人工智能在工業自動化控制系統的應用探究

劉霄婷 樊建業

（1.特變電工股份有限公司；2.特變電工新疆天池能源有限責任公司保運公司，新疆 昌吉 831100）

一、人工智能技術

人工智能是在科學技術飛速發展的背景之下，產生的一門新興科技并起到非常重要的作用。人工智能技術的形成，主要依靠當前計算機技術的成熟，同時在其他學科的共同作用之下，進而得到充分構建。人工智能的優勢就是可以像人一樣思考，因此在實際的生產以及控制之中，可以應對很多的意外情況，但是傳統的計算機在這個方面，就很難做靈活思考。在當前的人工智能研究領域中，主要有兩個方向，一是專家系統，二是機器人系統。在當前的人工智能中，最大的問題就是大腦的問題，如何能夠做到像人腦一樣進行思考，這是非常重要的一個問題，也是核心的問題。對于這方面的研究，主要是進行人仿生學的研究，進而推動人工智能領域的不斷發展，盡可能接近人腦的思維模式。

二、基于電氣自動化控制的人工智能應用現狀研究

（一）人工智能優越性體現

對于人工智能技術來說，其在電氣自動化控制中的優越性主要體現在信息收集、處理與反饋等方面。利用人工智能技術，可使機械設備能夠代替人從事各種復雜而危險的工作，因此，將人工智能技術應用于電氣自動化控制領域中，必將推動該領域的跨越式發展。利用人工智能技術手段，可使我國現代工業的生產及流通等環節得到優化，從而真正實現現代工業的自動化發展。同時人工智能技術可利用機械代替人來進行工作，還可大幅節約人力與物力等成本的投入，使生產效率大幅提升，進而促進現代工業的產業結構升級，實現產業結構優化。

（二）人工智能技術在電氣自動化控制中的應用價值

在當前的電氣自動化控制中，人工智能技術能夠實現對信息的收集、反饋以及處理，在一定程度上，取代了人工在電氣領域中的復雜操作，因此在電氣自動化控制領域，人工智能技術的應用已成為必然。其中人工智能技術的優勢主要集中在以下幾個方面：首先是能夠優化生產，讓整個過程減少人的參與，從而真正意義上實現了自動化。其次，在生產的過程中，減少了人力的投入，隨著當前經濟的發展，人力方面的成本在不斷增加，因此使用人工智能取代一些創新性較差的工作，可以降低成本，有效推動電子自動化行業的升級，促進產業結構的優化。最后，就是可以保證工作人員的安全問題。電子自動化中，依舊有很多工作人員承擔著一定的風險，因此人工智能的投入，可以大大降低風險事故的發生，從而保證人員的安全。

（三）人工智能應用現狀

將人工智能技術應用于現代工業領域的電氣自動化控制中，具體應用主要體現在以下幾個方面：1.需要利用人工智能技術對電氣設備進行改造，使其能夠對數據進行自動化采集與處理。2.需要利用人工智能技術能夠優化電氣設備功能，以便于系統能夠對各種電氣設備進行實時化管理與故障預警，人工智能技術需要對電氣系統的開關量進行模擬，以此對電氣設備的運行狀態變化情況進行實時記錄與故障預警，這樣能夠在電氣設備出現故障時第一時間進行通知與預警，從而實現對電氣設備故障的快速處理。3.應用人工智能實現電氣設備的自動化操作與控制，設備操作人員可利用鼠標或鍵盤來自動化控制各種電氣設備，而在自動化控制中，需要編寫相應的控制程序，利用控制程序便可實現體積操作或同期并網帶負荷，進而使電氣設備的控制水平得以大幅提高。4.利用人工智能技術來進行故障錄波，電氣設備在人工智能技術的支持下，可對故障波進行模擬，并可進行波形捕捉與順序記錄，有助于電氣設備對故障波的智能化捕捉，從而確保電氣設備的可靠、安全運行。

三、人工智能技術在工業電氣自動化控制中的應用分析

（一）人工智能在電氣自動化控制中的應用

電氣自動化控制系統本身有著非常復雜的特點，完整的電氣自動化系統涉及了諸多的行業以及學科，因此在當前的電氣自動化控制中，需要操作人員具備完整的知識體系，以及完善的培訓才能上崗進行操作。同時，電氣自動化本身較為復雜，因此在操作的時候，需要保證操作的有效性，這樣才可以減少操作失誤以及不當操作造成的損失。這些都是當前電氣自動化在運行的過程中，人工智能取代工作人員，需要克服的問題。隨著當前人工智能技術的發展，已經能夠很好地應對這部分的問題。首先，人工智能技術主要是依靠理論為核心，在程序編寫的過程中，可以實現依靠計算機計算能力的智能控制，也就是說，電氣設備的智能化操作，取代了人腦勞動，并且由于計算機本身多線程以及快速的處理能力，因此在工作的過程中，極大提升了工作的效率，減少了人員的投入以及人員的培養工作，在一定的程度上提升了工作的效率，同時也降低了成本的投入。其次，人工智能的投入，在一定程度上提升了電氣的自動化運行，在電氣自動化設備之中，人工智能可以通過對數據的采集，進行分析，從而將信號進行反饋，在數據收集以及反饋的過程中，都需要進行主控中心的判斷，這樣的操作，大大降低了在電氣自動化系統運行的過程中出現故障的幾率。

（二）人工智能在電氣控制過程中的應用

在電氣自動化的過程中，電氣控制是核心部分，人工智能在電氣控制中，有著得天獨厚的條件。人工智能控制在電氣自動化中，可以大大提升有效操作，在一定程度上提升工作效率，降低成本的投入，同時依托人工智能對電氣自動化進行操作，可以讓其更加科學的發展。最后就是在控制方面人工智能技術本身有著較為成熟的技術，無論是專家系統、模糊控制還是神經網絡控制，都是當前人工智能技術中較為成熟的部分，效果自然也有很大的提升。第一，模糊控制。模糊控制主要是以模糊推理、模糊語言變量等為理論基礎，并且在模糊控制的過程中，以專家經驗作為模糊控制的規則。模糊控制的本質就是在進行操作的時候，被控制對象的模糊模型反饋到控制中心之中，運用模糊控制器，繼而實現對模糊問題的分析反饋，進而針對反饋，對當前的模糊對象完成操作。其中模糊控制是一種自動控制系統，主要依靠模糊邏輯以及推理規則作為基礎理論，采用計算機控制系統構成具有反饋通道的閉環結構，進而實現對模糊問題的數字分析控制。第二，專家控制。專家控制是建立在專家系統之上，并且結合了控制理論的技術，這種技術主要是對專家經驗進行效仿，從專業的角度上對問題進行分析，并且得出相應的結果。這種系統最大的好處就是本身足夠靈活，能夠有效實現對控制率的選取，能夠適應復雜的情況，進而提升了當前電氣系統整體的運行安全。第三，網絡神經控制。網絡神經控制是當前技術最為成熟的一種控制體系，在控制的過程中，用人工智能模擬人腦神經元的活動，并且用相似的原理進行網絡建模，進而對電氣系統進行控制，這樣的方式在進行控制的過程中，只要進行一定次數的程序輸入，就可以仿照人為的工作方式，進而對當前的工作進行有效運作。

（三）設備操作應用

在對電氣設備進行操作時需要嚴格按照相關流程及規范來執行，一直以來，人們對電氣設備的操作都是比較復雜的，在此過程中需要花費很大的精力和時間，而且極易出現操作錯誤或失誤等現象，導致電氣設備極易出現故障，甚至還會因此引發嚴重的安全事故。而人工智能技術的發展，在電氣行業掀起了一股新的技術革命，并使得電氣設備的繁瑣操作得到有效簡化，電氣設備的操作效率也由此得到了顯著提高。

（四）故障診斷中的應用

模糊控制理論、神經網絡控制、專家系統都是人工智能中的核心技術手段，其在故障診斷領域中有著極高的應用價值。眾所周知，電氣設備在長時間運行過程中難以避免地出現故障，而這些故障會對電氣設備的運行及安全造成很大影響。并且，在對電氣設備的故障進行檢修時也存在很大難度。傳統的故障診斷方法不僅準確率較低、實施起來較為繁瑣，而且也需要投入大量人力、物力與時間，而這難以滿足我國現代工業的發展要求。例如，在診斷電氣設備中的變壓器故障時，需要收集和分析變壓器中的氣體，然后根據分析結果來判斷其是否存在異常，在此過程中要浪費很多時間，并且取得的診斷效果也往往不夠準確。而利用人工智能技術則可實時對電氣設備的運行狀態進行監測，當檢測電氣設備的運行參數發生變化時，系統會自動對這些參數進行分析，并以此判斷出具體的故障位置及類型，然后將故障信息反饋給檢修人員，幫助檢修人員對故障進行有針對性的排除，同時也能防止故障進一步擴大而引發安全事故。

四、電氣工程及自動化技術的應用前景

電氣工程及自動化技術在現代社會發展中展現出了不容忽視的應用價值，這不僅促使電氣工程及自動化技術在許多行業中逐漸得以普及，而且也促使相關技術展現出了樂觀的應用前景。具體而言:一是電氣工程及自動化技術應用價值的進一步提升，依賴于網絡架構的構建與完善。強化電氣工程及自動化技術管理力度，推動相應控制系統實現規范化與便捷化發展，是電氣工程及自動化技術在應用過程中呈現出的重要趨勢，而這一目標的實現則依賴于網絡架構的構建，從而進一步提升電氣工程及自動化技術應用過程中的信息傳輸能力，進一步強化電氣工程系自動化技術的保護功能、監控功能以及自動控制功能；二是電氣工程及自動化技術應用價值的進一步提升，依賴于統一應用平臺的構建。當前應用系統建設標準不統一且不能通用的現象，在很大程度上制約著相關技術的普及并導致其應用面臨著較高的成本，而依托統一的標準構建統一的應用平臺，則能夠對相關技術應用成本進行有效的控制，從而推進相關技術的普及并展現其應用價值；三是應用技術智能化水平的進一步提升，能夠為相關技術的發展提供更多助力。電氣自動化相關技術與其他技術在各行各業中的融合應用，是提升相關技術應用成效與應用價值的有效路徑，在此過程中，人工智能技術等現代科技的發展，能夠在很大程度上推進相關技術應用范圍與應用效率的提升，為此，電氣工程及自動化技術領域專家學者需要重視探索多元化技術的融合應用以及電氣工程及自動化技術智能化水平的提升路徑。

結束語：人工智能技術作為一門新興技術，其在電氣自動化控制領域中具有極為重要的應用價值，徹底改變了以往的電氣控制方式，實現了現代工業的智能化、自動化控制，并且有效減少了人力與物力的投入。因此，我國需要不斷深入研究人工智能技術，以確保人工智能技術為人類提供更加智能化的舒適生活。