淺析人工智能在電氣自動化控制中的應用

閆文莉

（西安科技大學高新學院，陜西 西安 710109）

在電氣自動化控制中應用人工智能技術，能夠全面提升電氣技術工作的質量與效率，降低安全事故的發生概率和電氣技術的綜合應用成本，為生產單位創造更大的經濟效益與社會效益[1]。但是，由于人工智能技術的應用本身存在一定的門檻限制，如何合理地將人工智能技術應用到電氣自動化控制中成為了作業人員要認真思考的問題。因此需要結合人工智能技術的優勢性和應用現狀分析，制定合理的應用方案，以此實現將人工智能充分融入電氣自動化控制中。

1 人工智能技術的應用特點與優勢分析

1.1 應用特點

1）適應性強。傳統的電氣控制以單路控制與線性控制為主，要求工作人員按照系統制定的對象開展操作控制。但在實際應用中，傳統電氣控制的針對性較強，工作人員只能對特定產品開展操作，無法控制其他同類產品或者是非同類產品的生產過程，因此控制效率較低。在人工智能技術的幫助下，系統控制可以改變單路控制的方式，采用非線性的變結構控制方式，能夠隨著環境的不斷變化而加以調整，更好地面對諸多復雜的制造環境，針對不同產品加以區別。工作人員依靠人工智能的靈活控制方式，可以更快捷地完成電氣生產和控制工作[2]。

2）抗干擾能力較強。在電氣自動控制系統中，人工智能技術對除控制指令外的其他信號有較好的甄別能力，可以大幅度提升系統穩定性，提升對外界干擾的抵抗能力，及時獲取相應的數據信息，對實現高效調節具有突出作用。針對突發干擾問題，系統可以實現自動識別與排除，為參數信息的準確、快速傳輸提供保障，維持系統的正常運行。很少會出現系統的運行誤差，應用前景更為廣闊[3]。

3）操作方式簡單。傳統的電氣控制系統操作對工作人員的個人能力要求較高，在生產和控制中，工作人員需要以電氣控制系統的運作記錄作為參考依據，細致地分析電氣設備的運作情況，這導致電氣控制系統的調試和修改存在較大的難度，工作人員不僅要擁有豐富的工作經驗，還需要花費大量的時間與精力檢查過往的設備運行記錄，才能順利開展調試。在人工智能技術的幫助下，可有效轉變這種復雜的操作模式，這是因為人工智能技術的應用可以有效地借助可視化系統，能夠控制電氣系統，技術人員也能夠分析各種具體的控制問題[4]。在調節參數中，工作人員不需要反復嘗試來完成工作目標，只需要通過計算機來模擬操作，就可以獲取較高的精準度，能夠滿足工作需要的數據。同時，人工智能技術采用的軟件均為完成協議封包的軟件，本身完整的操作UI，用戶界面更加人性化，操作邏輯更簡單，工作人員上手的難度也更低。

1.2 應用優勢

1）降低電氣自動化系統的設計難度。人工智能技術主要依賴于已經完成協議封包的軟件進行控制指令的傳遞，這種運作模式能夠大幅度降低人員設計的難度。控制人員并不需要如傳統的自動化控制作業一般對各種組件的連接和信號傳遞進行模擬實驗和組件選擇，而是依靠已經成型的軟件系統直接向生產線發送控制指令，這樣就有利于控制設計效率與準確性的提升[1]。

2）大幅度提升自動化控制效率。通過人工智能技術，可以基于自動化數據采集與數據保存功能全天候采集電氣控制的運行數據，且人工智能軟件的數據采集有更強的兼容性。例如智能化系統中較常用的Explab和import.io，這些智能軟件對數據的兼容性較強，即使因為控制設備的硬件進行更換導致了數據格式的變化，Explab和import.io同樣能識別和錄入新格式的數據，提升電氣自動化控制的效率。

3）提升產品質量。基于人工智能的電氣控制，可以進行更精確的產品檢測，如在電氣智能控制中加入SAS、Tableau Software、Python等大數據軟件，能全方位掃描和分析電氣控制現狀，最大限度地減少工作失誤，保證控制效果。

2 人工智能技術應用存在的問題

2.1 技術應用不足

人工智能技術應用于電氣控制領域的歷史并不長，在大部分電氣控制作業中，人工智能技術只是作為輔助工作人員人為操作的工具存在，自身的優勢沒有發揮。如數據采集和處理方面，人工智能技術只是籠統搜集電氣控制中產生的各類數據，最后的檔案生產依然是由工作人員人為完成，其對數據的甄別歸類優勢沒有得到應用[5]。因此，在未來的人工智能技術應用中，要結合其技術特點，在電氣控制中正確應用智能技術，才能保證控制效果的最佳化。

2.2 缺少相關技術人才

目前，人工智能技術依舊處于電子控制實踐的階段，還需要大量高端技術性的人才支持。但是從實際情況分析來看，在電氣自動化控制領域之中，非常欠缺人工智能技術響應的高端技術人才。隨著技術的不斷發展，對于這一領域人才的需求也在持續提升。所以，人工智能技術的后續發展與完善，都需要培養該領域的人才。

3 人工智能技術在電氣自動化控制中的應用建議

3.1 數據采集處理

為了達成電氣自動化的控制目標，需要落實數據信息的采集與處理。通過各種有效的手段，保障數據信息采集的準確性，滿足數據處理的高效率要求。傳統模式下的電氣自動化控制、數據信息的采集與處理都是人工操作的方式來進行，工作人員需要依靠自己的知識儲備和建模能力完成數據的采集和模型搭建工作，這對操作人員的個人素養提出了較高的要求。此外，基于電氣控制的運作邏輯分析，電氣自動化控制本身具有較強的時效性，在開展這一項工作過程中，準確、快速地分析與采集數據信息是關鍵。人工操作的技術門檻較高，且處理效率低下，可能會出現完成采集和建模時，控制數據的效用已經丟失，無法反映電氣控制情況的問題。

所以在用電控制中，工作人員可以結合用戶的用電需求，依靠人工智能技術確保電壓能夠控制在標準范圍之內，保障整個系統運行的安全性，延長使用壽命。為此，可以通過爬蟲技術的抓取功能收集特定的數據信息，并利用Getleft、Scraper、OutWit Hub等爬蟲軟件的數據甄別功能將部分無效數據直接剔除。以有用數據為基礎，工作人員可以有效地分析與處理數據信息，以此得到想要的工作結果[6]。在人工智能技術的支持下，系統還能夠模擬員工操作，提升工作效率，減少工作誤差，在滿足數據可視化分析的同時，實現生產企業的經濟效益目標[7]。

3.2 電氣故障排除

以往電氣設備的排查與檢測都是采用傳統的方法，其排查速度較慢、效率偏低，這樣就會導致電氣設備故障檢測需要花費大量的時間，新設備更換周期相對較長，在重要的應用場合會造成較大的財產損失以及人身損失。在電氣故障排除之中引入人工智能技術，基于高度集成的智能芯片，能夠快速地進行圖像處理、頻率分析以及電路診斷，這樣就能夠實現電氣設備更換周期的大幅度縮短[8]。

在電氣系統持續運行的階段，電氣設備會受到工作時間、工作環境、設備狀態的影響。一旦發生設備故障，如發電機、發動機等設備出現故障，不僅會對正常的工作效率產生影響，同時也會影響日常的生產生活[9]。所以，在電氣自動化控制系統之中應用人工智能技術，主要是選擇利用專家系統、遺傳算法、計算機神經網絡等。其中，專家系統發揮了關鍵性的作用，人工智能可以有效控制整個電氣系統，從而開展長時間、全方面的檢測。在進行設備問題排查的時候，需要第一時間發出警報，并且做好設備的隔離工作，在及時解決故障的同時，盡可能減少損失。對于部分環境情況嚴峻，會對人員造成危害的、不適宜人工操作的，也可以選擇引入人工智能技術，從而替代人工完成一些必要的工作。應用專家系統排查故障，具體如圖1所示。

圖1 專家系統排查故障示意圖

3.3 電氣自動化管理

在電氣自動化管理之中應用人工智能技術，主要包含以下內容：1）工作人員需結合電氣控制的基本情況，設計具有針對性的算法，如熵值計算法、模糊分析法等。依靠算法來識別控制作業中各項因素對控制效果的影響情況，并將具體的設備參數直接輸入相關的軟件之中，通過人工智能技術的快速分析與處理，產生大量的數據。人工智能技術還能夠有效地模擬運行效果，這樣就可以減少成本的投入，同時也能夠優化設計方案，讓工作人員能夠針對其中存在的不足之處及時調整，這對電氣自動化設計準確度的全面提升具有重要的意義與作用，進而達到預期的工作目標。2）基于人工智能技術的應用，建立中央控制智能系統。在現階段的工廠管理模式下，存在較高的人工參與度，智能化控制依舊處于初期階段。在人工智能技術的幫助下，企業就能夠實現建立健全中央控制智能系統，在這一平臺的充分運用下，管理人員能夠掌握相應的生產情況，以此來實現生產環節的有效調整，最終發揮各種設備的功效，合理優化生產安排[10]。中央控制智能系統也可以實現機器運行情況的實時收集，通過反饋以及計算分析，制定出能夠滿足生產現狀的最佳方案，這對于提升管理和運行質量具有重要的意義。通過動態化管理目標的實現，最終就能夠進一步優化電氣控制情況，從而提高整個電氣控制工作的自動化水平[11]。

4 結語

綜上所述，在電氣自動化控制系統之中應用人工智能技術，可以推動各個功能模塊的高效運行，能夠完善機械化生產系統，大幅度地降低人工生產作業的危險性，在降低人力資源投資的同時，也能夠滿足企業生產建設質量與建設效率的實際需求。所以，作為工業制造企業，需要推動電氣自動化控制系統之中人工智能技術的應用，這樣才可以推動電氣自動化控制系統的順利運行，同時也能夠保障其實際的安全性與質量，最終滿足用戶的多元化需求。