人工智能技术在电气自动化控制中的应用思路分析

张英光，朱 燕

（炎黄职业技术学院，江苏 淮安 223001）

随着计算机革命的持续发展，现在的计算机运算速度和储存容量都得到了极大的提升。先进的计算机带来产品设计与更新上的方便，过去需要几年才能完成的设计工作，现在通过计算机强大运算能力的支持可以在十几个月内就完成基本的设计工作。传统的电气系统设备和技术的跟新换速度平已经不能满足当前社会的发展需要。电气自动化控制为了能够跟上当前科学技术的进步速度，需要寻找新的技术支持、开展新的应用方式。作为新世纪的三大尖端技术- 人工智能技术被普遍认为能为电气自动化控制提供新的发展动力。工程师们通过将人工智能技术与电气自动化控制技术相互结合，成功的在电气自动化控制中开展了新的应用，帮助提高了生产和制造的效率，减少了生产过程中对人和物质的需求，也提高了电气自动控制的准确性让自动控制技术更加高效和智能。

1 人工智能技术

1.1 概念和发展

人工智能（Artificial Intelligence），简称AI。人工智能是计算机科学不断发展的产物，它的目标是将人全面地从生产中解放出来，通过对人类大脑思考方式和特点的不断探究，生产制造一种能够像人一样思考、像人一样做出反应的机器，帮助人类处理各种复杂的问题和进行基本的生产活动[1]。人工智能技术已经发展了很长一段时间，其于上个世纪中叶在计算机发源地美国被提出，刚被提出时并不被重视。后在上个世纪末期几位业界大牛的推广下得到极大关注，并被称为世界三大尖端技术之一，进入新世纪科学家们发现了人工智能技术更多的用处和优点，更加的重视它，将它与基因工程和纳米科学并列的三大尖端科学技术之一[2]。

1.2 人工智能的目标

人工智能技术发展仅仅依靠计算机科学技术是不够的，还需要自然和人文等各个学科理论技术帮助[3]。为了实现帮助人类处理各种复杂问题和替代人从事基本生产的目标，人工智能技术需要研究机器人怎么像人一样从事各种各样的劳动、如何快速有效的进行语言及图像的识别、如何使更多的人能够像人类专家一样分析和处理问题等。通过科学家和工程师不断的实践，人工智能技术已经在机械生产制造、汽车行驶、教育等许多领域开展了成功的应用，取得了一些有目共睹的成果。人工智能技术在未来将影响更多的行业，成为推动社会生产力发展的重要支撑技术。

2 人工智能技术在电气自动化控制中应用的优势

2.1 减少生产和制造的成本

传统的电气自动控制在各个环节都需要人的参与，离开了人整个系统将可能直接瘫痪。由于有人的参与在操作过程中有时难免会发生一些问题，问题的出现会导致整个系统工作效率的降低，这会给生产带来许多人员时间浪费的不必要浪费和物质资源的不必要消耗，这是传统电气控制与运用人工智能技术的电气控制最大的区别所在。运用人工智能的电气控制最终目标是完全不需要人的参与，将人从整个系统中剔除，利用计算机来代替人执行以前人来执行的操作，利用计算机和机器人来代替人进行危险的体力劳动。利用先进的机器学习算法帮助计算机和机器人学习科学家和工程师的操作经验和知识。通过将人类专家的知识和经验进行最大化的利用可以提高生产制造效率，将每个人的时间、物质的每一份价值发挥到能够达到的最大化，进而降低整个系统运行的成本。

2.2 适用范围广

电气自动化控制刚刚开始运用的时候，人们为了降低整个控制过程实现的难度，通常会将全部的注意力集中到某一个相对较容易实现的单位上，以此来获得控制过程的实现。在后续的电气自动化控制的发展，人们开始逐渐的关注整个系统各个单位之间的联系，开始尝试同时对更多单位进行控制，但传统的电气自动控制始终没有实现整个系统之间的信息交互，对单一或者几个单位进行控制的方法虽然能够简单、高效的对控制单位进行控制，但是整个系统之间缺少必要的信息交流，在其他单位发生变化后，需要迅速处理时，不能够快速地执行相应的操作。人工智能技术能够帮助控制系统搭建一个面向所有单位的信息传输网络，对系统进行全方位的掌控。当某一个单位发生改变之后，可以快速的将变化传输给系统内其他单位，系统就能够通过对比人工智能技术提供的数据，选择当前最合理的操作，以保证系统运行的稳定性和安全性。

2.3 一致性好

人工智能技术的实现必须依靠相应的计算机算法，计算机算法实质上是确定且不经过人为操作不会改变的一行行的代码。在电气系统工作时，设备的运行和操作实际上就是一行行代码的不断提取和运行。当需要生产某一个电气设备时，只需要计算机按照相应的程序指令不断的运行下去，因为执行的程序指令是不会自行发生变化的，所以生产出来的电气设备的各项性能是不会存在明显的差距，这样就很好地保证了产品的规范化和性能的一致性。而且，计算机程序在设计时都需按照规范的用法编写，这就为后续扩展兼容新数据和新信息提供了非常大的帮助。总而言之，人工智能发展的潜力是巨大的，通过在电气控制过程运用人工智能技术能够将人从繁琐的操作中解放出来，提升电气系统的智能化水平，带动生产技术的又一次变革；利用专家系统能够在进行决断时，利用先进的专家经验进行最有价值、最科学的决策，提高电气控制的效率。

3 人工智能技术在电气自动化控制中的应用分析

3.1 我国电气设备中的人工智能技术

为了实现我国电气系统自动化控制，需要克服许许多多的问题。其中最基本的问题是电气设备的生产和制造问题，电气设备作为整个电气系统的基础，支撑着整个系统的发展。设计良好的电气设备应能够经受住时间的考验，在每次的使用过程中，不会存在参数和状态的大范围波动；在操作人员进行相应的操作之后，设备需要能够在规定的时间内准确、高效的执行相应的操作，并能够实时地给出操作的结果。为了制造满足上述要求的设备，需要电气设备的设计人员具有非常高的素质。首先，设计人员要足够熟悉电气设备日常的使用环境和状况，例如：高压变压器常常被布置在室外，需要经受风吹雨打和长时间的暴晒。因此要求设计人员在选择变压器材料时要强化这方面。其次，设计人员要有先进的设计知识、丰富的设计经验，只有同时具备知识和经验才能够设计出最好的产品。最后，要求设计人员具有高度的职业责任感，在进行设计时，谨慎小心的进行操作；设计完成后，能够细心的检查每一项的设备，避免因为粗心大意造成事故发生。

这三点要求无疑对非常多的人提出了限制，但在当前智能化的大背景下，这些限制可以被降低很多。众多的资深电气类设备设计工程师将自己经验接合科学的设计理念编写成软件，利用计算机快速计算的能力，通过计算机辅助设计和CAD 技术软件为研发人员提供了数据和信息支撑，能够非常便利的开展设计和试验工作。计算机设计技术运用可以帮助经验不丰富的工程师更快的走向设计工作，减少由于经验不够造成的物质和时间损失。

3.2 我国电气故障排除中的人工智能技术

电气系统由于工作环境和状态的原因，设备经常会发生故障，尤其是室外高压变压器、发电机、发动机三个部分是常常发生故障的电气设备。这三个设备发生故障之后，会导致电力无法产生、产生的电力无法正常传输等问题的发生，这都将降低系统的工作效率，影响社会其他行业的正常生产制造活动，给人们的生活带来非常不利的影响，在某些极端情况下，甚至会使人们的生命安全受到威胁。传统的故障检测手段是派遣经验丰富的员工，对整个线路中可能存在的问题进行逐一的检查。这种方法需要消耗大量的时间精力，不利于提高整个电气系统的工作效率。

人工智能在电气自动控制领域内常用的方法主要包括计算机神经网络、专家系统和遗传算法等，其中专家系统在电气设备故障的排除和检修中具有非常重要的作用。将人工智能技术应用于电气设备自动控制的故障排查环节，可以完成对整个控制环节全方位，长时间的检测。一旦发现有关的指数存在剧烈的不正常变化，可以立即发出警备，引导相关技术人员来进行检修。在发出警报的同时，隔离设备，将设备停止运行。在技术人员到来后，能够及时的给出故障存在的位置和解决该故障的方法，知道故障所在位置和解决方法能减少排除故障所需的时间，提高故障的修复效率，避免造成损失。

3.3 我国电气设备操作中的人工智能技术

电气系统与人们的生活息息相关，在日常的生活中，使用电气系统的方便与否对人们生活的幸福感具有一定的影响[4]。使用起来非常方便、操作环境符合人机工程学的设备在使用的过程中能够给人的身心以愉悦；使用起来不方便、需要进行许多多余步骤才能完成基本操作的电气设备在使用的过程中就会影响人的心情，使人的工作效率降低。传统的电气系统的操作需要进行许多繁琐的操作，不利于提高人们日常使用过程中的舒适性。

将人工智能技术运用到电气系统的方方面面，例如：热水器的自动加热、空调的制冷、电灯明亮的控制等，可以给人们的日常生活带来极大的便利，提高电气设备的使用性，也能提高人们的生活品质，对于人们的生活影响巨大。例如：电灯是我们每个人每天生活中都需要用到的设备，当电灯开关安装的位置不合理时，每次天黑回到黑暗的屋内都需要摸索很长的时间，有时候有可能会撞到桌椅。一些胆小的女生甚至不敢回到孤独和黑暗的家中，传统的电灯安装位置的不合适影响使用性。而使用人工智能技术的图像处理技术，当门口的摄像机检测到房屋主人回家时，通过系统对电灯发出指令，当人打开房门时，可以给人一片光明，使人们感到家的温暖。通过对人的行为和心情进行检测，合理的调节电灯的亮度和颜色，为人提供最大的舒适。

4 结语

总而言之，近些年来随着计算机科学的不断发展，人工智能技术的应用思路也在不断扩展。人工智能开始在各个领域之间进行渗透，使得各个领域之间的联系日渐紧密，紧密的联系也进一步推进人工智能技术的发展。将人工智能技术运用于电气自动化控制中可以推进自动化控制水平的发展进程，推动整个电气行业的发展，进而通过紧密的联系带动全社会的发展，提升人们的生活水平、为国民经济的发展提供坚强后盾支撑。当然，人工智能技术应用于电气自动控制系统还处于起步阶段，还是存在一些问题，需要不断地通过实践来改进和优化这些问题。相信在未来，通过将人工智能技术与电气自动控制相结合，不仅仅可以解决目前电气自动化控制过程中存在的问题，也能进一步扩展电气自动控制技术的应用范围，让电气自动控制技术再向前迈进一步，人工智能技术将在电气自动控制系统中发挥举足轻重的作用。