人工智能技术在电气自动化控制中的应用研究

王语思 田亚军

(1.中国市政工程东北设计研究总院有限公司,吉林 长春 130021；2.吉林昌泰房地产开发有限责任公司,吉林 长春 130000)

1 引言

随着当前经济与工业化的快速发展,人工智能平台的电气自动化控制已经广泛应用于工业生产中。人工智能技术运用于电气自动化控制中,不仅能够完成自动化与智能化的系统控制、信息处理,还能够缩减人力财力的消耗成本,也提升了电气自动化的运行效率。可以说,通过人工智能技术对电气、电网等设备的自动化控制,有效降低了运行成本。

2 人工智能技术简介

人工智能技术作为一门新兴科学技术,其主要借助于大数据平台、计算机仿真技术等,来完成对人类行为与复杂工作的模拟。当前人工智能技术主要分为机器人、自动化系统两个部分,其中机器人系统是对人类大脑的复杂模拟,是计算机不断学习人类大脑的思考过程,从而获得较为稳定的思维与行为模仿。这种大脑与行为的人工智能化模仿,已经被应用于多个领域。而自动化系统是借助于人工智能技术的大数据技术、仿真技术等,来完成电路与电网中系统运作、处理指令、信息数据的智能控制。人工智能技术包括计算智能、感知智能、认知智能三方面内容。其中,计算智能包括数据平台、数据挖掘、数据储存等；感知智能包括语音识别、图像识别、生物识别等；认知智能包括机器学习、预测类API、人工智能平台等。因此,人工智能是数据处理技术、图像处理技术、感知与识别技术、仿真技术等的集合,需要多种学科技术的协同作用,才能实现最终智能化模拟的结果。由于电气自动化控制系统具有复杂性,且在系统动态控制中的精确度较低,因此运用人工智能技术的模糊控制对其进行模糊数学处理,能够获得较好的控制效果。图1为人工智能技术的主要框架图。

图1 人工智能技术主要框架图

3 作用和优势

智能技术在自动化控制中的应用,不仅能够有效提升电气自动化的控制效果,而且会显著降低电气自动化控制的运行成本,具有重要的作用与相应优势。

3.1 人工智能技术在电气自动化控制中的作用

传统电气产品设计与生产过程中,需要工作人员掌握电路、电磁场等知识,还要根据经验来比较不同电气自动化方案的优劣性。而依托于大数据、计算机仿真技术的人工智能技术,通过对生产工作流程的自动化控制与管理,能够从根本上降低人力与生产资源的消耗。特别是在计算机辅助设计（CAD）技术的加入后,电气自动化设计可以通过CAD实现100%的计算机绘图。计算机辅助设计系统包括硬件、软件两部分内容,利用CAD技术可以在短时间内实现产品的最优设计。而在电气自动化控制的生产环节,人工智能技术能够对收集到的数据信息、电路信息等进行处理,并分析得到最优的生产方式与流程控制方案,从而实现电气生产与电路运行的自动化。所以人工智能技术应用到电气自动化控制中,可以完成复杂工作流程的简化操作,并能够有效降低人力投入与生产成本,最终实现生产效率与生产质量的提升。因此人工智能技术在电气自动化控制中优化电气自动化的产业结构,具有非常重要的实践作用。

3.2 人工智能技术在电气自动化控制中的应用优势

电气自动化控制具有较高的系统性与复杂性,因此引入人工智能技术进行电气设备与网络的控制,有着较为明显的应用优势。在电气自动化控制中使用人工智能技术,用户只需通过人工智能控制器端口,就能够实现对电气设备与生产环节的控制。而人工智能控制主要通过遗传算法、模糊神经网络等智能控制方法,来完成数据信息的收集、鉴别与处理,从而最大程度提升电气自动化效率。当前人工智能技术在电气自动化控制中的应用,主要包括以下几方面优势:（1）智能化的数据收集、处理与存储。在电气自动化控制系统中,人工智能技术能够自动完成数据收集、处理与存储,而用户只需根据相应的生产与运行需求,进行产品设计与设备的调试,就能够实现对电气的自动化控制,也能有效提升电气自动化的控制效率。（2）智能化的运行流程监控与报警。人工智能技术能够实时监控整个运行流程,并监控各个电气设备的模拟数据值,最后根据不同的故障情况进行报警。（3）智能化的故障录波采集与控制。基于人工智能的故障录波采集与分析技术可以快速对电气自动化控制系统中的故障进行处理,并针对不同问题采取差异化的解决方案。因此,故障录波采集技术的运用大大提高了电气设备与生产的运行安全性,也有效保障系统的运行效率。

4 人工智能技术在电气自动化控制中的具体应用

4.1 在电气自动化控制设备中的应用

在电气自动化控制系统的操作中,需要操作人员具备较为完善的专业知识与经验,以解决设备运行过程中出现的突发状况与复杂问题。而人工智能技术是依托于大数据计算网络的技术,其主要通过智能化的控制程序,来指导电气设备的工作流程与工作效率,并降低电气自动化控制设备的运行成本。因此,运用人工智能技术进行控制,可以完成电气自动化中设备与电路的自动调整,并降低人为的操作失误与故障。而且人工智能技术会自动优化设备运行的程序,以最大程度保障设备工作的高效率与科学性。

4.2 人工智能技术在电气控制过程中的应用

电气控制是电气自动化的重要环节,决定着整个电气系统的成本与运行效率。电气控制过程中人工智能技术的应用,能够提高其工作效率,降低自动化运行和控制成本。其中整个过程的应用,主要包括专家控制、模糊控制、神经网络控制三方面内容。（1）专家控制。专家控制作为人工智能技术的计算机程序系统,其中存储着海量的电气领域专家知识与经验。专家控制系统与电气自动化控制的结合,能够提供更多电气控制的解决方案。同时专家控制技术能够提供更加多样化的自动化控制方案,用户可以根据电气控制的工作状态与效率,进行控制过程的灵活选择。专家控制技术还可以调整人工智能控制器的参数,适应不同的电气设备与工作环境,从而提升电气自动化的运行效率。（2）模糊控制。模糊集合、近似推理、模糊语言变量等,共同构成了模糊控制的主要内容。模糊控制以模糊集合论为基础描述工具,是对原有集合论（研究对象为一般集合）数理逻辑的拓展,是一种闭环结构的数字化计算控制系统。因此模糊控制通过借助于模糊推理法、TS模糊模型,来搭建直流电流、交流电流的动力与传播渠道,模糊推理法主要用于控制电气设备的运转速率。（3）神经网络控制。神经网络控制是模拟人类神经网络的一种控制模式,可以通过模糊神经网络,对电气PID控制参数进行优化调节,但目前神经网络在电气控制过程中的应用较少。

4.3 人工智能技术在电气自动化故障诊断中的常见应用

人工智能技术的模糊控制、神经网络控制等,在电气故障诊断中有着较为广泛的应用。电气自动化控制的故障,主要包括发动机、变压器方面的故障,它是影响电气自动化运行效率与运行安全的重要因素。而传统发动机、变压器的故障诊断方式,是通过对变压器油位、气味、温度、震动等数据进行分析,才能得到较为准确的诊断结果。运用人工智能技术进行电气故障诊断,可以通过多种智能控制技术,进行发动机、变压器等方面故障的自动化分析,从而有效保障电气自动化控制与故障诊断的安全准确性。

4.4 人工智能技术在电气自动化操作中的应用

当前电气制造技术发展快速,电气智能化与安全性成为多方关注的重点。而人工智能技术引入到日常的电气自动化操作中,可以有效调整原有电气的复杂操作流程,并能保障操作中的安全性。将人工智能技术应用到电气自动化操作中是对传统电气自动化系统的简化,不但能提升电气自动化的工作效率,也能够有效降低人为操作所带来的故障与隐患。

5 结语

随着科学技术的飞速发展,自动化控制系统也在不停创新与变化。特别在人工智能技术引入到电气自动化控制中后,通过专家控制、模糊控制、神经网络控制等智能化控制模式,会大大简化电气控制的流程,还能够保障电气自动化设备的安全性。

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