人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

蔡梓沛

[摘? ? 要]基于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在各行業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)建設(shè)中運(yùn)用電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)已是屢見不鮮。實(shí)現(xiàn)人工智能技術(shù)有機(jī)結(jié)合電氣自動(dòng)化控制，能在提高系統(tǒng)使用水平的同時(shí)，為高質(zhì)量生產(chǎn)提供保障。對此，本文將著眼電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，簡要闡述人工智能技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng);人工智能技術(shù);應(yīng)用

[中圖分類號]TM76 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）12–00–03

[Abstract]Based on the development of social economy and the progress of science and technology， it is common to use electrical automation control system in the production and construction of various industries. The combination of artificial intelligence technology and electrical automation control can improve the use level of the system and provide guarantee for high-quality production. In this regard， this paper will focus on electrical automation control system， briefly describes the application of artificial intelligence technology.

[Keywords]electrical automation control system; artificial intelligence technology; application

作為現(xiàn)階段新興技術(shù)領(lǐng)域的電氣自動(dòng)化技術(shù)，在其發(fā)展過程中，人工智能技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛。特別是工業(yè)生產(chǎn)中，通常人工智能技術(shù)會(huì)與電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)相融合，以此切實(shí)提升自動(dòng)化控制在工業(yè)電氣化生產(chǎn)中的精確度與效率。這樣在促進(jìn)自控技術(shù)朝著智能化方向發(fā)展的基礎(chǔ)上，為開辟智能化自控設(shè)備市場打下基礎(chǔ)。

1 人工智能技術(shù)基本內(nèi)涵分析

在1956年的Dartmouth學(xué)會(huì)上，首次提出人工智能這一概念[1]。人工智能屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，其主要試圖分析智能的實(shí)質(zhì)，生產(chǎn)出新的可通過類似人類智能的方式進(jìn)行反應(yīng)的一種智能機(jī)器。此領(lǐng)域研究主要包含語言識別、機(jī)器人、圖像識別、專家系統(tǒng)以及自然語言處理等。關(guān)于人工智能技術(shù)，從本質(zhì)層面分析，其屬于由多門專業(yè)學(xué)科以及信息化技術(shù)融合構(gòu)成的信息化、現(xiàn)代化專業(yè)學(xué)科，能夠?yàn)樾畔⒒芾硐到y(tǒng)賦予和人類相似的模擬性思維與相關(guān)能力，并將其作為技術(shù)基礎(chǔ)，在實(shí)際應(yīng)用過程中，讓人工智能技術(shù)能夠結(jié)合運(yùn)行準(zhǔn)則和具體情況，實(shí)現(xiàn)各類控制指令的智能化制定，并做出精準(zhǔn)反應(yīng)。和人類相比，雖然人工智能技術(shù)擁有不同的思維方式，也會(huì)受限于諸多使用條件，可是人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域中，不僅能夠和人腦一樣展開邏輯思考，而且具備較強(qiáng)的分析能力與數(shù)據(jù)運(yùn)算能力。

2 簡析人工智能化技術(shù)運(yùn)用特征

人工智能技術(shù)作為當(dāng)前和人力思維最接近的一種技術(shù)，在使用過程中擁有多元化突出特征，主要包括：①人工智能技術(shù)具備采集與處理大規(guī)模數(shù)據(jù)的功能。人們在具體使用該技術(shù)時(shí)不需要?jiǎng)幽X思考十分復(fù)雜的事情。在生活和工作中應(yīng)用人工智能化技術(shù)，例如計(jì)算機(jī)編程軟件，能識別采集多樣化的信息數(shù)據(jù)，然后對識別信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分類處理，便會(huì)獲得和人體思維基本相同的答案，這樣可以大大提高工作的效率和便捷性。②具備系統(tǒng)化監(jiān)視與警報(bào)功能。人工智能技術(shù)應(yīng)用在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，能實(shí)時(shí)監(jiān)視工作系統(tǒng)中各種運(yùn)行數(shù)值，而且可以有效監(jiān)視具體運(yùn)行中的電氣自動(dòng)化設(shè)備，如果在設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)過度用載或是功能性受損等問題，系統(tǒng)能夠發(fā)出自動(dòng)警報(bào)，將發(fā)生的有關(guān)事情記錄下來。③能夠控制電氣自動(dòng)化設(shè)備。主要通過計(jì)算機(jī)終端控制電氣自動(dòng)化設(shè)備，工作人員在這一過程中僅需操作計(jì)算機(jī)設(shè)備的鍵盤與鼠標(biāo)，便能不設(shè)地點(diǎn)地遠(yuǎn)程控制電氣設(shè)備，例如控制斷路器或者是開關(guān)的隔離。與此同時(shí)，還能依據(jù)各種情況最大限度滿足各種值班需求。④錄制發(fā)生的故障事件。通過人工智能操作系統(tǒng)，模擬在使用中所形成的故障電子波形，模擬具體發(fā)生的故障事件，而且能夠記錄設(shè)備開關(guān)的具體變化情況。

3 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用智能化技術(shù)的重要性

基于不斷完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)一步突顯了電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的系統(tǒng)性和復(fù)雜性，比如數(shù)控機(jī)床能進(jìn)行自動(dòng)化控制操作[2]。也正是因?yàn)橄到y(tǒng)提出的復(fù)雜性需要核心技術(shù)也能做到智能化控制。和有關(guān)工業(yè)設(shè)計(jì)案例相結(jié)合，在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中應(yīng)用人工智能技術(shù)非常重要，具體如下：①數(shù)據(jù)采集和處理功能能夠自動(dòng)化采取電氣設(shè)備各類數(shù)據(jù)，與此同時(shí)通過云平臺還能保存與處理各種數(shù)據(jù)，從而強(qiáng)化自動(dòng)化控制系統(tǒng)的綜合性能。②自動(dòng)分析及處理功能可以遠(yuǎn)程監(jiān)測及報(bào)警。借助大數(shù)據(jù)等的人工智能技術(shù)能遠(yuǎn)程操作電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，從而依據(jù)系統(tǒng)所設(shè)定的程序比對電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況，從及時(shí)找出系統(tǒng)運(yùn)行故障。③人工智能技術(shù)的操作功能十分靈敏，可以滿足不同環(huán)境條件下的電氣自動(dòng)化控制要求。依托遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的人工智能技術(shù)可以控制環(huán)境，這樣一方面能減少人工負(fù)擔(dān)，另一方面還可以提高設(shè)備自身的控制性能。比如人工智能技術(shù)應(yīng)用在礦井控制系統(tǒng)中，在分擔(dān)工作量的同時(shí)，可以在線實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備狀況。

4 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用中人工智能技術(shù)問題原因分析

人工智能技術(shù)在經(jīng)過多年發(fā)展后已經(jīng)較為成熟，而且因?yàn)殚_發(fā)投入到人工智能技術(shù)和電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的機(jī)械設(shè)備數(shù)量較大，所以人工智能技術(shù)也廣泛應(yīng)用在工業(yè)企業(yè)中。可是人工智能技術(shù)應(yīng)用在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中也產(chǎn)生了很多問題，問題出現(xiàn)的原因主要體現(xiàn)在：因?yàn)槭芟抻趥鹘y(tǒng)技術(shù)思想，加之有關(guān)技術(shù)人員所掌握的專業(yè)知識不能做到與時(shí)俱進(jìn)，所以人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中無法發(fā)揮實(shí)際作用。而且由于功能相對單一的人工智能化設(shè)備，在一定程度上會(huì)影響到電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行。與此同時(shí)，在問題出現(xiàn)后沒有做到及時(shí)的維護(hù)與保養(yǎng)，也會(huì)對應(yīng)用電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)造成影響。

5 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中人工智能技術(shù)具體應(yīng)用分析

5.1 神經(jīng)控制系統(tǒng)

神經(jīng)控制系統(tǒng)主要是依托人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有效模擬人類神經(jīng)系統(tǒng)，完成傳輸與處理信息網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)過程。關(guān)于神經(jīng)控制系統(tǒng)，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：和人的聯(lián)想、記憶、推理存在很多相同點(diǎn)[3]。在人工智能中能對人的邏輯思維進(jìn)行模擬，在形成諧波的同時(shí)做到實(shí)時(shí)監(jiān)控。而且在實(shí)時(shí)監(jiān)控電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，能夠有效分析電氣系統(tǒng)靜止或是運(yùn)行狀態(tài)的安全性，同時(shí)還能及時(shí)處理診斷出來的故障。可見，在電氣自動(dòng)化控制中神經(jīng)控制方式占據(jù)重要地位。

5.2 模糊控制方法

模糊控制方法主要將推理理論與模糊語言作為基礎(chǔ)，以專家經(jīng)驗(yàn)為電氣自動(dòng)化控制準(zhǔn)則的智能控制方法。其本質(zhì)為模糊模型，通過相關(guān)控制器能有效控制電氣設(shè)備系統(tǒng)，在具體使用過程中借助模糊邏輯當(dāng)中的推理規(guī)則，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)組建具備數(shù)字化特征的電氣控制系統(tǒng)，該類電氣控制系統(tǒng)還擁有反饋閉環(huán)結(jié)構(gòu)。在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中應(yīng)用模糊控制方法，一方面能降低數(shù)據(jù)庫搜索過程中的難度，另一方面可以靈活處理各種問題。針對不清楚電氣系統(tǒng)的相關(guān)工作人員，通過模糊邏輯控制能更好地對統(tǒng)計(jì)與處理電氣系統(tǒng)數(shù)據(jù)。與此同時(shí)，能夠依據(jù)處理分析的最后結(jié)果，明確相應(yīng)的解決方案。更重要的是還能較好預(yù)測電氣系統(tǒng)內(nèi)可能出現(xiàn)的故障。

5.3 專家控制方法

專家控制方法是指將專家的有關(guān)經(jīng)驗(yàn)及理論基礎(chǔ)當(dāng)做基礎(chǔ)框架結(jié)構(gòu)，綜合實(shí)驗(yàn)理論中各類技術(shù)手段，從而實(shí)現(xiàn)智能化控制電氣系統(tǒng)的一個(gè)過程。針對專家控制法，重點(diǎn)是充分應(yīng)用專家經(jīng)驗(yàn)，具備較高的效率與靈活性，能夠依據(jù)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)際需求靈活選擇控制率。同時(shí)，專家控制方法具備較強(qiáng)的適應(yīng)性，可以依據(jù)實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)情況，調(diào)整調(diào)控器的各項(xiàng)參數(shù)，以此保證電氣設(shè)備可以充分適應(yīng)不同的工作環(huán)境。在電氣自動(dòng)化控制中應(yīng)用專家控制法，可以最大限度提升電氣設(shè)備的穩(wěn)定性與安全性，在保證電氣自動(dòng)化控制水平的同時(shí)，提升工業(yè)生產(chǎn)的效率及質(zhì)量。

5.4 優(yōu)化與診斷電氣自動(dòng)化控制的問題和故障

在電氣自動(dòng)化控制過程中應(yīng)用人工智能技術(shù)，能夠進(jìn)一步優(yōu)化電氣自動(dòng)化的故障診斷和控制設(shè)計(jì)。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，依據(jù)理論知識并與設(shè)計(jì)人員工作經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合提升設(shè)計(jì)水平。在以往的設(shè)計(jì)工作中，通過采取實(shí)驗(yàn)結(jié)合經(jīng)驗(yàn)的方式，最后設(shè)計(jì)電氣自動(dòng)化控制的結(jié)果往往是差強(qiáng)人意。因?yàn)槿斯ぴO(shè)計(jì)存在諸多缺陷，可能會(huì)致使電氣自動(dòng)化控制技術(shù)無法充分展開或是應(yīng)用。伴隨不斷發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)，在一定程度上改變了設(shè)計(jì)電氣產(chǎn)品的方式，從人工設(shè)計(jì)朝著CAD計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)發(fā)展。通過CAD設(shè)計(jì)技術(shù)能將品質(zhì)設(shè)計(jì)的時(shí)間縮短到最低，而且設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品具備理想的模擬效果。

除此之外，為進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)電氣產(chǎn)品的水平，在電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)用人工智能技術(shù)時(shí)可以有效運(yùn)用遺傳算法，以此保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確度。在診斷電氣自動(dòng)化控制故障的過程中運(yùn)用人工智能技術(shù)，可以提升故障診斷的質(zhì)量與效率。通常情況下，在診斷電氣系統(tǒng)的故障時(shí)會(huì)依據(jù)以下三個(gè)步驟進(jìn)行：①檢測電氣設(shè)備呈現(xiàn)的特征信號;②以檢測最終結(jié)果為依據(jù)得到系統(tǒng)更新的故障信息;③有效識別電氣系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而判斷故障狀況[4]。現(xiàn)階段的故障診斷技術(shù)相較完善，尤其是故障技術(shù)有機(jī)結(jié)合專家智能自動(dòng)化控制技術(shù)，為故障診斷效率與準(zhǔn)確率的提高打下基礎(chǔ)。

出于確保精準(zhǔn)判斷電氣設(shè)備運(yùn)行故障判斷，人工智能技術(shù)應(yīng)使用在電氣自動(dòng)化控制的以下幾方面：①動(dòng)態(tài)化監(jiān)控電氣設(shè)備具體運(yùn)行情況，確保電氣設(shè)備位置和獲取狀態(tài)信息的準(zhǔn)確性;②將必要的傳感裝置安裝于電氣設(shè)備中，例如檢測壓力、功耗和溫度等裝置，這樣便可以更加精準(zhǔn)檢測有關(guān)信息數(shù)據(jù)。如果電氣設(shè)備存在故障，則能分析信息數(shù)據(jù)，依據(jù)信息存在的關(guān)聯(lián)性精準(zhǔn)判故障位置和故障產(chǎn)生的原因。這樣可以在一定程度上提升診斷故障的效率，從而為故障處理的后續(xù)工作提供相應(yīng)參考。

5.5 電氣一般控制過程

電氣自動(dòng)化控制應(yīng)用范圍廣泛，一方面可以應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)過程中，另一方面也可以使用在日常生活。在現(xiàn)階段生產(chǎn)生活中，電氣自動(dòng)化控制是一大重要部分。以往的電氣設(shè)備中，不僅操作控制系統(tǒng)的操作難度高而且比較復(fù)雜。因此，操作電氣設(shè)備的時(shí)間相對較長，且對操作準(zhǔn)確性提出較高要求。要是發(fā)生操作失誤，會(huì)嚴(yán)重影響到電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)。在電氣自動(dòng)化控制中應(yīng)用人工智能技術(shù)，可以最大限度優(yōu)化設(shè)備操作系統(tǒng)，省去較多復(fù)雜的操作步驟與程序，達(dá)到簡化操作的效果。由此，在一定程度上可以降低具體操作電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的失誤發(fā)生率，進(jìn)而提升操作的質(zhì)量與準(zhǔn)確率，從而保證操作電氣設(shè)備的可靠性與安全性。

5.6 電氣設(shè)計(jì)

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中的電氣設(shè)備具備一定的復(fù)雜性和專業(yè)性，融合磁場學(xué)、電學(xué)等相關(guān)學(xué)科。以往電氣設(shè)計(jì)工作采取的主要是人工設(shè)計(jì)模式，不僅設(shè)計(jì)時(shí)間長，而且設(shè)計(jì)方案很容易出現(xiàn)不全面、不精準(zhǔn)等問題。基于在電氣控制中人工智能技術(shù)的深入應(yīng)用，在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)通過數(shù)據(jù)采集和統(tǒng)計(jì)，能切實(shí)提高設(shè)計(jì)方案的準(zhǔn)確度。另外，通過人工智能技術(shù)，還能依托其自身的監(jiān)控系統(tǒng)，自動(dòng)存儲和提示設(shè)備數(shù)據(jù)將設(shè)備可能產(chǎn)生的問題進(jìn)行模擬，及時(shí)記錄與分析運(yùn)行參數(shù)的變化，從而確保電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以有序平穩(wěn)地運(yùn)行。

6 結(jié)束語

人工智能技術(shù)的運(yùn)用已然成為未來主要發(fā)展趨勢，依托人工智能技術(shù)提升產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)而推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展。有關(guān)科研人員應(yīng)深入研發(fā)人工智能技術(shù)，擴(kuò)大其領(lǐng)域應(yīng)用空間，與此同時(shí)，還應(yīng)汲取國外尖端人工智能技術(shù)，結(jié)合實(shí)際引入先進(jìn)設(shè)備，進(jìn)一步提高人工智能技術(shù)的普及率。

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