人工智能技術在電氣自動化控制中的應用

姜 珂

（大連市政工程咨詢管理有限公司，遼寧 大連 116000）

0 引 言

電氣自動化控制是生產設備智能化發展中的一項關鍵性技術。在電氣自動化控制中融入人工智能技術，可以更進一步提高設備的智能化水平，使生產工作變得更加高效、便捷、精準。同時，人工智能技術的應用還可以在很大程度上減少人力資源的投入，減輕工作人員的工作強度，促進自動化控制的長遠發展。因此，探討人工智能技術應用于電氣自動化控制具有積極意義。

1 人工智能簡述

人工智能（Artificial Intelligence，AI）是一種模擬人類智能的系統性技術學科，屬于現代化計算機信息技術的范疇，涉及的專業領域包括邏輯學、心理學、工程學、計算機編程、數學等。人工智能的本質是對人的思維的信息過程的模擬，具體途徑有兩條：一是結構模擬，即按照人腦的結構機制制造出“類人腦”的機器；二是功能模擬，即單純地對人腦功能進行模擬，忽視其結構因素。后者最典型的成果就是現代電子計算機，其運行機制與人腦思維信息過程類似。目前，在人類生產生活中廣泛使用的人工智能屬于弱人工智能，強人工智能尚處于研究階段。人工智能的發展歷程如圖1所示。

人工智能技術誕生于信息時代的大背景下，在機器人和專家系統兩個領域表現出巨大的發展前景，可用于設備的自動化控制。近年來，我國對人工智能技術的重視程度持續提升，是“中國智造”戰略實現的重要一環。因此，2017年政府工作報告中就提及了人工智能技術，隨后該技術開始在社會各個行業領域推廣開來，促進了我國經濟競爭力的提升[1]。目前，人工智能技術的應用已經拓展到交通、醫療、制造、教育、金融以及物流等多個領域，以此趨勢來看，在未來，基于人工智能技術的產品種類和形態也將變得更加豐富多樣。人工智能應用領域如圖2所示。人工智能技術最顯著的特點是計算機模擬，這是它能夠模擬人類智能的關鍵所在。將人工智能應用于當前的電氣自動化控制，可以大幅度提高工作效率，減少人工成本。此外，人工智能的種類和形式十分豐富，應用范圍十分廣泛，并且人工智能控制器所具有的可調節性可以使其有效應用于不同場景。

圖2 人工智能應用領域

2 人工智能技術在電氣自動化控制中的應用特點及應用場景

2.1 應用特點

在電氣自動化控制領域，借助人工智能技術可以通過計算機操控替代一些高難度、高強度和復雜性的工作，提高系統控制的自動化水平，降低成本投入，提升經濟效益。考慮到電氣設備設計的系統性和復雜性，人工智能技術在電氣自動化控制中的應用呈現出以下特點。

第一，替代人力勞動。在過去，一些復雜煩瑣的電氣設備操作往往需要大量的人力、物力資源作為支撐。而借助人工智能技術則可以通過計算機系統完成數據信息的采集和處理，并在此基礎上做出精準判斷，發布控制指令，大幅度減少人力成本投入，同時也能降低人工勞動的強度。

第二，有效避免因人為因素可能導致的事故和故障。傳統電氣設備操作控制的復雜性較強，在進行數據采集和整理的過程中，工作人員會因疏忽或是其他因素而導致出現錯誤操作，從而引發事故，帶來不必要的損失。而在人工智能技術的支持下，電氣自動化控制中所涉及的人員操作內容大幅度減少，同時操作程序也變得更加簡單、便捷，計算機系統可以自動完成數據的采集、整理及存儲，且嚴格遵照編寫的程序進行操作，工作人員只需要進行一些簡單操作，基本上不會出現錯誤，因此可有效排除人為因素所帶來的風險，實現電氣設備控制效率的提高。

第三，優化電氣自動化控制設計。當前，電氣自動化控制具有復雜、煩瑣的特征，因此在設計工作中需要綜合考慮諸多影響因素。為了保障設計質量，通常需要建立科學的控制對象模型。而借助人工智能技術則可以有效避免其中存在的不確定性因素，提高系統參數的精度[2]。此外，工作人員不需要再對對象模型進行控制，工作負荷明顯降低。

第四，提高電氣自動化控制系統運行的規范性和統一性。結合工業生產實踐來看，現今電氣自動化設備的系數及系統工作參數存在普遍的差異性，為控制工作帶來了極大的不便。而借助人工智能技術則可以實現對各類系數、參數的統一規定，消除客觀因素帶來的干擾，提高生產效率和質量。

2.2 應用場景

經過多年的研究、探索和實踐，現如今的人工智能技術已經趨于成熟，并逐漸應用于工業生產。將人工智能技術應用于電氣自動化控制領域，不僅能促進我國綜合競爭力的提升，而且能推動社會現代化建設的深入。

當前階段，電氣自動化控制表現出極強的復雜性和系統性，在引入人工智能技術時，如何實現二者的有效契合是當前研究的重點。在經過一段時間的探索嘗試之后，人們總結了當前人工智能技術在電氣自動化控制中的應用成果。

第一，基于人工智能技術搭建控制系統，對電氣設備運行過程中的相關數據進行采集、存儲和分析，進而針對實際需求采取控制措施。目前，在生產實踐中應用的人工智能可分為多種類別，所具有的特點以及運用形式均存在一定的差異。人工智能控制器是其中的一種，其具有以下優勢：人工智能控制器的調節具有簡易便捷性；通過對設備的微調可以實現性能的顯著提升；在缺乏具體知識的前提下也可以進行設計；人工智能控制器設計不需要控制對象的模型。

第二，采用人工智能技術對電氣設備的數值進行動態監測，據此判斷當前電氣設備的運行狀態，及時發現并處理其中存在的故障問題。同時，故障發生時的相關數據會被完整地記錄下來，作為比對數據庫，在后續運行中一旦出現征兆，即可提前做出反應，消除事故隱患，確保系統的正常穩定運行。

第三，采用人工智能技術打造自動化生產線，提高產品生產效率和質量。

3 人工智能技術在電氣自動化控制中的具體應用

3.1 基于人工智能的電氣自動化設備

利用人工智能對電氣設備進行監測控制，需要有針對性地開發具備特定功能的計算機程序，以人機交互的方式實現自動化控制。在進行計算機程序編寫的過程中，應充分滿足設備智能化需求，力求最大程度地通過機器完成控制工作，減少人力資源的投入；同時，簡化操作程序，降低工作人員的負擔。在人工智能技術的支撐下，智能化設備的數據獲取及處理能力都將獲得顯著提升。

3.2 基于人工智能的系統控制

基于人工智能技術，工作人員可以通過計算機完成指令的傳輸和反饋，以實現對系統的有效控制[3]。在具體實施過程中，需要以模糊控制為基礎，借助專家系統，針對不同的工作環境和設備條件采用不同的系統控制方法，配備相應的控制器，以滿足電氣設備在不同環境下的運行參數要求，實現設備自動化控制效能的提升。隨著人工智能技術的發展，其對人腦功能的模擬效果也在不斷優化，在理論上可以實現擬人化控制。

3.3 通過人工智能技術簡化操作流程

在電氣自動化控制中，人工智能技術還可以用于簡化系統操作流程。第一，基于人工智能技術對落后的設備操作方法進行優化，通過計算機軟件平臺完成設備操控，提高設備控制的精準度，最大程度地減少操作失誤，確保數據的精確性。第二，通過人工智能技術提高系統操作的智能化水平，通過簡捷的操作實現復雜的流程。

3.4 基于人工智能技術的故障診斷

人工智能技術在電氣自動化設備故障診斷排除方面也具有極高的應用價值。在過去，故障維修人員通常需要花費大量的時間和精力進行故障排除，尤其是一些結構比較復雜的電氣自動化設備，需要消耗大量的資源，即使如此，也可能無法取得理想的維修效果[4]。電氣自動化設備的內部零件十分精密，拆裝十分不便，還可能引發全新的故障。總而言之，傳統的設備故障診斷在效率和效果上都難以保障，已經成為阻礙工業發展的一個重要因素。而利用人工智能技術則可以有效解決這一問題。借助智能控制器可以對電氣自動化設備運行產生的數據進行全面采集和整理，據此分析判斷設備的運行狀態，一旦出現數據異常，就能迅速做出反應，鎖定故障部位，分析故障原因，針對性地制定故障排除方案，大幅度提升故障診斷檢修的效率。需要注意的是，故障檢修人員必須要具備人工智能技術運用的專業素養，如此才能保障故障診斷工作的有效開展。

4 結 論

人工智能技術在電氣自動化控制的諸多場景中都表現出了極高的應用價值，因此我國應積極推動人工智能和電氣自動化控制的融合，助力工業發展，提高生產力水平及經濟效益，為我國綜合國力的提升奠定堅實的基礎。