人工智能在电气工程自动化中的应用探究

高鹏

（华阳新材料科技集团有限公司，山西阳泉 045000）

1 电气工程及其自动化概述

1.1 电气工程自动化的概念

电气工程及其自动化是一门较为综合性的学科。它所学内容包含自动控制计算机、电机与电气、电子技术等各个方面，结合了机电、软硬件，而电气工程主要涉及有电能生产控制、转换利用等各个方面。在能源需求越来越多的时代，电气工程的应用无处不在，从电网到用户的配电都需要电气，而如今电气人才也是纷纷涌进，随着电力系统规模的不断扩大，自动化的技术也在不断地改革，但是，传统的电气工程及自动化仍然存在产品开发周期长、自动控制系统不灵活、整体效率低的问题。

1.2 智能化技术应用在电气工程自动化中的特点

（1）提升模型控制的精确性。在电气工程自动化控制系统，数据的大小、动态方程的复杂程度直接影响着控制系统的控制效率。系统控制效率的高低决定着系统的控制能力，影响着电气工程的自动化水平。鉴于控制模型设计过于复杂的特点，想要提高电气工程自动化控制水平，同时克服控制参数不断波动对控制系统的限制，有必要将智能化技术应用其中，从而实现对电气设备的全面管控。

（2）提升电气工程自动化控制系统的便捷性。在以往的电气工程自动化控制系统之中，整个控制过程的控制效率较低，这样的电气工程自动化控制系统功能已经难以满足电力企业的生产需求。而利用智能化技术为电气工程自动化控制系统融合智能化控制器，这样就显著提升了系统的控制效率，优化了整个控制流程，让系统操作更加便捷。智能化控制器具有更好的控制优势，通过智能化控制器来对模型相关数据的波动加以调节，这也省去了人工操作，进一步缓解了工作人员的管理工作压力，让人力成本得到了节约。

（3）保证系统的一致性。将智能化技术引入电气工程自动化系统后，能让电气工程自动化系统的一致性得到保障。以数据的采集功能为例，在智能化技术的支持下，电气工程自动化系统可以更准确地采集一些不常见的设备数据参数，再通过智能化控制器完成对这些数据的综合分析，对其中存在差异的数据进行归纳与识别，这大幅提升了数据参数的准确度。

2 智能化技术在电气工程及其自动化中的具体应用

2.1 在故障诊断技术中的应用

在电气工程及其自动化中采用智能化技术，利用其工程连续工作时间较长的特点，将电气工程故障诊断的处理方案进行重新构建，以此来提高电气工程项目故障处理的高效性。在电气工程运作设备发生故障前，采用智能化技术可以对故障信息、设备使用情况进行实时监控，并通过及时发送故障位置点，保证系统问题处理的高效准确性。另外，采用智能化的技术，如果在电气设备检测中有不安全的问题，系统则会提示相关检测人员进行检查工作。例如在电气工程中，变压器发生了渗漏油解析等情况，并且随着这种情况形成了相应气体，智能系统监测到空气中相应数值发生异常，便会发出警报，提醒相关人员进行设备的检查，以此提高了电气整体运行系统的安全稳定性。

2.2 自动化设计技术及其控制系统的应用

在中国现今电气工程及其自动化的发展中，其大体方向便是优化各项技术的资源配置，想要实现电气工程项目和自动化技术两者的双向发展，必须要融合现今时代的优秀资源。智能化技术的应用，可以推动电气项目的发展，也在一定程度上减少了人员与资源的浪费，也使传统的工作危险性与工作量都得到了有效的降低，工作的精准度与资源的节约度都有了明显的提升。通过智能化技术满足了电气工程自动控制系统的使用需求。在整体的分布式结构中，电气工程及其自动化技术采用智能分布式结构，以此来加强整体运行系统的稳定安全性，针对电气工程项目的生产状况建立个体功能性模块，以此来规避使用系统的相应风险。另一方面，在计算机辅助与CAD技术中，引入智能化技术，可以有效减少自动化设计系统的使用时长，进一步保证系统设计的高质量。PLC技术在现今电气工程的发展中已被广泛应用，很大程度上都取代了传统的控制器设备，在自动化技术中，PLC技术也占有核心位置。传统的PLC技术与现代智能化技术相融合，是科技发展的必然趋势，因此保证了网络线路切换和接触的准确性，保障电气设备可以平稳有效运行。

2.3 数据的自动采集与处理

人工智能技术的运用，能够使电气工程中数据的处理与采集智能化，能够发现工程系统中的突发问题，并及时解决。将人工智能技术用到电气自动化控制中，还可以对相关工程数据进行整合、分类与备份。电气工程运行系统大多都非常烦琐，通过人工智能技术可以实现对图像的实时管理，方便工作人员对图像进行查看并分析，进一步提高了工作人员对图像资料的管理效率。人工智能技术的运用，还能够完整地保存电气工程系统的运行资料，在电气工程系统运行中出现错误时，所保存的系统运行资料能够使问题得到快速解决。通过人工智能技术保存的运行资料，可以随时进行查看，减少了人工记录量，同时提高了工作人员的工作效率。

2.4 生产安全监控

传统的电气自动化控制系统中使用的机械设备都有相应的使用寿命和周期，所以为了避免因为机械设备发生故障，影响企业生产活动的有序开展，企业必须安排专业人员负责监管电气设备运行的全过程。虽然这种方法的应用解决了机械设备运行过程中可能发生的故障，但如果长期采取这种管理方法的话，不但不利于工作人员劳动价值的提高，而且增加了企业运营的负担。随着智能化技术在企业生产环节中的推广和应用，工作人员可以借助人工智能技术将多个区域的电气装置连接至同一频段，通过建立各个区段统一通讯体系的方式，充分发挥电子监控设备的优势，全方位无死角地监控企业生产过程中各个区段电气设备运行的状态，保证企业生产经营活动的安全顺利进行。另外，工作人员借助人工智能技术监控工业生产现场的实际情况，不但实现了人力资源最大化利用的目的，而且彻底解决了长期困扰电气自动化控制技术发展和应用的安全性问题，为现代人工智能智能技术在电气自动化控制中的实践应用奠定了坚实的基础。

2.5 综合控制

作为电气自动化领域组成部分之一，综合控制属于人工智能技术集中应用的重要体现。部分矿井内部电气控制通常使用功率方向型的保护措施，在变电所的设计上使用集中选线的保护方式。在矿井中引入人工智能技术，可实时保护变电所的稳定运行，其重点保护设备漏电、线路短路、线路过载或者断相等。人工智能技术在电气自动化的综合控制领域当中，重点是借助模糊控制和神经网络，体现人工智能技术运用的高效性，提高系统运行效率。

（1）模糊控制。所谓模糊控制，就是借助直流或者交流传动系统，保证整体系统的稳定运行，该技术属于人工智能领域重要技术之一。直流传动的系统组成包括Sugeno和Mamdani，其中，Sugeno主要具备预防作用，Mamdani是控制系统的运行速度，通过二者的配合应用，对于直流传动整个系统进行调整和控制。交流传动的系统组成，主要是借助控制器控制系统整体，保证系统运行模式科学合理，高效防御运行风险。与此同时，模糊控制器种类多样化，具体包括自调式、简单式、变结构、模糊PID等类型。在工业生产领域，模糊PID类型控制器应用广泛，其具有良好的耦合性和非线性，并且时滞性极强。但是，对于不同的控制对象，需要对PID的参数进行灵活调整，因此，在实际使用之前，应该先优化参数，确保控制过程响应及时。变结构类型控制器由不同模糊控制器组合而成，不同单元负责不同的控制内容，拥有的控制规则也各不相同，设定参数也存在差异，可保证在特定状态之下控制效果优良。利用该技术展开控制系统设计，应该先分级模糊语言，之后划分控制区域进行分档选取，确定控制算法以及控制性能，提高系统运行有效性。

（2）神经网络。控制系统当中的神经网络主要是不同控制单元组合而成的网络结构，其能够模仿人脑思维，可以全面控制电气自动化相关系统。在运行神经网络系统期间，当系统收集到特定数据或者信息以后，其能够通过一个神经元展开全面连接，按照设定的规则完成信息转换，借助不同单元内部的传输系统对于接收的数据、图像和语音等信息集中处理，为中控系统采取控制措施提供相关支持。

2.6 电气自动化设备设计

电气自动化系统不仅复杂程度高，而且涉及的内容较多。工作人员在操作电气自动化设备时，必须掌握扎实的理论基础知识和丰富的实践操作经验，才能减少操作失误情况发生的概率，提高电气自动化设备运行的效率。人工智能技术在工业生产中的推广和应用，不仅最大限度弥补了工作人员在体力、脑力等方面存在的不足，减轻了工作人员的工作负担，也促进了工作效率的有效提升。

3 结语

智能化技术在电气工程自动化控制中的应用，主要是通过计算机实现的，通过设定好的程序，让计算机处理分析反映信息实现自动化的控制和具体应用。主要体现在于优化设计、故障诊断中，对于提高工作效率和工作质量有着非常重要的作用，而且会推进自动化的应用。