電氣自動(dòng)化控制中的人工智能技術(shù)研究

王麗娜

（河鋼集團(tuán)樂亭鋼鐵公司，河北 唐山 063000）

人工智能技術(shù)作為當(dāng)代最新型的產(chǎn)物，在人們生產(chǎn)生活中有著重要的優(yōu)勢(shì)。能夠代替人工從事各種復(fù)雜、危險(xiǎn)的工作，有效提升工作效率，節(jié)省成本，尤其在電氣自動(dòng)化控制中起到了不可磨滅的作用。但在實(shí)際運(yùn)用過程中，還需要不斷結(jié)合電氣自動(dòng)化控制的實(shí)際運(yùn)行情況，提升人工智能運(yùn)用能力，提升人工智能與電氣自動(dòng)化的結(jié)合程度，促進(jìn)電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域不斷進(jìn)步，滿足時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)與需求。

1 電氣自動(dòng)化中人工智能技術(shù)概述

近年來，人工智能技術(shù)在各種行業(yè)與領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛，大量的科研單位也在對(duì)電氣自動(dòng)化中的人工智能技術(shù)進(jìn)行研究。人工智能技術(shù)中包含學(xué)習(xí)、模仿、完善等多種內(nèi)容，其本質(zhì)上實(shí)際是計(jì)算機(jī)學(xué)科的分支。但在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，人工智能技術(shù)能夠?qū)θ祟惖南嚓P(guān)行為進(jìn)行優(yōu)化與完善，并輔以數(shù)學(xué)、心理學(xué)、電力工程學(xué)等相關(guān)學(xué)科相互交叉，幫助電氣自動(dòng)化工程能夠更加科學(xué)。在電氣自動(dòng)化現(xiàn)有體系與模式當(dāng)中，利用人工智能技術(shù)能夠提高生產(chǎn)效率，為企業(yè)創(chuàng)造更廣闊的市場(chǎng)。在電氣設(shè)備控制系統(tǒng)中，人工智能技術(shù)也取得了卓越的進(jìn)展與優(yōu)勢(shì)[1]。例如，在電氣設(shè)備系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，在電路、電磁、電機(jī)、以及電器等方面都能夠看到人工智能技術(shù)的影子。尤其目前數(shù)字技術(shù)等尖端產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電氣產(chǎn)品與已經(jīng)從傳統(tǒng)的工廠設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)槔糜?jì)算機(jī)輔助進(jìn)行設(shè)計(jì)的模式。在該技術(shù)的輔助下，系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率都得到了快速的提升。同時(shí)，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，也分布著大量的自動(dòng)控制和手動(dòng)控制裝置，包括繼電器、斷路器等。人工智能技術(shù)能夠?qū)﹄姎庀到y(tǒng)中復(fù)雜的部分進(jìn)行控制，通過其清晰的邏輯思維與快速的處理能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控與管控。

2 人工智能在電氣自動(dòng)化控制中運(yùn)用的優(yōu)勢(shì)

人工智能技術(shù)現(xiàn)如今已經(jīng)被運(yùn)用到各個(gè)領(lǐng)域，并發(fā)揮了明顯的優(yōu)勢(shì)。尤其在電氣行業(yè)中，人工智能的運(yùn)用在很大程度上完善了電氣自動(dòng)化運(yùn)行效率，彌補(bǔ)傳統(tǒng)技術(shù)上的缺陷，讓電氣自動(dòng)化運(yùn)行的效率更加高效，智能。在運(yùn)用過程中，體現(xiàn)出如下優(yōu)勢(shì)∶

第一，有效提升電氣自動(dòng)化控制的精準(zhǔn)性。人工智能技術(shù)能夠在計(jì)算機(jī)程序下自動(dòng)完成相關(guān)工作，利用電腦操作對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤，降低工作中存在的失誤。若在整個(gè)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，硬件沒有問題人工智能便不會(huì)出現(xiàn)問題。因此，將人工智能技術(shù)運(yùn)用在電氣自動(dòng)化控制中，能夠有效提升電氣運(yùn)行的質(zhì)量與效率。第二，能夠減少電氣自動(dòng)化控制中的資源投入。傳統(tǒng)電氣自動(dòng)化控制中只能實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)控制。在實(shí)際操作過程中，還是需要投入不少的人力與物力。而人工智能的投入能夠有效節(jié)約大部分的人工，還能夠通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)分出數(shù)據(jù)，在無人工投入的情況下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行[2]。第三，提升電氣自動(dòng)化控制的穩(wěn)定性。人工智能技術(shù)的運(yùn)用避免了外界操控因素的干擾。工作人員輸入相關(guān)程序后，電氣自動(dòng)化控制會(huì)自動(dòng)開始運(yùn)行程序，讓整個(gè)運(yùn)行變得更加穩(wěn)定，提升運(yùn)行質(zhì)量。

3 電氣自動(dòng)化控制中的人工智能技術(shù)的運(yùn)用

3.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制能夠以生物神經(jīng)功能為模型，傳入的數(shù)據(jù)會(huì)對(duì)生物神經(jīng)元產(chǎn)生應(yīng)激反饋，輸出到相聯(lián)的神經(jīng)元上進(jìn)行傳遞，輸入與輸出之間呈非線性關(guān)系變換。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由自適應(yīng)原件和層次組織構(gòu)成，形成大規(guī)模的連接，構(gòu)成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。與生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理方式類型，因此被稱為仿生物神經(jīng)功能。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制能夠模仿生物的思考方式，建立網(wǎng)絡(luò)，對(duì)所接受的信息做出相應(yīng)的處理動(dòng)作。神經(jīng)網(wǎng)路內(nèi)部包含大量的處理元，實(shí)際上，所建設(shè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)僅對(duì)生物思考進(jìn)行了抽象的模擬，并不能完全反映生物思考的功能性。其對(duì)信息的接受與處理也建立在神經(jīng)元基礎(chǔ)上，對(duì)所接受的信息進(jìn)行存儲(chǔ)與分析，并通過數(shù)據(jù)不斷學(xué)習(xí)，以動(dòng)態(tài)化形式演示出來。不同的神經(jīng)元組成的網(wǎng)絡(luò)可接受多組輸入信息，按照既定的規(guī)則進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換為信息輸出。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的神經(jīng)元連接十分復(fù)雜，各種神經(jīng)元均以非線性的方式傳遞信息。但輸入與輸出的信號(hào)之間存在多種聯(lián)系，針對(duì)此可以通過人工構(gòu)建成特殊的聯(lián)系，即“黑箱模型”，尤其在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用十分廣泛。

3.2 電氣自動(dòng)化設(shè)備的設(shè)計(jì)

在工業(yè)領(lǐng)域中，電氣設(shè)備位于高端設(shè)備之位，其中涉及了眾多領(lǐng)域，如電機(jī)、變壓器、電力電子技術(shù)、電磁場(chǎng)等眾多技術(shù)領(lǐng)域。同時(shí)，電氣設(shè)備本身的設(shè)計(jì)過程也十分復(fù)雜繁瑣。然而，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)電氣設(shè)備的質(zhì)量要求也在不斷提升。在以往生產(chǎn)過程中，傳統(tǒng)電氣設(shè)備設(shè)計(jì)主要由設(shè)計(jì)師進(jìn)行探討與分析，且以個(gè)人經(jīng)驗(yàn)為主，在理論與數(shù)據(jù)分析方面的工作十分薄弱。

而人工智能在電氣自動(dòng)化設(shè)備中的運(yùn)用，可以將各種專業(yè)知識(shí)與數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中，人工智能可以快速進(jìn)行分析與計(jì)算，完成人腦所不能完成的復(fù)雜工作。通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析，推算出最佳的設(shè)計(jì)思路。以此，能夠節(jié)約大量的時(shí)間，節(jié)省人力與物力，提升工作效率。

3.3 故障預(yù)防

根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，可提前預(yù)防電氣自動(dòng)化控制中的存在的故障。在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行過程中，人為或機(jī)器運(yùn)行故障都會(huì)導(dǎo)致控制系統(tǒng)無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而降低控制效率，影響工業(yè)生產(chǎn)，甚至?xí)：ぷ魅藛T的生命安全。因此，要對(duì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行全天的監(jiān)控，分析潛在故障，并及時(shí)修復(fù)。傳統(tǒng)控制系統(tǒng)雖然能夠通過一些診斷方法對(duì)電氣自動(dòng)化的故障進(jìn)行分析與調(diào)整，但精確度相對(duì)較低，難以滿足實(shí)際所需。例如，傳統(tǒng)控制器可以通過報(bào)警或人工排查的方式對(duì)故障進(jìn)行分析，但卻無法對(duì)一些無法排查或預(yù)知的故障及時(shí)發(fā)現(xiàn)與解決。但是，人工智能技術(shù)便能夠通過對(duì)控制系統(tǒng)的分析來判斷可能出現(xiàn)的問題，通過對(duì)數(shù)據(jù)的收集、分析、存儲(chǔ)工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，并及時(shí)調(diào)整，優(yōu)化電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行模式，避免其出現(xiàn)異常或發(fā)生事故。

例如：診斷變壓器故障的故障時(shí)，傳統(tǒng)方法主要以收集變壓器氣體的方式為主，通過對(duì)氣體的分析來了解變壓器是否存在故障。但這種方式需要大量的人力物力以及時(shí)間，嚴(yán)重降低效率。而人工智能技術(shù)能夠通過網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析，了解出現(xiàn)問題的原因。同時(shí)，通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析找到最簡(jiǎn)單的解決方案。以該種方式能夠節(jié)省時(shí)間、節(jié)省人力物力，提高效率。

3.4 智能控制

在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，其主要目的是提高運(yùn)行效率與質(zhì)量，保證運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。而人工智能的運(yùn)用在該領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的優(yōu)勢(shì)與作用。利用人工智能技術(shù)，來提升電氣自動(dòng)化控制的靈活行，改良電氣控制技術(shù)。目前，人工智能電氣控制技術(shù)主要包含三種類型，即專家系統(tǒng)控制、模糊控制以及前文所提及的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。主要運(yùn)用在對(duì)開關(guān)量的控制，對(duì)模擬量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與整理，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況的監(jiān)測(cè)與修復(fù)等方面。人工智能的運(yùn)用，真正做到了對(duì)系統(tǒng)的智能控制，提高企業(yè)生產(chǎn)效率，降低投入成本，推動(dòng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。

3.5 未來發(fā)展方向

電氣自動(dòng)化技術(shù)要與軟件、電路、執(zhí)行等進(jìn)一步融合，形成高效的自動(dòng)化系統(tǒng)。在電氣自動(dòng)化控制方面，也應(yīng)不斷提高電氣控制的效率，提升微電子理論技術(shù)的支撐度，不斷提升設(shè)備運(yùn)行的精確性。電氣自動(dòng)化控制是信息時(shí)代下的產(chǎn)物，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。在企業(yè)角度下分析，可將自動(dòng)化控制與物聯(lián)網(wǎng)連接，提升人工智能的科學(xué)行，以技術(shù)為支撐促進(jìn)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性與高效性，達(dá)到有效的風(fēng)險(xiǎn)控制能力，高集成的管控能力。減輕重復(fù)性的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，解放生產(chǎn)力。

4 結(jié)論

綜上所述，人工智能化技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的運(yùn)用具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)。其不僅能夠提升系統(tǒng)運(yùn)行過程中的安全性與穩(wěn)定性，還能夠降低運(yùn)行生產(chǎn)中所投入的成本，提升電氣運(yùn)行工作的效率與質(zhì)量。在科技不斷進(jìn)步的今天，要想與時(shí)代共同進(jìn)步，要充分發(fā)揮人工智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，將人工智能技術(shù)與電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)充分結(jié)合，不斷完善，提升準(zhǔn)確度與靈活度。