基于人工智能的電氣自動化控制實現

文/呂傳紅

（遼寧冶金職業技術學院 遼寧省本溪市 117000）

所謂的人工智能所說的就是利用機械裝置和電子裝置取代、模擬人類智能，是一種仿大腦思考的技術。當前國內電氣系統在朝向自動化方向邁進中，人工智能所展現的優勢使得其成為未來重要趨勢。一定要提高重視度，這樣才能夠幫助我國電氣自動化獲得更好的發展。為了明確人工智能這項技術的正確使用思路，本文將以此為對象，著重討論和重點研究。

1 人工智能優勢

設計電氣設備的時候，復雜性和系統性是工作最大的特征和要點。對此設計人員需要擁有足夠扎實和豐富的理論涵養，這樣才能夠保障設計效果、設計質量。自動化控制電氣的時候，人工智能這種技術優勢非常突出。

（1）和別的現代技術相對比，這種技術的操作標準要更加嚴格。實踐中可以用各種終端設備快速操作。另外還能夠綜合評估操作狀況、操作情況。檢驗智能操作問題，提高操作效率、操作效果和操作水平。工業生產中科學有效的管理是解決工業生產問題，提高生產質量的關鍵點。

（2）有效提高自動化控制水平。在實踐中人工智能這種技術能夠完成電氣設備運行中的各種數據搜集與處理，保存這些設備所出現的各種信息、數據，提高電氣控制精度和質量。此外人工智能本身操作十分便利、控制十分簡單。只修要應用鍵盤、鼠標等，工作人員就能夠完成電氣設備的操作，減少了工作人員工作強度，解決了電氣自動化的控制要求。

（3）能夠讓電氣自動化操作更有效率，體現了穩定性、安全性方面的追求。和傳統系統相對比，智能控制的一致性要更加突出[3]。能夠減少智能化帶給最終數據結果的負面影響，保障了穩定性。此外人工智能這項技術還擁有自動化控制條件，智能化捕捉故障錄波，并對故障錄波的情況做科學模擬，掌握其順序。捕捉其過程，自動化故障錄波程度，保障了電氣設備穩定性和安全性。

2 人工智能功能

2.1 數據采集處理

人工智能這項技術的科學使用可以有效減少工作人員工作難度和強度。自動化控制電氣工程中，人工智能這種技術取代了工作人員，完成了各種電氣設備數據的處理，包括開關量和模擬量。最后用智能化手段完成人類思考習慣的模擬，呈現相應結論，讓設備完成自動化操作。

2.2 監視警報

生產制造電氣設備的時候，人工智能這項技術使用相應監控器、傳感器監督電氣系統開關情況與各種數據。在系統出現問題的時候第一時間發出警報。在收到警報后工作人員就會利用人工智能所提供的各種資料、情況展開電氣設備檢查，明確故障位置和原因，及時完成作業修復，保障維修效果和質量。

2.3 操作控制

自動化控制電氣工程中，人工智能所需要依靠的設備只是單純的輸入設備包括鼠標、鍵盤等。利用計算機就能夠對遠處的施工現場進行控制，包括操作斷路器、隔離開關。工作人員使用數控程序就可以解決電氣設備的控制要求。此外正常運行自動化系統的時候，還可以高水準的保障值班安排質量，限制部分操作功能。

2.4 故障錄波

這種功能就是控制電氣自動化的時候假如出現了故障問題，那么人工智能這項技術就可以全方位的對設備數據展開記錄。以此為中心簡化故障、消除故障，提高診斷效果。通過分析這個過程中得到的各種數據，明確故障部位、故障類型。除此之外還能夠提供給檢修人員相應數據信息，保障了工作效率，提高了維修質量和維修效率。

3 電氣自動化中的人工智能應用方法

3.1 設備設計

（1）高效率的維修與養護。電氣的自動化控制是由許多設備共同組成的。使用中不同設備使用年限和標準會受到很多因素影響。如果設備本身的各項指標和數據條件沒有滿足要求和規定，就會出現故障。此時為保障系統穩定運行、良好運行就需要對其進行維修與養護。

（2）控制系統的優化控制除了要重視設備科學維修與養護，還要搭配智能技術對其所用數據信息進行改寫與編撰，保障控制精度、控制質量。讓這些操作設備獲得高超水平的智能化能力。傳輸功能、智能采集依靠科學智能技術完成了終端設備與控制平臺連接。此時只要使用數字終端搜集儀表數據信息，并對其進行科學處理、科學分析就能夠得到有用信息資源。

（3）將所得到的各種資料返回數據庫，為程序下達各種指令提供參照依據。此外還要充分考慮具體生產和設計目標要求，建立科學的溝通機制。設計中，一定要充分溝通，設計師要考慮到設備的應用環境，合理化設計，以便發揮程序、系統應有作用。

3.2 電氣控制

電氣控制原因為確保電氣能夠更加穩定的運行，發揮應有作用，保障運行效率和效果，實現穩定生產、有序生產。工作中為了順利達成上述目標，工作人員就需要確保電氣設備擁有足夠高超的智能化水平。對此有必要做好智能技術引進，這是行業發展的必然追求。在人工智能技術合理使用的同時，保障了電氣的控制效果、自動化水平，約束了操作問題，確保了高質量、高效率生產。此外還能夠有效節省大量人力和物力的投入，朝向更穩定、高程度方向前進。工作中的人工智能這項技術有著十分集中化的使用，包括專家控制、模糊控制、神經網絡等諸多技術。專家控制就是利用專家理論，搭配相應理論技術構件的人工智能。該技術在各種各樣的環境中都能夠使用，實用性很強、適應性很好。能夠顯著提高設備的安全性和運行質量。模糊控制使用的是模糊推理和模糊語言，結合專家經驗，有效控制電氣。模糊控制擁有足夠高的自動化水平。利用計算機系統組建數字控制體系。并且模糊控制本身也擁有自己的反饋渠道，能夠為自身系統的優化提供數據支持。這里的神經網絡主要作用在于模擬人類的神經元，隨后基于人類神經元條件構建相應模型，充分發揮控制效果。人工智能這項技術的使用中神經網絡研究非常廣泛，該技術在近些年有不斷成熟。電氣控制過程中該技術的使用效果十分明顯。

3.3 日常操作

21 世紀背景下，工業有快速發展，對現代人的生活、生產來說，電氣設備價值非常突出。面對這樣的條件與狀況，就需要擁有完整、安全的電氣設備。安全運行的電氣設備是保障現代人能夠正常生活、安全生產的關鍵點。電氣設備的應用中，操作流程必須嚴謹和合理。操作人員需要擁有合格的操作方法，保障設備發揮正常作用，減少故障發生概率。傳統電氣操作環節，操作流程非常復雜，難度很大。不僅操作需要花費許多時間，同時培養操作人員也需要耗費大量精力和資源。操作過程中一定要嚴謹、規范的操作，如若失誤和發生問題，就會出現非常嚴重的負面效果，影響安全。而在人工智能這項技術出現以后，不僅簡化了繁瑣的操作流程，同時也能夠保障電氣操作質量和效果。工作人員只需要輕輕點擊運行按鈕，設備就能夠自動化操作，減少了操作失誤，保障了操作穩定性和安全。

3.4 故障診斷

診斷電氣設備故障的過程中，人工智能發揮著十分關鍵的作用。工作人員操作電氣設備時，會受到很多因素影響，引起各種各樣的事故和故障。假設工作人員做不到及時分析這些設備故障與問題，就會出現嚴重損失。可是傳統診斷方法流程復雜、內容較多，并且判斷準確性有限，無法科學診斷具體故障的位置與提供合理的解決措施。比如變壓器發生故障的時候，診斷設備時候所用方法為，依靠變壓器氣體檢測，這種做法浪費了大量人力和物力資源，并且準確度也不夠穩定。而在人工智能這項技術的支持下，利用專家系統，用模糊理論、神經網絡就可以精準判斷故障的位置、成因，并提供給檢修人員有效的故障排除措施，保障了工作質量、工作效果，為后續的操作創造了很好的契機和條件。

3.5 數據優化

做電氣自動化操作與控制時，為了保障控制精準性與有效性，就需要重視數據資料的采集與處理，這是電氣控制中的重要工作與基礎性內容，價值非常突出。人工智能技術的科學引用可以有效優化數據處理和數據采集過程，保障工作人員可以獲得有效數據信息，完成數據的科學處理與科學存儲。操作中需要擁有分析工具，搭配展示面板，投射人工智能技術的工作畫面，讓工作人員能夠直觀的了解到具體條件。除此之外科學使用人工智能這項技術還可以提前模擬工作流程，并對系統故障進行預分析，以免發生類似問題和故障。

3.6 人工神經網絡

計算機能夠模擬人類神經系統輸送和處理各種信息，這是該技術被稱作人工智能的重要原因。構建和人類近乎相同的聯想、記憶、判斷思維，使用諧波模型梳理思考模式。對系統做靜態與動態分析，完成系統實時監督和管理，有效診斷和檢測故障。

3.7 模糊邏輯

智能技術能夠模擬人類思維方式。事物發展并不單純的包括好壞不同，同時還要參考心理學依據。模糊邏輯就是以人類心理學為切入點實現和數學函數結合的一種技術，能夠揭示人類心理變化過程。在面對對應問題的時候，該邏輯可以有效降低數據搜索和處理難度，完成數據分析與統計。根據數據給出的反饋和結果評斷與預測系統障礙性因素。

3.8 電力系統

對于一個國家來說，能源資源的定位和作用是非常關鍵的。電力系統作為其中的重中之重。電氣系統對于人工智能技術的應用可以幫助電力系統發揮更大的作用。電力系統經常會用到人工智能技術，發揮人工智能技術當中的模糊理論、神經網絡、專家系統價值。在人工智能當中，專家系統本身非常復雜，集合了大量的專業知識、經驗以及規則。該技術能夠依靠特定領域知識和經驗，完成推理與判斷，并參考專家數據庫的知識，分析與決策。有效處理了各種問題。專家系統總共包括人機接口、知識獲取、咨詢解釋、推理機、數據庫和知識庫六大部分。大規模信息的處理經常會用到該技術。并且這種技術的狀態分類和識別能力十分強大。電力系統短期負荷的預測會用到BP 神經網絡，在足夠多的樣本中合理分類數據，選擇輸入方法。并構建不同的預測模型，將人工神經網絡和元件關聯結合到一起，用在電力系統的診斷和判斷。應用ANN 元件模型，定位操作和故障報警元件，有效識別故障。比如電網系統出現跳閘情況的時候，就可以用該系統精準分析、精準定位獲知具體的跳閘區域和情況，第一時間捕獲信息。使用自帶專家系統為問題修理、故障解決提供建議和方法。

4 工業過程中的智能技術應用必要性

自動控制的人工智能擁有極大的優勢，智能控制的目的在于改善產品品質，提高控制水平，有著提高生產安全性和控制精度作用。工業本身的病態結構問題是非常突出的。一味的依靠計算機數值處理功能無法徹底解決非算法信息處理和非數值問題。人工智能這種技術在處理中顯示出了巨大優勢。

電氣自動化的系統控制需要從下面幾個角度出發。

（1）工業過程本身有著十分病態的結構，這些問題難以用公式表達。純數值方法和模型化方法效果不夠顯著。AI 技術成為了這類問題解決的關鍵途徑。

（2）工業生產操作條件會在產品不斷變化的同時發生變化，周期性操作是最大特征。智能技術很適合解決這些問題。

（3）生產系統能夠緊急處理各種隨機故障。從實例經驗可以看到。智能診斷系統具備這樣的能力，可以有效處理各種復雜狀況。

（4）模糊信息和不確定信息比實際生產系統的數據量要大。使用傳統控制方式無法有效利用其中的各種信息，而智能系統則可以有效解決不精準信息問題。

（5）智能控制這項技術作為新穎的挑戰、新穎的技術，改變與沖擊著傳統控制方法和理念，創造了全新的實時控制系統。

人工智能這種技術有著簡化人力操作的優點，能夠減少人工誤操作帶來的負面損失。該技術用計算機設備控制電氣系統，人工的作用只是控制系統開關，調整勵磁電流。人工智能系統為不同人提供著不同的管理權限，控制和影響操作人員的操作。

5 結語

必須說明的是，自動化控制電氣過程中，設計、控制、操作、診斷和優化意義非凡，是保障工作效率的關鍵點，能夠有效應對電氣工程本身發展要求，夯實國家經濟發展基礎和條件，確保國民經濟獲得更穩定的增長條件和能力。