電氣自動化控制中的人工智能技術

◆郭偉偉 吳文臣 佟若詩 楊家璇

（齊齊哈爾工程學院 黑龍江 161002）

近年來，我國科學技術飛速發展，人工智能技術的優勢凸顯出來，而自動化技術在各個領域中廣泛運用，特別是電氣工程自動化更是由于操作簡單、針對性強等優勢，在很多領域發揮重要作用。從1956年第一次提出人工智能的概念后，對于人工智能的研究就不斷跟進，逐漸形成一個較為完善的科學體系，涉及計算機、自動化、信息技術、仿生學、語言學、控制技術、邏輯、哲學、生物學等多個學科。將其運用到電氣自動化控制中，實現精準控制，推動電氣自動化工程健康發展。

1 人工智能技術概述

經歷了三次信息產業改革，計算機快速成為21世紀重要的基礎技術類型，為各領域技術發展提供重要的幫助。而在計算機信息技術支撐下，自動化發展、智能化發展以及數字化發展已經成為當今社會中耳熟能詳的名詞，也是行業已經實現或未來所追求的方向。人工智能在這一背景下應運而生，集合多種信息化技術類型，通過拓展、開發、研究等方式，以相關理論、技術與設備糅合起來，賦予研究對象智能化功能。當然，人工智能也是計算機領域中的一個重要分支內容，能夠實現智能化發展，創造出更多有利于人類發展和使用的工具，例如，語言圖像識別工具、機械人等都在生活工作中發揮了較大的作用。人工智能的概念是從二十世紀50年代初起提出，對人工智能的研究建立在計算機技術基礎之上，同時不斷將別的學科理論、技術引入其中。可以說，人工智能技術是一項系統性工程，融合了各個學科知識，對其的研究必須考慮各方面因素，才能實現與人類智能相類似的功能。當然，人工智能技術的發展，是在對人腦工作機制深入研究基礎上提出的，借助于計算機編程技術、程序控制技術，對人體大腦信息處理功能模仿，但同時也具有了大腦無法達到的計算功能，將其用于電氣自動化控制領域中，可以實現更加便捷的生產模式，控制成本，提升效率。

2 人工智能技術在電氣自動化控制中的有效應用

2.1 分析電氣控制的整個過程

電氣控制作為電氣工程自動化中關鍵環節，對實現自動化控制做出了巨大貢獻。而現代化信息技術發展推動下，人工智能早已經占據了電氣控制領域的半壁江山。利用人工智能計算機程序，通過設定相關運行程序參數，就能夠實現對電氣控制整個過程。在具體電氣自動化系統運行當中，需要根據實際情況，選擇針對性的控制程序，對各環節進行有效控制，不斷減少控制誤差的發生，避免對系統運行造成不利影響。人工智能對電氣控制過程應用，主要是通過對模糊控制、神經網絡控制、專家系統控制。在模糊控制中，主要是指通過電氣傳統中交流、直流傳動作用下實現。通常情況下，電氣直流傳動控制中模擬邏輯控制包括Sugeno、Mamdani。具體應用當中，Mamdani主要是實施調速控制，而Sugeno屬于Mamdani的一個例外情況。在交流傳動中，通常利用模糊控制器實現調速，從而對電氣工程施工實現有效控制。

2.2 有效實現控制及保護功能

利用人工智能技術，能夠自動采集所有的開關量、模擬量，并對這些數據進行處理，按照預先設計方案中的要求整合和存儲。同時，還能夠利用圖像生成軟件，對電氣系統歷史運轉情況用真實畫面模擬并顯示出來，這樣能夠直觀地看到斷路器、電機、電壓設備、隔離開關等運行狀態。操作人員能夠根據這些具體情況，結合收集到的數據建立圖表。但值得注意的是，由于圖像畫面比字符數據占用的系統資源大，必須考慮到計算機設備、硬件條件等能否符合條件，避免由于圖像數據消耗運算資源大而導致系統穩定性受阻。另外，采用人工智能控制界面，能夠實現對電氣系統遠程控制操作，對提升生產效率意義重大，還能夠提升電氣系統運行的安全性。人工智能技術利用，能夠對各個主要的設備模擬量數值、開關狀態等進行智能化的掛牌檢修，同時對于狀態變化、故障報警等問題也會給出有效警報，按照順序將系統中各項數據都記錄下來，在線對負序量計算進行分析。通過電話圖像、語音、聲光等綜合性模式，或通過選擇性報警，在具體操作過程中，利用鼠標、鍵盤能夠對隔離開關進行實時的控制，實現遠程控制功能。將模擬量故障按照一定順序進行錄波，捕捉相關波形，進行開關量變位、在線參數設置調整等。在運行管理操作系統當中，能夠自動保存運行日志，可以實現隨時備查，自動生成的報表需要進行及時打印、存儲，描繪系統運行曲線。

2.3 對電氣設備實施優化設計

人工智能技術運用到電氣工程設備當中，能夠有效提升自動化控制效果，而這一效果的實現主要體現在設備設計層當中。電氣設備設計具有復雜性較大的特點，在具體設計過程中會涉及多方面知識內容，包括電機、電路以及電磁學等，且必須具有豐富的經驗。傳統電氣設備設計工作開展中，有時候會依靠簡單實驗結合手工經驗，導致最終的設計方案確定難度大，方案有效性有待商榷，很難找到最優化的設計方案。而利用人工智能技術，通過計算機系統的相關智能功能，將計算機設計和人工設計結合起來，能夠縮短設備設計與開發的周期，有效提升電氣設備的設計質量與效率。

通過人工智能技術，還能夠有效提升電氣設備運行的整體效率。電氣自動化設備運行效率是電氣自動化工程發展最為關注的問題之一，而傳統電氣自動化控制系統作為一個極其復雜過程，涉及多個領域知識內容。人工智能的利用，不僅模擬人腦思維方式，同時更能完成人腦無法完成的復雜工序，能有效提升電氣設備運行的精準性，提高整體運行效率。人工智能技術的使用，正好能夠實現對故障點的定位工作，還能根據故障點具體情況，對故障設備實現自動化隔離，保證設備系統能夠繼續運動，避免造成更大的故障發生。利用模糊控制以及神經網絡系統等，都能夠實現對電氣設備系統運行當中故障的診斷。變壓器是電氣工程重要的設備之一，利用人工智能技術能夠對變壓器油液砌體進行有效的檢測分析，以便于能夠準確判斷變壓器發生故障類型，得到相關的故障信息，對維護整體設備運行效率與穩定做出了巨大的貢獻。

3 總結

通過上述分析可知，在信息化時代發展中，人工智能技術運用逐漸廣泛，成為很多產業重要的創新措施。對于電氣自動化控制領域來說，充分利用人工智能技術，能夠提升自動化控制效率與質量，滿足電氣自動化工程發展的高標準要求。總之，人工智能技術正是這一趨勢下必然產物，且在各領域中具有重要的作用，是技術的一大變革，也能夠推動相關產業的發展，為社會創造出更多的產業類型。