人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

后德文

（東岳機(jī)械股份有限公司 山東省臨沂市 276300）

隨著社會(huì)的發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)力也隨之提升，進(jìn)入新世紀(jì)后，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在各大企業(yè)中都得到廣泛應(yīng)用，使用了電氣自動(dòng)化工程技術(shù)企業(yè)生產(chǎn)效率隨之提升。伴隨著社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中得到了廣泛的應(yīng)用，人工智能技術(shù)對(duì)于電氣自動(dòng)化控制流程的簡(jiǎn)化起到了關(guān)鍵性的作用，幫助整個(gè)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在未來的發(fā)展過程中變得更為流暢。除了技術(shù)上的進(jìn)步之外，人工智能技術(shù)的出現(xiàn)也幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)成本的降低，因此在未來的研究過程中，人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用將成為主要的研究課題。

1 電氣自動(dòng)化控制和人工智能技術(shù)的相關(guān)理論

1.1 電氣自動(dòng)化控制

在工業(yè)企業(yè)發(fā)展過程中，電氣自動(dòng)化控制已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，所謂的電氣自動(dòng)化控制是指工作人員使用電氣自動(dòng)化技術(shù)來對(duì)設(shè)備運(yùn)行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與分析，從而了解設(shè)備在運(yùn)行過程中存在的問題，進(jìn)而作出針對(duì)性措施。除此之外電氣自動(dòng)化功能的落實(shí)有助于未來企業(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備更高的控制力，工作人員將可以通過屏幕來進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)了真正的遠(yuǎn)程工作。工業(yè)發(fā)展過程中，這種遠(yuǎn)程操作的出現(xiàn)，極大的保障了工人的實(shí)際工作安全，同時(shí)也降低了人力投入所需要消耗的企業(yè)成本。在機(jī)器發(fā)生故障時(shí)，電氣自動(dòng)化技術(shù)還能夠有效的對(duì)機(jī)器進(jìn)行監(jiān)測(cè)與排查，將收集到的數(shù)據(jù)傳輸至控制中心，方便工作人員進(jìn)行詳細(xì)化的分析與處理。

1.2 人工智能技術(shù)

人工智能技術(shù)最早出現(xiàn)于20 世紀(jì)50年代，而在人們的生活過程中，人工智能技術(shù)已經(jīng)逐漸的對(duì)人們生活起到了影響作用。各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)離不開人工智能的幫助，而人工智能的概念也在發(fā)展過程中得到了逐步的完善。圖1 為未來五年內(nèi)人工智能的發(fā)展趨勢(shì)圖。

站在人工智能技術(shù)的角度來講，未來人工智能技術(shù)的發(fā)展主要是將人類智能的理論、方法、技術(shù)以及實(shí)際能力進(jìn)行進(jìn)一步的模擬、延伸和擴(kuò)展。站在更多行業(yè)的角度來看，人工智能技術(shù)對(duì)于各行各業(yè)都屬于一項(xiàng)輔助功能，這項(xiàng)技術(shù)用于自然科學(xué)以及社會(huì)科學(xué)，能夠?qū)Ω餍懈鳂I(yè)都起到引導(dǎo)與幫助的作用。除了實(shí)際功能之外，人工智能還涉及到了認(rèn)知學(xué)以及心理學(xué)這類較為邊緣化的學(xué)科，因此人工智能也被認(rèn)為涉及領(lǐng)域最廣泛的學(xué)科。除了認(rèn)知學(xué)和心理學(xué)之類邊緣領(lǐng)域之外，還包括有自然語言處理、知識(shí)表現(xiàn)等等眾多內(nèi)容，因此在未來的發(fā)展過程中，人工智能技術(shù)的發(fā)展需要將以上技術(shù)進(jìn)行全方面提升。在人們的生活中，人工智能技術(shù)主要的作用在于通過智能化的處理能力幫助人們實(shí)現(xiàn)將復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理的工作。而在電氣自動(dòng)化控制運(yùn)行過程中，機(jī)器設(shè)備往往會(huì)產(chǎn)生各種各樣的數(shù)據(jù)，使用人工智能可以幫助工作人員進(jìn)一步將數(shù)據(jù)從機(jī)器中進(jìn)行提取，從而解決機(jī)器運(yùn)行過程中產(chǎn)生的各項(xiàng)問題，保證機(jī)器正常運(yùn)行。

2 人工智能技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

2.1 設(shè)備更加穩(wěn)定

人工智能技術(shù)在出現(xiàn)的第一天就與計(jì)算機(jī)技術(shù)緊密相連，而在近些年來的發(fā)展過程中，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速提升，因此對(duì)于人工智能技術(shù)的發(fā)展也起到了推動(dòng)作用。計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的提升幫助人工智能在發(fā)展過程中實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定性的增長(zhǎng)，而在此過程中將人工智能技術(shù)應(yīng)用于電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠更好的實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備穩(wěn)定化，人工智能將會(huì)對(duì)設(shè)備定時(shí)定期進(jìn)行檢修，從而保證機(jī)器設(shè)備穩(wěn)定工作。當(dāng)下發(fā)展中使用人工智能技術(shù)對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行檢修，如果存在問題，人工智能系統(tǒng)將會(huì)對(duì)工作人員發(fā)出警報(bào)，從而保證電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.2 反應(yīng)更加靈敏

在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)還未正式投入使用之前，傳統(tǒng)控制模式對(duì)于控制方法、控制器型號(hào)、相關(guān)參數(shù)提出了嚴(yán)格的要求，同時(shí)也為企業(yè)帶來了較高的成本。在傳統(tǒng)控制模式下，除了以上缺點(diǎn)之外，還存在著眾多的不確定因素將會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，進(jìn)而降低了整體控制水平。伴隨著人工智能控制技術(shù)的出現(xiàn)，能夠更加方便快捷的對(duì)機(jī)器設(shè)備進(jìn)行控制，人工智能技術(shù)與電氣自動(dòng)化控制技術(shù)兩者之間的結(jié)合，成功的實(shí)現(xiàn)了便捷性，以及能力性的全方面提升。未來的發(fā)展過程中，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)支配下的人工智能，能夠更好的在電氣自動(dòng)化控制中發(fā)揮出自己的作用，反應(yīng)速度就是其中較為重要的一項(xiàng)。使用人工智能技術(shù)對(duì)電氣自動(dòng)化進(jìn)行控制，有助于提升自動(dòng)化控制水平以及反應(yīng)速度，這為傳統(tǒng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)注入了新的活力，從而有效的提升了控制系統(tǒng)操作便捷性。

2.3 成本較為低廉

在實(shí)際運(yùn)行過程中，人工智能技術(shù)的出現(xiàn)有助于降低企業(yè)所消耗的人力資源成本，更好的解放企業(yè)擁有的勞動(dòng)力。電氣設(shè)備控制工作情況較為復(fù)雜，同時(shí)工作難度較大，為了更好的維護(hù)電氣設(shè)備正常運(yùn)行，多數(shù)企業(yè)需要在生產(chǎn)線上安排大量工作人員來進(jìn)行調(diào)試與測(cè)試。而使用了人工智能技術(shù)之后，就可以有效改善這一局面，人工智能技術(shù)的出現(xiàn)有助于企業(yè)對(duì)智能設(shè)備的掌握，從而解放人力資源，實(shí)現(xiàn)人力成本節(jié)約。

3 人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 對(duì)電氣故障的監(jiān)管與控制

當(dāng)前發(fā)展過程中，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)已經(jīng)與人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)了基本的融合，形成了人工智能控制技術(shù)。在對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控的過程中，人工智能技術(shù)發(fā)揮出了自己的作用，首先人工智能技術(shù)可以對(duì)主要設(shè)備和主要系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)，發(fā)生故障時(shí)將會(huì)突發(fā)事故報(bào)警越限和狀態(tài)變化事件報(bào)警。除此之外在發(fā)生故障時(shí)，人工智能技術(shù)將對(duì)故障進(jìn)行記錄并對(duì)設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。發(fā)生故障后，使用人工智能技術(shù)還可以對(duì)斷路器和電動(dòng)隔離開關(guān)進(jìn)行控制，避免人員傷亡的可能。人工智能技術(shù)還將對(duì)所有開關(guān)量、模擬量的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存與處理，模擬出機(jī)器設(shè)備故障模擬畫面，展現(xiàn)出設(shè)備與系統(tǒng)的最后狀態(tài)。人工智能技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)電流和電壓、所有模擬量、計(jì)算量、斷路器等實(shí)際開關(guān)狀態(tài)，同時(shí)形成歷史趨勢(shì)圖，為維修人員展現(xiàn)出實(shí)際變化形式以及問題發(fā)生原因。

人工智能技術(shù)不僅僅可以對(duì)電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)管，還可以做到預(yù)警功能。設(shè)備運(yùn)行過程中儀表上的數(shù)據(jù)將被人工智能技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如果超過了預(yù)先設(shè)置的預(yù)警值就會(huì)自動(dòng)報(bào)警。而如果發(fā)生了違規(guī)操作人工智能還可以進(jìn)行強(qiáng)行干預(yù)，關(guān)閉電源，避免事故發(fā)生。除此之外，在發(fā)展過程中，如果有不可避免的事故發(fā)生，人工智能將對(duì)整體系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行記錄，追蹤操作流程，有助于事故之后的責(zé)任判定。

3.2 實(shí)現(xiàn)電氣事故與故障診斷

一般來說，電氣事故與故障診斷過程中，人工智能技術(shù)可以發(fā)揮自己的作用，其中模糊理論、專家技術(shù)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制都能夠?qū)﹄姎馐鹿室约肮收线M(jìn)行診斷。一般來說這幾項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用于發(fā)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)以及變壓器故障中，這幾項(xiàng)故障出現(xiàn)頻率高，同時(shí)形成原因復(fù)雜。電氣自動(dòng)化設(shè)備在我國(guó)當(dāng)下發(fā)展過程中已經(jīng)擁有了重要的地位，因此出現(xiàn)故障如果診斷錯(cuò)誤或診斷不及時(shí)，將會(huì)造成嚴(yán)重的損失，而傳統(tǒng)診斷方法較為繁瑣，同時(shí)容易發(fā)生錯(cuò)誤診斷。例如在電氣自動(dòng)化控制過程中出現(xiàn)了變壓器故障，傳統(tǒng)診斷方法需要收集變壓器內(nèi)的油性氣體、分析氣體、判斷變壓器故障情況，而這種診斷方法消耗時(shí)間較長(zhǎng)，同時(shí)診斷結(jié)果難以保證準(zhǔn)確率。使用人工智能技術(shù)對(duì)于電氣事故以及故障診斷來說，有助于彌補(bǔ)傳統(tǒng)診斷方法帶來的弊端，進(jìn)而更好的提升工作效率以及診斷精度。

3.3 建設(shè)智能客戶終端

建設(shè)客戶終端的目的在于能夠?qū)υO(shè)備實(shí)際運(yùn)行的過程進(jìn)行更好的實(shí)時(shí)監(jiān)控，工作人員可以通過終端來查看設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備信息共享。也就是說工作人員在一個(gè)工作小組內(nèi)可以查看小組成員所負(fù)責(zé)的設(shè)備運(yùn)行狀況，從而幫助自身設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行改進(jìn)。各個(gè)時(shí)間段和各個(gè)運(yùn)行狀況的設(shè)備都能夠被工作人員查看，這有助于提升工作人員對(duì)于設(shè)備的監(jiān)管能力，從而更好的實(shí)現(xiàn)提升工作能力的目的。除此之外，智能客戶終端的出現(xiàn)也有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)工作人員作出報(bào)警的提示，一旦出現(xiàn)設(shè)備故障，工作人員將在第一時(shí)間掌握故障情況，從而做出及時(shí)的處理。電氣設(shè)備管理人員可以通過智能客戶終端系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)工作范圍內(nèi)的設(shè)備監(jiān)控，從而及時(shí)排除設(shè)備故障，降低設(shè)備出現(xiàn)故障帶來的損失。

3.4 實(shí)現(xiàn)智能故障自愈功能

在使用人工智能對(duì)電氣自動(dòng)化控制進(jìn)行管理的過程中，其中智能故障自愈功能是當(dāng)下發(fā)展中較為常見的一項(xiàng)人工智能控制功能。自愈包括兩大部分，分別是自我預(yù)防和自我恢復(fù)。自我預(yù)防是指人工智能采用傳感測(cè)量和仿真分析技術(shù)來對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行在線監(jiān)聽以及診斷，從而發(fā)現(xiàn)、調(diào)整以及消除事故隱患。而自我恢復(fù)則是指在故障發(fā)生之時(shí)，采用自動(dòng)化控制方法，來將設(shè)備產(chǎn)生的故障實(shí)現(xiàn)隔離或恢復(fù)，避免對(duì)整體設(shè)備或更大范圍內(nèi)的其他設(shè)備產(chǎn)生影響?？偠灾谖磥戆l(fā)展過程中，人工智能控制自愈功能主要從以下方面來得以實(shí)現(xiàn)：

首先要求設(shè)備中的關(guān)鍵部位或關(guān)鍵零部件能夠采用可視化的管理方法，理由是可視化管理方法，既能夠及時(shí)檢測(cè)出設(shè)備存在異常，又能夠自動(dòng)啟用相應(yīng)的維修決策程序，從而提高人工智能對(duì)于故障的感應(yīng)效果和感應(yīng)頻率。

其次，在運(yùn)行過程中啟動(dòng)處理程序時(shí)，要求人工智能能夠隔離故障，并將故障部位的參數(shù)進(jìn)行調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)故障自我診斷、自我治療、自我痊愈的功能。前文中已經(jīng)提及，電氣自動(dòng)化設(shè)備在發(fā)展過程中對(duì)于故障的處理時(shí)間非常重視，這直接影響了企業(yè)的實(shí)際損失，因此使用人工智能故障自愈功能，能夠有效的降低故障所帶來的經(jīng)濟(jì)損失。以電網(wǎng)為例，圖2 為智能電網(wǎng)中故障自愈控制流程圖。

4 結(jié)束語

未來發(fā)展過程中想要實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備更加智能化的自動(dòng)管理離不開人工智能技術(shù)的幫助，因此相關(guān)企事業(yè)單位應(yīng)該做到與時(shí)俱進(jìn)，加大對(duì)人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的研究力度，從而更好的幫助兩者實(shí)現(xiàn)融合發(fā)展。