電氣自動化控制中AI技術的應用研究

山東理工職業學院 吳瓊華

在電子自動化領域中AI 技術的應用越來越頻繁，需要做好技術的應用工作，對AI技術進行深入了解，提高技術應用方法的有效性，使設備具體良好的智能水平。通過AI 技術可提高對設備的控制精度，避免設備出現運行控制故障，使設備能夠滿足精度控制的要求。AI 技術的應用需要逐步進行展開，提高對AI 技術的應用水平，進而充分發揮出技術的優勢。

1 電氣自動化控制中AI 技術的應用概述

1.1 電氣自動化概述

電氣自動化是工業發展的基礎，對工業的建設非常重要，需合理對技術手段進行應用。通過電子自動化相關技術可對電氣設備進行控制，使其能保持穩定地運行狀態，避免設備出現運行故障。工業生產過程中，需采用自動生產的形式對電子設備實施精準操作，使設備的控制操作具備完善性，進而增強控制方法的靈活性，使設備的運行過程更加的可靠。在設備運行過程中，具有苛刻的控制條件，主要體現在控制精度、控制順序方面，在控制方法方面應注重智能化并采用先進的控制技術，以此來保證控制方法的有效性。

電子自動化的應用領域具有廣泛性，同時使控制效果更加的直觀，能夠對電子設備采取靈活的控制方式。通過電子自動化可對設備運行狀態進行模擬，通過參數調控使設備處于最佳運行狀態，使設備具有良好的自動運行基礎[1]。

1.2 AI 技術概述

人工智能（AI）技術被廣泛應用于自動控制領域，是一項重要的技術科學，可對電氣設備實施全面控制。在AI 技術的作用下可讓機械模擬人類進行思考，使機械能夠超過人的智能，提高電氣自動化的智能水平。AI 技術具有智能化的控制行為，能夠將學習、推理、思考等進行融入，使控制方法能遵循人的思考邏輯，進而使控制效果符合實際需要。AI 技術具有較強的機械學習能力，能根據經驗進行學習，對控制過程進行統計，逐漸完成控制經驗的積累，使機械具有豐富的控制結構。AI 技術需注重各學科的綜合應用，如語音識別、圖像處理、智能控制等，建立全面的信息識別過程，進而提高機械的學習能力，使人工智能能夠應對復雜的工作內容，保障電子自動化的運行水平。

2 電氣自動化控制中AI 技術的應用分析

2.1 電氣控制

2.1.1 模糊控制

模糊控制主要用于不確定系統的控制，需依靠模糊控制器來實現，對控制過程的構建具有較高的要求。模糊控制需注重模糊量的構建，通過語言對變量進行描述提高變量的控制精度，并構建相應的隸屬度函數，保障模糊化能夠順利地實現。規則庫是實現AI 控制的關鍵，模擬人類構建控制規則，采取多樣化的控制方式，使控制過程更加的精準。

規則庫構建過程中，需要結合實際控制經驗，使控制規則能夠滿足實際要求，提高控制規則的可靠性。為從規則庫中調用控制規則，需根據實際控制情況進行模糊推理，選擇正確的控制方式，確保控制規則的匹配程度，提高對知識的推理決策能力。在推理決策的作用下可得到電氣系統的控制量，再經過解模糊得到實際的控制輸出，對系統的控制過程進行調整，提高系統的精度控制水平[2]。

2.1.2 專家控制

通過專家控制可提高電氣系統的自動化程度，提高工業生產控制的可靠性，保證智能化控制的靈巧性。專家控制一般應用于故障診斷、過程控制等，在控制過程中具有較強的專業性，可模擬專家的意見的進行操作，對系統的控制過程進行判斷。其是一種經驗控制方式，需將領域知識存儲到知識庫中，使控制過程具有推理判斷的依據，對系統的數據變化進行實時了解，提高對系統的控制處理能力。

推理機是實現專家控制協調的關鍵，需結合知識庫及系統數據進行推理，建立正確的控制決策。專家控制具有較強的解釋能力，可對用戶的問題進行反饋，便于用戶了解系統的運行狀態，提高對系統的維護水平。其需依賴于控制器實現，應保證控制器的可靠性，既要確保控制器的通用性，又要使其具有良好的決策能力，保障專家控制具有人類專家水平。

2.1.3 神經網絡控制

神經網絡控制可模擬人腦的控制機制，由大量的控制單元組成，需通過網絡算法來實現，具有優秀的控制性能。通過神經網絡控制可提高精度模型的適應性，提高控制過程的決策與規劃能力，對不確定、時變等對象進行處理。神經網絡控制具有較強的自適應能力，可基于電氣系統進行適應性學習，使系統的控制更加完善。神經網絡控制具有監督學習能力，能基于自適應性進行評判控制，使控制系統具有良好的編碼狀態。采用神經網絡控制時需對相關規則進行轉化，使系統控制具有數據支持，且需對控制方法進行模擬，使其能與電氣設備組合在一起，提高其合理性。神經網絡控制可用于復雜問題的處理，對電氣設備的控制過程進行簡化，提高控制過程的可靠性。

2.2 故障診斷

2.2.1 狀態檢測

通過AI 技術可對電氣系統的運行狀態進行檢測，對設備的狀態信息進行采集，為故障分析過程提供依據，確保故障分析作業的準確性。狀態檢測需由軟硬件配合進行，由硬件對電壓、溫度等信息進行采集，再由軟件對數據信息進行保存與分析，進而對系統的運行狀態進行判斷。電氣系統運行過程中會產生大量數據信息，需有針對性地實施數據采集，做好采集周期設定工作，確保設備故障能得到及時發現，避免采集周期過大而影響故障問題的判斷。對設備運行狀態信息進行保存，有助于設備的后期維護與檢修，使設備能呈現出穩定的控制狀態，提高對設備故障的抑制水平。當檢測到設備存在問題時需及時產生報警引起設備維護人員注意，對電氣設備采取故障應對措施，確保故障診斷的質量，保障設備能夠穩定運行。

2.2.2 故障分析

電氣設備運行過程存在著故障風險，需實時做好故障分析工作，對常見故障問題進行精準把握，使電氣系統運行狀態得到有效監督。AI 技術具有故障診斷能力，可采用模糊理論對系統運行狀態進行分析，對電氣設備的工作狀況進行判斷，提高故障檢測分析的精準化程度。通過AI 技術可對電氣系統進行自動分析，使系統具有正確的運行方式，避免系統偏離原有運行狀態而影響系統運行的穩定性。AI 技術有助于自動識別工作的開展，通過對設備位置建立編號，可對故障位置進行精準地判斷，使故障問題能夠及時得到處理。同時可對故障原因進行分析，給出合理化的故障解決意見，確保對故障的處理效率，使故障的處理更加便捷。通過AI 技術進行故障處理可降低安全事故的發生，防止故障問題進一步擴大，保障故障應對方法的有效性[3]。

2.2.3 故障預防

通過AI 技術可對故障問題進行預防，降低電氣故障的發生幾率，提高對故障的管理效率。故障預防需采用在線監測形式對常見故障類型進行評估，同時對故障風險進行分析，進而事先采取故障預防措施、降低故障發生的風險。為提高故障分析的準確性，需對電氣設備的運行狀態進行采集，將運行數據存儲到數據庫中，采用AI 技術將運行數據與標準狀態進行對比，并采用專家控制的形式將專家經驗考慮到控制過程中，對故障形成有效地預警，及時對風險問題進行回避。通過AI 技術可對電氣故障進行記錄，提高對相同故障的應對能力，提高故障預防方法的可靠性，對故障的處理模式進行優化。對電氣故障進行處理時需以預防為主，建立可靠的故障預警方式，使電氣系統能夠穩定運行。

2.3 日常操作

通過對AI 技術進行應用有助于日常操作的實現，可通過計算機對電氣系統運行狀態進行觀察，使設備運行狀態能得到直觀地展示。現代化設備的接線眾多，在管理過程中具有一定的難度，需建立完善的操作形式，提高設備的日常操作效果。電氣設備操作需具有較強的專業性，通過AI 技術可對設備操作過程進行管理，使設備操作控制更加嚴格，避免設備操作過程出現失誤，影響設備的運行狀態。設備操作可借助計算機程序進行執行，對設備實施自動化控制，提高設備日常操作的可靠性。

通過AI 技術可對設備日常操作進行指導，并可通過鼠標、鍵盤等輔助設備進行指導，通過指令輸入對設備進行控制，對設備控制過程進行修正，提高設備運行的精度控制效果，保障電氣設備的運行質量。通過AI 技術進行控制可降低誤操作風險，使設備運行控制能實行自主判斷，對設備的處理程序進行簡化，使設備能取得良好操作效果。

2.4 自動化實現

2.4.1 電氣設計

AI 技術在電氣控制過程具有重要應用，需設計專門的控制算法，提高電氣設計的完善性，保證AI技術能得到正確應用。在電氣設計過程中需注重智能化水平，應針對算法進行設計，通過算法提高對電氣系統的處理速度，使電氣設計方法更加高效。AI 技術實現對設計人員有較高要求，需其具有專家的經驗對運行效果進行模擬，提高控制方法的有效性，提高電氣系統的運行處理狀態。進行電氣設計時需進行設計參數的導入，使電氣設備在安全的參數范圍內運行，保證設備具有良好的運行指標。電氣設計對控制精度具有較高要求，需對系統進行快速、有效地處理，提高系統運行的穩定性，使設備能夠達到預期的控制質量，建立可靠的設備運行方式，保障電氣設計的自動化效果[4]。

2.4.2 控制系統

電氣設備需注重控制系統的實現，通過AI 技術建立智能化控制系統，并應用云計算等處理方式提高控制算法的處理速度，保證系統運行狀態的可靠性。在電氣控制系統中，一方面需注重順序控制的實現，按照順序對系統的啟動過程進行控制，確保系統啟動順序的合理性；另一方面需對控制精度進行控制，將精度誤差限制在一定范圍內，提高精度控制方法的有效性，避免系統出現精度誤差問題，影響電氣系統的運行狀態。通過AI 技術可建立中央智能控制系統，提高智能化控制線路的合理性，避免出現異常控制情況。同時有助于電氣系統的資源配置，提高電氣系統的控制效率。控制系統需采用動態管理的方式，有助于提高系統的運行質量，使系統能夠按照正確的方式運行，使運行狀態的控制更加的智能化。

電氣自動化系統一般采用PLC 進行控制，既可實現順序控制方式，又能進行精度控制，將控制算法以編程的形式寫入到程度中，通過PLC 控制器執行相應的控制算法，保證電氣設備的精度控制效果。同時PLC 可與AI 技術進行結合，提高電氣設備的智能化水平，對電氣設備的運行狀態進行實時判斷，避免設備運行過程中出現故障，提高電氣設備運行的穩定性。對電氣系統進行控制時需注重變頻設備的應用，做好變頻參數的調節工作，可將模糊控制與PID 控制相結合，使電機具有良好的變頻調速特性，保障電機能穩定啟動與停止，保障電機運行精度控制效果。

以三相異步電機的調速為例，額定電壓為380V、額定轉速為1450rpm，在調速控制過程中需保證電壓、轉速在額定的范圍內，并以此作為故障判斷依據，避免電機出現故障問題。為使操作過程更加方便，需做好上位機界面的設定，保證人機間的交互能力，提高對電氣自動化系統的控制效果，對運行數據進行實時顯示，進而對設備的運行狀態進行判斷。

3 結語

在電氣自動系統中AI 技術具有較強的應用優勢，可提高設備的智能化水平，使設備具有良好的控制狀態，保障設備能按照一定的順序啟動。且通過AI 技術可實現故障診斷，提高對故障的預防能力，防止設備運行過程中出現故障。在AI 技術的作用下可保證電氣自動化控制的發展水平，使電氣設備的控制方法更加突出，進而使設備能夠呈現出良好的運行狀態。