人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用研究

李新秀

(銀川科技學(xué)院 寧夏銀川 750021)

人工智能技術(shù)融合了很多先進(jìn)的技術(shù)，比如計(jì)算機(jī)技術(shù)以及電子技術(shù)等，它的主要特征就在于智能化、自動(dòng)化，當(dāng)下被人們運(yùn)用到了諸多領(lǐng)域之中，取得了良好的成績。人工智能技術(shù)應(yīng)用到電氣自動(dòng)化控制之中，在提升實(shí)踐工作質(zhì)量和效率方面都起到了重要的輔助作用，使其獲得創(chuàng)新與發(fā)展，使控制變得更加安全和穩(wěn)定，對于現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響[1]。

1 人工智能技術(shù)所具有的優(yōu)越性

1.1 穩(wěn)定性

將人工智能技術(shù)在自動(dòng)化系統(tǒng)之中加以良好的運(yùn)用，可以完成對各類設(shè)備的自動(dòng)檢查和維護(hù)，從而高效地對設(shè)備中所存在的危險(xiǎn)隱患加以判斷，將之反饋給相應(yīng)的部門與人員，從而能夠及時(shí)地對其進(jìn)行處理的設(shè)備，保證其能夠持續(xù)維持穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，并且也可以運(yùn)用人工智能來實(shí)施設(shè)備全面檢修工作，然后定期發(fā)出預(yù)警，讓員工來檢修設(shè)備，確保電氣自動(dòng)化能夠安全、穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)[2]。

1.2 便捷性

將人工智能技術(shù)在實(shí)踐中加以合理的運(yùn)用，能夠促進(jìn)電器自動(dòng)化控制工作整體效率的不斷提高，這方面的應(yīng)用主要有該技術(shù)衍生而來的模糊控制以及專家系統(tǒng)等。有了專家系統(tǒng)的支持以后，工作人員只要輸入相應(yīng)的指令，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)按照這一指令去實(shí)施工作，它會(huì)快速地計(jì)算控制的最佳理論數(shù)據(jù)，然后優(yōu)化控制工作，工作人員只要按照這些結(jié)果來實(shí)施操作，就可以控制好自動(dòng)化系統(tǒng)，這樣的操作是很簡便的，效率也很高[3]。

2 人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用現(xiàn)狀

為了保證電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)質(zhì)量，就需要有完善的理論知識進(jìn)行支持。同時(shí)由于電氣設(shè)備設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，還有著系統(tǒng)性的特征，所以對于設(shè)計(jì)的有效性也有著很高的要求[4]。人工智能技術(shù)的實(shí)踐運(yùn)用促進(jìn)了人工智能控制整體水平的提升，這主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

2.1 數(shù)據(jù)的采集及處理功能的實(shí)現(xiàn)

人工智能技術(shù)能夠自動(dòng)化地采集電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)，在進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)候，就能夠自動(dòng)化地處理、保存有關(guān)數(shù)據(jù)，電氣自動(dòng)化控制的效率更高。

2.2 系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)視機(jī)報(bào)警功能的實(shí)現(xiàn)

利用這一功能實(shí)時(shí)地監(jiān)控電氣設(shè)備的主要設(shè)備的模擬數(shù)據(jù)，這樣才可以更加合理地對電氣設(shè)備的開關(guān)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，記錄這些電器設(shè)備的運(yùn)行狀況，如果出現(xiàn)異常的話，還會(huì)發(fā)出電話報(bào)警，從而及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問題，并采取有效的措施進(jìn)行處理。

圖1 人工智能在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

2.3 操作控制功能的實(shí)現(xiàn)

實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制以后，就可以利用鍵盤以及鼠標(biāo)來控制電氣系統(tǒng)，只需要通過對于相關(guān)程序的控制就能夠進(jìn)行同期并網(wǎng)帶負(fù)荷或者體積的操作，控制的效率會(huì)有很大的提升，從而能夠更好地滿足工業(yè)發(fā)展的需要[5]。

2.4 故障錄波功能的實(shí)現(xiàn)

該功能主要是用來模擬故障錄波的，可以通過持續(xù)的監(jiān)測設(shè)備波形來分析其運(yùn)行狀態(tài)，一旦出現(xiàn)異常波形，則及時(shí)地進(jìn)行故障錄波，并提示中控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備檢查，這樣可以使得電氣設(shè)備的運(yùn)行更安全、更有效率。

3 針對人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中應(yīng)用的研究

3.1 在電氣控制中的應(yīng)用

電氣自動(dòng)化運(yùn)行方面對于人工智能技術(shù)的應(yīng)用有幾種形式，就電氣自動(dòng)化系統(tǒng)來看，電氣控制屬于其中較為關(guān)鍵的部分，對于電氣自動(dòng)化的發(fā)展有著重要的作用。運(yùn)用人工智能技術(shù)能夠有效地降低在電氣工程生產(chǎn)方面的投入，使生產(chǎn)的速度更快。在電氣控制方面，應(yīng)用人工智能技術(shù)，主要有3 種形式，分別是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家系統(tǒng)控制以及模糊控制。其中模糊控制主要就是依靠交流以及直流傳動(dòng)這樣的電氣傳動(dòng)對工程的運(yùn)行產(chǎn)生影響，如果通過交流傳動(dòng)無法處理問題，就會(huì)利用模糊控制器去進(jìn)行運(yùn)行，如果是直流傳動(dòng)有問題，通常是采用模糊邏輯控制里面的Mamdani 以及Sugeno來實(shí)現(xiàn)[6]。

3.2 在電氣設(shè)備中的應(yīng)用

為了在工業(yè)生產(chǎn)中能夠更加高效地應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)，就需要相關(guān)人員了解這一技術(shù)涉及的科學(xué)知識，同時(shí)，對于操作工人也需要提高要求，需要他們掌握相關(guān)的專業(yè)知識，并能夠熟練地處理有關(guān)業(yè)務(wù)。工作人員還需要增強(qiáng)工作責(zé)任心，認(rèn)真負(fù)責(zé)地完成電氣設(shè)備的操作工作。要想實(shí)現(xiàn)人工智能和電氣工程的結(jié)合是要依靠代碼語言來實(shí)現(xiàn)的，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行語言的編寫不但能夠降低人們的工作強(qiáng)度，同時(shí)還能夠提高運(yùn)行的精確性，使電氣工程能夠獲得更好的發(fā)展。

3.3 在日常操作中的應(yīng)用

人工智能技術(shù)的發(fā)展以及應(yīng)用，對電氣工程發(fā)展有著很大的推動(dòng)作用的，改善了電氣工程的運(yùn)行。通過優(yōu)化電氣界面的控制流程，將有價(jià)值的研究結(jié)果保存下來，這是電氣化發(fā)展非常重要的依據(jù)[7]。

3.4 在故障與事故診斷中的應(yīng)用

人工智能能夠自動(dòng)化地處理電氣運(yùn)行期間的某些突發(fā)情況，比如：在制造業(yè)對于電氣自動(dòng)化的應(yīng)用，本身很多產(chǎn)品的制造步驟都是很復(fù)雜的，這也導(dǎo)致其在制作過程中會(huì)容易出現(xiàn)各種各樣的突發(fā)情況。以往人們在對生產(chǎn)用具進(jìn)行檢測的時(shí)候，通常其操作的流程都是相當(dāng)復(fù)雜的，檢測結(jié)果也容易出現(xiàn)偏差。例如：如果變壓器出現(xiàn)意外，以往操作人員會(huì)將變壓器的油取出來一部分，并采用化學(xué)方法對其進(jìn)行處理，將由此形成的氣體收集起來，再利用專門的方式對氣體類型進(jìn)行檢測，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行推論，然后找到是哪里出現(xiàn)了問題。這種做法需要投入大量的人力與時(shí)間，而且其準(zhǔn)確度也并不高。而采用人工智能這樣先進(jìn)的技術(shù)，運(yùn)用模糊理論、專家系統(tǒng)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，就可以更加高效、準(zhǔn)確地對故障進(jìn)行檢測，大幅度地提升診斷的質(zhì)量[8]。

3.5 在電氣傳動(dòng)控制過程中的應(yīng)用

對于電氣傳動(dòng)操作來說，人工智能主要是體現(xiàn)在直流以及交流傳動(dòng)上面。所謂的直流傳動(dòng)也就是通人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及模糊邏輯調(diào)控，交流傳動(dòng)則是由模糊邏輯以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所組成的。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是裝備了函數(shù)估測裝置，有著一致性和非線性的特征，在進(jìn)行電氣傳動(dòng)控制的過程中，不需要利用控制系統(tǒng)的模型就可以進(jìn)行控制，而且其對反嗓音變化的反應(yīng)是比較遲鈍的。而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就可以通過自身的并行結(jié)構(gòu)來迅速地對傳感器獲得的信息進(jìn)行反應(yīng)，如監(jiān)控系統(tǒng)以及診斷系統(tǒng)等都是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的常見應(yīng)用方式[9]。

3.6 將其運(yùn)用到電氣設(shè)備設(shè)計(jì)之中的效果

電氣裝置的構(gòu)造是很復(fù)雜的，在設(shè)計(jì)的過程中，需要應(yīng)用到電路理論、電氣理論以及設(shè)計(jì)理論等，只有將它們有效地結(jié)合起來，才可以進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)。可以更加科學(xué)準(zhǔn)確地分配生產(chǎn)過程的各個(gè)步驟，將之和企業(yè)員工的崗位情況進(jìn)行結(jié)合，優(yōu)化物資、人力的配置，提高資源的利用率，大幅度減少生產(chǎn)的損耗，生產(chǎn)成本較少，并且在新產(chǎn)品的研發(fā)方面運(yùn)用效率較高，同時(shí)還能夠提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量[10]。比較常用的有兩種方法，一種是遺傳算法，另一種則是專家系統(tǒng)法。其中遺傳算法其計(jì)算的目標(biāo)就是決策變量的編碼，通過對于舒適度這一數(shù)據(jù)的查找來確定主要指標(biāo)，并對指標(biāo)的優(yōu)化進(jìn)行指導(dǎo)，通過這樣的方式，能夠使電氣設(shè)備的策劃思路變得更加清晰，能夠明確具體的操作過程，提高了電氣設(shè)計(jì)的質(zhì)量，對于提升電氣自動(dòng)化控制的水平有著良好的作用。

4 電氣自動(dòng)化在人工智能應(yīng)用案例

隨著人工智能技術(shù)逐漸發(fā)展，國內(nèi)各電網(wǎng)公司紛紛啟動(dòng)智能電網(wǎng)建設(shè)，且成效顯著。因此，便以智能電網(wǎng)建設(shè)為例，剖析電氣自動(dòng)化中人工智能技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

4.1 電網(wǎng)監(jiān)控上將人工智能加以良好的應(yīng)用

智能監(jiān)控在整個(gè)電網(wǎng)中屬于最為重要的一個(gè)部分，借助人工智能儀器設(shè)備，能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)內(nèi)所有的設(shè)備運(yùn)行情況以及運(yùn)行中涉及的信息數(shù)據(jù)加以掌握；智能監(jiān)控可以為人們提供數(shù)字化的圖像顯示，從而將電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中的信息進(jìn)行全面的記錄，為管理人員的工作提供了極大的便利和數(shù)據(jù)支持。當(dāng)下智能監(jiān)控系統(tǒng)中也引入了遠(yuǎn)距離操作功能，使電力設(shè)備的工作效率有了顯著的提高，不但可以提升人力資源的利用效率，而且可以對電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性加以根本保障，提升了我國電力企業(yè)的自動(dòng)化水準(zhǔn)，符合我國電力發(fā)展的需求。其在針對電力系統(tǒng)中各類運(yùn)輸線路結(jié)構(gòu)實(shí)施全面的監(jiān)控的時(shí)候，會(huì)首先對分布分層式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，而且隨時(shí)監(jiān)督并記錄各層的溫度變化和工作狀況，并及時(shí)反饋。

4.2 將人工智能運(yùn)用到電網(wǎng)運(yùn)行之中

電網(wǎng)自愈通常都是由自我預(yù)防以及自我恢復(fù)兩個(gè)方面組合而成。自我預(yù)防就是指運(yùn)用傳感測量以及仿真分析來完成電網(wǎng)運(yùn)行情況的全面監(jiān)控，這樣就可以及時(shí)、高效地對系統(tǒng)中所存在的問題加以準(zhǔn)確的判斷。自我恢復(fù)是指故障發(fā)生時(shí)，采用自動(dòng)控制方法快速隔離或快速恢復(fù)故障，以免對電網(wǎng)的供電質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。就現(xiàn)有人工智能技術(shù)水平而言，這一功能的主要作用就是盡可能地控制故障對系統(tǒng)、設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的不良影響。

5 結(jié)語

人工智能是在現(xiàn)代科技高度發(fā)達(dá)以后才逐漸形成的，是很多先進(jìn)的技術(shù)、知識結(jié)合的產(chǎn)物，在今天電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用也越來越普遍，能夠大幅度地提升其工作的效率、質(zhì)量以及準(zhǔn)確度，對于企業(yè)的發(fā)展有著重要的作用。