通過精細化處理進行計算機軟件設計。一般來說，這種電氣工程項目開發(fā)技術的實際應用需要一定資本投入，且開發(fā)周期較長，就當下發(fā)展水平而言，電氣工程開發(fā)人員每年應至少進行兩次系統(tǒng)更新升級[2]。

3 人工智能的電氣自動化控制應用優(yōu)勢分析

3.1 節(jié)省人力成本

人工智能最顯著的特點就是規(guī)避了項目控制作業(yè)活動中人類的必要作用，降低人們的工作量，如某個工作需要至少七個人能夠完成，利用人工智能技術，可以實現(xiàn)僅靠一兩個人便能解決整個項目的作用。人工智能的技術優(yōu)勢還能應對各種各樣的電氣自動化控制工作要求，合理對電氣工程中的相關信息進行處理，有效降低人力成本支出。

3.2 完成數(shù)據(jù)處理

針對電氣自動化控制工作而言，人工智能技術的介入能夠?qū)崟r進行數(shù)據(jù)評估處理，通過對數(shù)據(jù)類型和各種內(nèi)容的特點進行分類，制定相應的分析方案，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的優(yōu)化處理，用來保證所得數(shù)據(jù)的準確性。不過要保證數(shù)據(jù)來源的規(guī)范性，減少因數(shù)據(jù)不在人工智能可控范圍內(nèi)而無法進行數(shù)據(jù)識別，為電氣自動化控制帶來不必要的損失。就整體內(nèi)容而言，人工智能技術在提高電氣自動化控制效果、強化數(shù)據(jù)處理等方面的作用，還是較為顯著的。

3.3 實現(xiàn)控制智能化

人工智能的電氣自動化控制應用基本上擺脫了傳統(tǒng)控制模型在管理模式上的禁錮，它沒有控制對象，自然也不會出現(xiàn)應傳統(tǒng)控制模型的局限作用，而造成無法預測的問題。工作人員通過對人工智能的觀測判斷電氣自動化設備的運行狀態(tài)，解決其工作隱患。

3.4 提高控制準確性

就電氣自動化控制工作而言，其任務核心是保證所有控制任務的準確性，一個細微的控制錯誤，就有可能造成極大過失。人工智能技術應用能夠提高控制工作的準確性，其通過計算機進行整個項目控制，這個控制過程是較為精準的。就電氣工程自動化而言，只要相關程序運行穩(wěn)定，那么其控制工作便不會受到影響，有效控制工作的準確性。

4 基于人工智能的電氣自動化控制實現(xiàn)探討

4.1 電子系統(tǒng)工程應用

在人工智能技術的支持下，電氣設備運行管理更加高效化，將其應用于電子系統(tǒng)工程，更能發(fā)揮其設備自動化運行的效果，從而有效提高電氣設備工作效率。隨著時間的推移，電子系統(tǒng)工程也出現(xiàn)在了管理與工業(yè)方面，其本質(zhì)就是將多種獨立的電子系統(tǒng)，利用信息通信技術手段將其結(jié)合起來，完成對于復雜對象的統(tǒng)一化信息系統(tǒng)管理。電氣自動化控制技術與計算機技術手段的發(fā)展，使得不同功能的電子系統(tǒng)能夠進行融合優(yōu)化，其發(fā)展進程標志著信息化工業(yè)技術發(fā)展步入新的臺階。同傳統(tǒng)電子系統(tǒng)相比，基于人工智能的電子系統(tǒng)自動化控制工程具有復雜性、可靠性等特點，其經(jīng)常被分布在多個地區(qū)之間，從而構(gòu)建成為多元化的信息系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)部的有效決策單位較多，導致實際工作與決策中心存在一定的差異性。還要注意工程的安全性，電子系統(tǒng)工程經(jīng)常被用于國防與國民經(jīng)濟建設，若其安全性存在問題，將會對國家財產(chǎn)造成巨大損失，注意相關數(shù)據(jù)的保密工作。

4.2 人工故障傳輸診斷

就電氣自動化控制故障發(fā)生時，通常會伴有異常數(shù)據(jù)波動情況，且不同故障類型所形成的故障嚴重程度以及數(shù)據(jù)波動情況也不盡相同?；谌斯ぶ悄艿碾姎庾詣踊刂?，能夠利用計算機技術，通過對數(shù)據(jù)的異常波動進行原因分析，在故障發(fā)生前就精準定位到故障點，并進行相應的故障修復工作，這種事前故障診斷手段對于工業(yè)生產(chǎn)的意義是十分重要的，它能夠保障工業(yè)生產(chǎn)的長期穩(wěn)定進行，降低因某個環(huán)節(jié)故障導致整體停工的可能性。實際工作中，人工智能技術利用傳感器進行作業(yè)數(shù)據(jù)的收集整理，通過對常規(guī)作業(yè)情況的對比分析，得到其中不符合常規(guī)項目的數(shù)據(jù)類型，進行重點探測。若檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)其存在故障，就會在第一時間進行故障定位，以及后續(xù)故障修復工作，幫助工作人員對故障點的深入調(diào)查，以及后續(xù)修復工作，避免因設備故障影響工業(yè)生產(chǎn)進度的情況發(fā)生。

常規(guī)電器自動化進行電氣數(shù)據(jù)傳輸存在2種方式，即直接傳輸與間接傳輸，人工智能技術的應用，提高了電氣傳輸?shù)男?。借助人工智能自身的?shù)學運算功能，對于城市各處的神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)進行快速定位，通過相關數(shù)據(jù)的整合分析，對于電氣自動化控制系統(tǒng)進行指令下達，經(jīng)過多次分析模擬后，保證整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)運輸工作的安全性，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)故障的可能。電氣控制是整個電氣自動化控制工作中的基礎任務，是實現(xiàn)一切工作的基礎，具有較為嚴謹?shù)目煽啃?。有效利用人工智能技術中的誤差反向判定，在計算機的支持下通過多次數(shù)據(jù)模擬，構(gòu)建出相應的數(shù)學函數(shù)模型，結(jié)合電氣系統(tǒng)的監(jiān)控裝置對于設備診斷提供幫助[3]。

4.3 保障控制網(wǎng)絡安全

保障電氣自動化控制的系統(tǒng)網(wǎng)絡安全，能夠提高整個電氣工程的安全性，降低因故障帶來的經(jīng)濟損失，常規(guī)電氣工程的攻擊方式有中間人式攻擊、拒接服務攻擊以及數(shù)據(jù)篡改攻擊等。

（1）中間人式攻擊，簡稱MIM，其攻擊手段是將攻擊信息偽裝成某一通信終端的回執(zhí)信息，擁有較高的隱匿性，能夠有效降低自身被發(fā)現(xiàn)的風險。其攻擊效果取決于電氣工程的認證漏洞，所以在攻擊環(huán)節(jié)要強調(diào)以通信協(xié)議為主，并針對MIM對于整個系統(tǒng)的影響效果進行安全發(fā)生鏈建模。人工智能技術的應用，能夠在其實際入侵環(huán)節(jié)，對于錯誤數(shù)據(jù)檢測與拓撲結(jié)構(gòu)檢測系統(tǒng)進行詳細探測，同時對網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的變化情況進行分析，減少運維管理人員的工作量，降低了MIM的入侵可能性。需要注意的是，若傳感器電氣量測量值改變，在開閉狀態(tài)的MIN攻擊會使得拓撲估計值與原電力監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)相同，有可能存在人工智能終端無法發(fā)現(xiàn)的可能性，無法及時探測攻擊目的。

（2）拒接服務攻擊，簡稱為DDos，其攻擊手段是對整個電氣自動化項目中的資源進行高度消耗，使其中心處理能力不足，無法對系統(tǒng)內(nèi)部正常請求進行回應，從而達到暫停甚至中斷整個系統(tǒng)的目的。人工智能技術的應用，能夠通過對電力量測數(shù)據(jù)發(fā)送回控制中心的傳感回路情況分析，將自動化控制系統(tǒng)刀閘閉合動作作為建模對象，根據(jù)建模對象構(gòu)建負載頻率控制（LFC）分析方程。通過對方程種不同參數(shù)的變化情況分析，獲取整個網(wǎng)絡攻擊頻率的動態(tài)效果圖，并在此基礎上進行電氣自動化網(wǎng)絡安全探測。

（3）數(shù)據(jù)篡改攻擊，簡稱為FDI，其攻擊手段與EMS有著直接關系。以汽車EMS吊具控制器智能化電氣工程為例，EMS是整個系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，它的核心功能便是潮流計算與運行狀態(tài)估計，當?shù)蹙呖刂齐姎夤こ讨谐霈F(xiàn)錯誤信息的時候，其相應的狀態(tài)估計結(jié)果會同原來出現(xiàn)較大差異，從而發(fā)現(xiàn)攻擊信息。人工智能技術的應用，能夠在工作基礎是數(shù)據(jù)錯誤量測量任務較少的條件下，在攻擊者進行工程入侵時，及時調(diào)整整個電力監(jiān)控系統(tǒng)的參數(shù)配置，防治針對EMS進行惡意數(shù)據(jù)修改，繞過數(shù)據(jù)檢測模塊直接對運行狀態(tài)進行保護監(jiān)測，從而保障整個電氣自動化控制網(wǎng)絡安全[4]。

5 結(jié)論

隨著現(xiàn)代電氣自動化控制技術的不斷發(fā)展，強化人工智能技術在其工作過程中的項目應用，會起到不可替代的作用。在現(xiàn)代科學技術的發(fā)展背景下，能夠?qū)崿F(xiàn)人們生產(chǎn)生活方式改革，使得傳統(tǒng)電氣控制模式發(fā)生變革，降低人力、物力勞動成本，促進現(xiàn)代化文明發(fā)展，推動工業(yè)社會革命，具有一定的應用價值。

參考文獻

[1] 黃宇.電氣工程中電氣自動化融合技術的應用研究[J].科技創(chuàng)新與應用，2020（32）：174-175.

[2] 朱保華.淺談電氣自動化智能建筑設備安裝與質(zhì)量控制要點[J].四川水泥，2020（10）：82-83.

[3] 王靜.礦用掘進機電氣自動化系統(tǒng)的設計及實踐應用研究[J].礦業(yè)裝備，2020（5）：154-155.

[4] 楊豐越.礦山電氣自動化控制系統(tǒng)設計中人工智能技術的應用[J].冶金管理，2020（17）：77-78.

[5] 褚凱.基于人工智能技術的電氣自動化控制研究[J].科技創(chuàng)新導報，2012（3）：88.

[6] 胡國東.基于人工智能技術的電氣自動化控制研究[J].電子測試，2020（1）：97.

[7] 祁輝宇.基于人工智能技術的電氣自動化控制研究[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2020（1）：75-76.

[8] 武普江.基于人工智能技術的電氣自動化控制研究[J].科學與信息化，2018（15）：66.

[9] 王幫元.電氣自動化控制中人工智能技術應用探究[J].赤峰學院學報（自然科學版），2015（9）：50-52.

[10] 佟雙環(huán).人工智能技術在電氣自動化控制中的應用研究[J].工業(yè)，2018（4）：289..