人工智能技術在電氣自動化中的應用

殷希中

（安徽阜陽技師學院，安徽 阜陽 236000）

1 應用價值

電氣自動化控制系統的發展適應了時代的潮流，也加速了人們日常生活生產方式的改變。在電氣自動化系統中合理地使用人工智能技術，不僅可以提高自動化控制的水平，同時還可以縮減成本，使其可以更加符合我國可持續發展的理念。人工智能技術的特點非常明顯，特別是通過使用人工智能技術對信息數據進行采集處理的過程，不僅可以優化傳統的計算方式，還可以使控制器的計算結果更加準確。首先，以人工智能技術作為基礎，可以更好地把控生產傳輸等環節，使其更好地達到自動化控制的目標；其次，合理使用人工智能技術，能夠有效地提高電氣自動化的水平，減少人工操作的負擔，降低運行成本，進而有效地保證各項生產效率能夠達到具體的要求。將人工智能技術合理地應用到電氣自動化控制過程中，能夠有效地促進電氣自動化的發展，使系統更好地達到預期目標。因此，將自動化控制技術與人工智能相結合可以促進社會的發展，將人工智能技術與電氣自動化控制融為一體是未來發展的主要趨勢。

2 技術優勢

2.1 人工智能技術有利于提高勞動效率，優化勞動力

在制造企業中，因為存在產品的生產工藝較為復雜、生產的可控程度不高、無法統一人員的操作水平以及人為操作過程中容易出現偏差等問題，所以在生產的過程中要保證生產質量是非常困難的。將人工智能技術合理地應用到生產過程中，能夠有效地提高企業制造產品的精度，提高所加工產品的質量；不但可以節省大量的人力資源，而且還可以有效地提升企業的生產效率。實現電氣產業智能化的過程中，為了能夠更好地保證電氣機械設備的正常運行，需要使用大量的監控設備，同時對運行現場進行有效地監控，然而在監控設備使用的過程中也需要投入大量的人力資源。當在上述過程中使用人工智能化技術時，不僅可以借助計算機來收集電氣設備運行過程中的各項數據，還可以對各項數據進行有效地處理，從而節省了人力資源，有效地提高了生產的效率。

2.2 人工智能技術有利于系統靈敏性的增強

傳統的電氣設備控制模式對機械設備的控制方法、自動化控制器的型號以及相關參數都有非常高的要求，企業不僅需要承擔較高的運行成本，而且還會導致在電氣設備的控制運行中存在一些不確定的因素，它們會影響機械設備的運行情況，還會影響電氣系統的整體控制水平。如果使用人工智能技術，就可以在具體應用的基礎上，對相關的機械設備進行全方面地控制，從而使控制系統更靈敏。將人工智能技術與電氣自動化技術有效地結合，可以使電氣設備的控制更加便捷，進而全方位提升機械設備的控制能力。

2.3 人工智能技術有利于系統穩定地運行

雖然人工智能技術在具體使用的過程中主要依托電子計算機技術，但是其在邏輯思維能力上卻高于傳統的計算機技術，并且可以對計算數據進行處理。因此，在電氣自動化控制的過程中，合理地使用人工智能技術，能夠借助系統精準的計算能力，科學地控制設備，防止人為控制過程中出現的各項風險。一旦機械設備在運行的過程中出現故障，人工智能控制系統就可以發出警報[1]，提醒工作人員立即對其進行檢查，進而采取有效的措施進行處理，保證機械設備的正常運行。因此，人工智能技術可以為機械設備的正常運行保駕護航，從而提高自動化控制系統的穩定性，同時也提升了系統的運行效率。

2.4 人工智能技術減少成本支出

為了能夠更好地滿足電氣控制系統的使用需求，在具體規劃以及系統構建的過程中，電氣工程的系統通常會比較復雜。然而這種復雜的技術構成會對后續設備自動化控制的過程產生一定的影響，進而增加設備運行的成本。由于整個電氣工程的建設規模比較大，因此，在對設備運行故障進行排查維護的時候，就需要花費大量的時間以及精力組織工作人員采取相應的措施，從而導致電氣自動化控制系統的成本增加。在電氣自動化控制的過程中，使用人工智能技術可以對不同的設備進行監控；借助各項軟件程序以及操作系統，可以對各個組件進行智能化的管理；例如，通過使用傳感器等組件，可以快速地判斷出電氣自動化控制系統運行過程中出現的問題，并且對故障的情況進行識別，進而極大地強化了故障識別以及故障排除的能力。在保證自動化控制系統穩定運行的基礎上，減少了資源的浪費，降低了運行管理的成本，為企業成本的管控以及利潤空間的提升創造了便利。

3 案例分析

3.1 基于人工智能技術的電氣自動化設備設計

就目前的情況而言，電氣自動化系統在運行的過程中有1個非常明顯的特點就是它具有一定的復雜性，并且系統運行過程中涉及的內容也比較多。在具體操作電氣自動化控制系統的過程中，不僅需要具備非常標準的理論基礎知識，而且還需要具有一定的實踐經驗。需要對設備進行規范的操作，從而降低操作失誤的概率，提高控制系統運行的準確性。目前，在企業的生產過程中，采用基于人工智能技術的電氣自動化控制系統（如圖1所示）可以有效地彌補自動化控制系統當中人力以及腦力不足的問題;同時還可以減輕工作人員的負擔，提高工作的效率[2]。除此之外，人工智能技術還可以提高電氣自動化系統在具體運行過程中的科學性和可靠性，從而促進企業生產的進步和發展。

圖 1 基于人工智能技術的電氣自動化控制系統

3.2 日常操作中的應用

電氣自動化控制系統在應用的過程中具有一定的復雜性并且涉及的內容比較廣泛，操作人員在具體工作的過程中需要操作的流程較為煩瑣，這樣會影響到生產的效率。在傳統自動化控制運行的過程中，主要通過人工的方式對運行數據進行收集和處理，這樣會導致數據出現偏差，降低自動化控制系統的運行效率；然而使用人工智能技術可以通過計算機對數據進行采集并且儲存，不僅可以減少數據收集過程中的誤差，還為后續查找和應用數據提供了便利，從而有效地提高了機械設備的運行效率。隨著社會的發展，人工智能控制技術也在不斷地發展，將人工智能控制技術與電氣自動化系統進行有效地融合，不僅可以實現對電氣設備的遠程監控，而且可以使工作人員及時發現設備在運行過程中出現的各種問題，進而采取相應的措施進行處理，增加了電氣自動化運行的穩定性。在電氣自動化控制系統中，合理地使用人工智能技術，不僅可以有效提高機械設備的運行效率，同時還可以增強工作人員對機械設備的控制，從而減輕了操作人員的工作量，降低了機械設備運行過程中的控制成本。

3.3 故障診斷方面的應用

人工智能技術在電氣工程設備自動化維修和故障診斷中的應用主要是設置設備維修和故障診斷2個人工智能管理模塊，通過在IC芯片中植入相應程序，實現維修以及故障信息診斷功能，具體處理過程如下：1） 電氣自動化生產設備的維修和故障診斷模塊的設計，需要通過調用接口函數加載電氣設備運行的監測樣本中原始數據信息的樣本，計算機訪問對象按照自動化系統設置的指定參數條件導出電氣設備運行監測的樣本數據序列，通過計算機編程設置的成員函數計算設備故障維修指標組，并寫入系統臨時數據庫表，進而等待設備檢修審核。2） 人工智能系統通過程序設定的成員函數對電氣設備流程審核數據中未通過審核的數據項進行樣本數據的撤銷和確認，并進行重新計算，進而重新生成維修指標數組，同時將新生數據寫入數據庫表并進行存儲。3） 數據集合通過程序函數調用設備異常分析程序并進行分析處理，人工智能系統通過可靠地統計分析對結果進行匯總，并對維修項目的數據信息進行特征判斷處理。

3.4 模擬生產的應用

在電氣自動化生產過程中，合理地使用人工智能技術，能夠有效地模擬機械設備的具體運行過程。工作人員可以將模擬出來的數據和實際運行收集到的數據進行分析比對，進而預測電氣自動化控制系統的重要內容以及工作進度；因此，通過使用人工智能技術，能夠使電氣自動化控制工作的順序更加清晰。工作人員可以合理規劃自動化生產的順序，并應用人工智能技術對各項機械設備進行全面監控，以便工作人員充分了解機械設備的具體運行情況，從而精準地預測電氣運行過程中可能出現的問題，進而為電氣自動化控制提供準確的參考數據以及合理的思路，提高電氣自動化控制運行的整體效率和質量[3]。使用人工智能技術還具有一定的先進性，人工智能控制技術的運營效率以及模擬都是其他技術無法比擬的，使用人工智能技術可以參照人類的精神功能，對電氣自動化控制系統的運行情況進行準確地分析，不僅可以通過使用計算機技術對收集到的數據進行分析，而且還可以在模擬背景下了解電氣自動化控制運行的實際情況，通過使用人工智能系統對自動化控制的數據進行分析可以綜合內外部的影響因素，對機械設備進行有效地管理，最終形成動態化的仿真圖。

3.5 企業自動化設計中的應用

近幾年，人工智能控制技術的發展形勢較好，其優勢也被社會廣泛地了解。大部分企業加強了在電氣自動化控制系統方面的研究力度，也增加了資金的投入，這些都推動了人工智能控制技術的創新發展。在人工智能技術的應用中，我國電氣自動化控制系統包括分布式和開方式2種類型。分布式可以有效地實現電氣自動化控制系統的穩定運行，防止因電氣設備在運行過程中出現各種故障而影響流水線的正常運行。開放式則是通過不斷吸收國內外電氣自動化控制系統的經驗，在具體學習的過程中，不斷提升電氣自動化控制的水平。縱觀我國電氣自動化控制系統的研究可以發現，其基本理念都是隨著新時代的發展而不斷改變的。未來，我國電氣自動化控制技能水平將得到全面提升；結合現代社會的發展以及行業的需求來看，電氣自動化控制的人工智能化是發展的必然趨勢。

4 機器人人工智能技術應用分析

新一代人工智能正在全球范圍內蓬勃興起，它為經濟社會的發展注入了新動能，也深刻改變了人們的生產生活方式。工業是人工智能創新技術的重要應用領域，人工智能在工業領域的廣泛應用將深刻影響未來的產業革命。

隨著社會的發展和大數據技術的使用，機器人技術在現代工業中的應用越來越廣泛。在企業生產中，通過綜合操作、編程和調試，對工業機器人、移動操作臂及智能機器人等單元進行智能化賦能和綜合應用，實現了典型智能制造工業場景的完整工藝流程，綜合體現了機器人智能感知、自動決策、自主執行、互聯互通、深度學習、人機交互以及自我管理等人工智能技術要素及其職業技能。例如通過人工智能技術賦能，在工業機器人分揀與裝配操作中，通過操作3D視覺系統軟件，工業機器人可以完成3D相機的調試、標定以及基于深度學習的工件識別；它還可以完成基于3D視覺的工件無序智能抓取；通過調用規劃軟件，工業機器人可以完成工件的簡單裝配，其流程如圖2所示。

圖2 工業機器人與3D相機協助完成復雜位置工件的抓取

通過人工智能技術賦能，可以完成智能機器人作業場景地圖的構建；還可以完成智能機器人語音交互任務的編寫，實現人機交互和控制；通過智能識別和動作規劃，可以實現智能機器人對物料盒的位置識別與抓取；通過智能機器人編程與調用，可以完成智能機器人生產巡檢等交互作業任務，其流程如圖3所示。

圖3 智能機器人完成工件的抓取

5 結語

在電氣自動化系統運行的過程中，需要綜合應用各種科學技術，實現系統的應用和運行。其中，使用人工智能技術是非常重要的，它能夠有效地保證電氣自動化控制系統的穩定運行，因此，人工智能技術應該引起相關技術人員的重視。結合實際情況合理地應用人工智能技術，使電氣自動化控制系統能夠有效地滿足實際需求，為企業的生產提供保障。雖然人工智能有很多優點，但它也不能完全替代人工。例如在需要有創造力、需要富有戰略眼光、無法預知環境以及需要同情心的工作中，人工智能是不能取代人工的。機器做機器最擅長的事，人專注于做自己最擅長的事，人工智能推動社會進入了人機協同、人機共生的時代。