电气自动化控制中的人工智能技术探讨

陈 雷

(华北计算机系统工程研究所,北京 100096)

电气自动化控制中的人工智能技术探讨

陈 雷

(华北计算机系统工程研究所,北京 100096)

无论是对于社会经济发展还是对于人们日常生活，人工智能都发挥着不可替代的作用。自动化的应用是电气工程行业可持续发展的重要保障。人工智能技术不仅提高了电气自动化的应用水平，而且在一定程度上推动了我国现代化电气工程事业的发展。与传统的人工劳动相比，自动化的工程模式在整个历史发展进程中有着相当重要的意义。将对人工智能在电气工程自动化的应用作出具体分析和讨论。

电气工程；自动化；人工智能；具体运用

0 引言

近年来，随着我国科技的不断发展，人工智能在逐步发展的过程当中越来越成熟，而且已经在很多领域都得到了广泛应用，特别是在电气工程行业，人工智能的普及应用已经取得了很大进步。它具有操作简单精准的特点。但是这项技术在其应用过程中依然存在着一定的缺点，在目前科技飞速发展的时代，对人工智能的应用技术逐渐改善，对于我国各项工程行业均有着重要意义。

1 人工智能技术

目前，人工智能技术不仅在国外取得了快速的发展，而且在国内也得到了广泛的应用。人工智能技术是多学科的综合体, 这种新型技术的产生不仅以计算机理论为基础,同时还涉及了自动化、统计学、信息学等诸多方面。最早提出人工智能这个概念是在20世纪末，这项技术研究重点是借助计算机编程设计实现模拟人类收集信息、分析判断、识别文字图像和自动做出反应的能力，以便完成一些需要人类智慧才能解决的复杂问题[1-2]。顾名思义人工智能是一套与人类思想相近的理论体系，可以胜任人类可能完成的任何工作。在目前社会对于各项科学技术的发展而言，人工智能仍是一项新兴技术企业。它主要体现于人类大脑所反映的思想、图像、语言，甚至动作行为。而这项技术的运行主要包括电子技术研制开发以及对计算机信息图像处理等不同专业。由于科学技术正在不断进步，计算机在方方面面都已经逐渐渗透到人们日常生活当中。计算机的快速发展，对于人工智能的开发研究也有着相当重要的意义。人类的大脑是目前所知的最精密的分析“设备”，这是不能完全复制的，计算机只能根据其发出的信息进行模拟收集和反馈。电气自动化在对程序进行加强互换生产方面有着非常重要的作用，在电气自动化中实现人工智能可以有效减少人力资源的投入成本，并且可以在一定程度上使工作效率得以提高[3]。

2 人工智能应用现状

对电气自动化设备进行相关完善是一项非常复杂的工作，在这项工作进行过程中，不仅需要对电路以及整个磁场知识进行熟悉掌握，还需要根据设计过程中的一些经验对可能存在的问题进行预测和对问题提前解决。过去电气自动化产品通常应用最古老的方法，通过手工的方式进行工作。因此在这个过程中并没有产生优秀的设计方案。随着我国社会科技不断进步，计算机研究技术也在不断提高，通过自动化的方式可以有效缩短电器产品的设计周期，这在很大程度上缩短了整体研究周期。这样不仅仅对于产品质量有着很大提升，也在一定程度上提升了其工作效率。目前由于自动化技术正在不断发展，智能控制、电气自动化已经逐渐成为现实。智能控制的主要步骤包括对数据进行采集和处理，对整个电气自动化运行过程的监视，以及对可能出现的问题进行警报。在电气自动化设备运行的过程中，需要根据相关需求对工作过程中的数据进行采集记录。 这样可以有效观察是否在自动化运行过程中出现问题，并随时监测事故相关警报极限，对可能发生的问题进行记录，存储语音图像。操作人员通过自动化设备进行操作时，主要是通过断路器进行切断来保证其在标准负荷下进行自动化工作。电气自动化设备也可以通过人工智能对故障波形进行记录和时间控制。除此之外，对负计量计算等方面的在线分析、保护数值的设定与修改及操作票系统的运行及管理都是实现人工智能在电气工程自动化中发挥功能的重要条件。

3 人工智能的作用

随着我国电气工程现代化程度及科学水平的不断提高，人工智能技术又有了进一步的发展。目前，人工智能不仅应用于我国电气工程领域，同时在科技、化工、机车等多个领域都得到了广泛的应用。这种新技术的广泛应用，不仅能为电气工程的自动化建设提供科学全面的发展依据，同时为我国社会经济的可持续发展提供了可靠的信息和有利的保障。

人工智能在电气自动化设备中的应用主要是针对各项自动控制系统(如继电器、绝缘开关等)。这些相对简单的系统，共同构成了电力系统庞大的控制监测管理框架。电力自动化系统在其进行实时保护时包括两种状态，分别是分离和持续连接状态，人工智能在对不同状态进行识别时主要是通过对其现象进行评估。励磁控制在电气自动化系统中是一种持续连接状态体系。当发电机由于各种原因造成体系内容量剧增时，自动控制系统可以通过对分离状态进行启动，对整体电气装置起到强大的保护作用。在电气系统的应用过程中，也需要不断对其产品进行优化，在最初设计时需要将科学与经验相结合才能使这个产品无论是现在还是未来都能有效应用于社会生活工作当中。最近几年科学技术也在不断发展，通过对人工智能的应用使得这一技术逐渐进步并且不断创新，使得产品在设计时可以更加适用并且具有科学性。电气设备在使用过程中一旦出现问题，其所表现出来的现象和其设备出现的问题是十分复杂的，在短时间内很难对其进行判断，但是如果应用人工智能技术就可以对这个现象进行很好的处理[4-5]。

目前，人工智能的运用已经成为了电气工程自动化建设的重要手段。作为电气工程领域中不可或缺的新型技术，人工智能技术有效地确保了自动化系统良好状态的维持。自动化是电气系统正常运行的重要条件，人工智能水平在一定程度上体现了现代化电气工程的自动化技术水平[6]。因此，加强电气工程建设过程中人工智能技术的应用，不仅有助于提高电气工程自动化的运作质量，同时对推动我国现代化电气工程的可持续发展具有重要的现实意义。

4 人工智能技术在电气自动化中的应用

4.1 在自动化设备中的应用

在现有的应用中，电气自动化控制非常复杂，所涉及的学科和领域广泛，所以在电气自动化控制中早已引入了人工智能技术。其原因在于电气自动化设备的机构复杂性，需要操作规范，才能减少因为操作失误或不当而造成的事故。另一方面电气设备的操作需要操作人员拥有较高的综合素质和完备的专业知识。首先，电气设备操作的智能化，可以避免由于人脑的操作失误造成的事故和以及因操作人员基本素质参次不齐带来的操作不精确。这样一来不但提高了工作效率，并且降低了直接成本的投入；其次，人工智能技术的应用，提高了电气自动化设备运行的稳定性和可靠性，优化了电气自动化设备运行的控制流程。如图1所示为电气自动化设备人工智能化系统示意图。

图1 电气自动化设备人工智能系统示意图

4.2 在电气自动化控制中的应用

在火力发电厂的集散控制系统(DCS)当中通常会将电气自动化控制系统应用到整个集散控制系统设计中。通过这种方式将集散控制系统结构分层次，能够有效地获取到发电厂中各个区域的热能信号，以及多个发电机汽机组设施当中出现的故障，从而减少发电厂汽机组设备终端故障现象的产生，提升设备整体的稳定性和可靠性。还能够通过电气自动化的控制系统实现对整个发电工艺流程进行监控，并将采集的设备运行数据与设定的参数进行动态对比，从而科学地调控汽机组机构工作的台数，平衡发电厂的产能，实现企业资源的更合理配置，降低企业的使用成本，提高运营效率和价值。

4.3 在故障诊断中的应用

人工智能技术以模糊理论、专家技术以及神经网络控制为核心，在故障诊断领域也拥有十分重要的应用价值。在电气系统的运行中，变压器、电动机等故障不仅影响电气系统的效率和安全，而且在维护方面也存在很大的困难。在传统的故障诊断中，一是故障诊断方法复杂，精度低；二是故障诊断所需花费的功夫与人力巨大，与目前的工业发展需求相冲突。例如，在对变压器的故障诊断中，传统的诊断方式是最初对变压器油产生的气体进行采集与分析，基于解析的数据结果判断变压器是否发生故障。这就需要更多的时间和人力，如果数据分析不准确，就会影响诊断的准确性，降低变压器运行的稳定性和安全性。所以，人工智能技术的利用完成了对变压器故障诊断的自动化，大大地提升了故障诊断的效率和准确性。

5 结束语

当今社会，人们对于自动化的要求正在逐渐升高。无论是在电气自动化控制方面，还是在未来其他工程行业应用方面，人工智能技术都将发挥着不可替代的作用。人工智能满足了企业对自动化生产的新期待，是我国现代化电气工程建设的必由之路。同时，人工智能技术的应用对于形成自动化与智能化相融合的现代化电气工程建设新格局具有十分重要的意义。

[1] 刘宗保.人工智能技术在电气自动化中的应用[J].科技促进发展，2011(12):145-146.

[2] 杨胜波.论电气控制线路设计的应用[J].中国新技术新产品, 2011,5(5):1-3.

[3] 刘军平.人工智能技术及应用[M].上海:同济大学出版社,2008.

[4] 贾刚,张萌.浅谈电气自动化控制中的人工智能技术[J].中小企业管理与科技,2011,10(9):45-46.

[5] 马正亮 人工智能技术在电气自动化控制中的应用[J].科技创新导报,2012(32):94-94.

[6] 王鹤桐. 人工智能技术在电气自动化控制中的应用探讨[J].中国科技博览,2012(30):279.

The technology of artificial intelligence in electrical automation control

Chen Lei

(North China Institute of Computer System Engineering, Beijing 10096， China)

For social and economic development, or for People’s daily life, the artificial intelligence plays an irreplaceable role.The application of automation is an important guarantee of sustainable electrical engineering industry.Artificial intelligence technology not only improves the level of the application of electrical automation, and to a certain extent, promotes the development of modern electrical engineering of China.Compared with the traditional manual labor, the automation engineering model has very important significance in the whole process of historical development.This article will make detailed analysis and discussion on the application of artificial intelligence in electrical engineering automation.

electrical engineering; automation; artificial intelligence; the specific use

TM76；TP18

A

10.19358/j.issn.1674- 7720.2017.08.002

陈雷.电气自动化控制中的人工智能技术探讨[J].微型机与应用，2017,36(8)：5-6,14.

2016-12-19)

陈雷(1985-)，男，本科，中级工程师，主要研究方向：自动化控制。

________________________