人工智能在工业自动化控制系统的应用探究

刘霄婷 樊建业

（1.特变电工股份有限公司；2.特变电工新疆天池能源有限责任公司保运公司，新疆 昌吉 831100）

一、人工智能技术

人工智能是在科学技术飞速发展的背景之下，产生的一门新兴科技并起到非常重要的作用。人工智能技术的形成，主要依靠当前计算机技术的成熟，同时在其他学科的共同作用之下，进而得到充分构建。人工智能的优势就是可以像人一样思考，因此在实际的生产以及控制之中，可以应对很多的意外情况，但是传统的计算机在这个方面，就很难做灵活思考。在当前的人工智能研究领域中，主要有两个方向，一是专家系统，二是机器人系统。在当前的人工智能中，最大的问题就是大脑的问题，如何能够做到像人脑一样进行思考，这是非常重要的一个问题，也是核心的问题。对于这方面的研究，主要是进行人仿生学的研究，进而推动人工智能领域的不断发展，尽可能接近人脑的思维模式。

二、基于电气自动化控制的人工智能应用现状研究

（一）人工智能优越性体现

对于人工智能技术来说，其在电气自动化控制中的优越性主要体现在信息收集、处理与反馈等方面。利用人工智能技术，可使机械设备能够代替人从事各种复杂而危险的工作，因此，将人工智能技术应用于电气自动化控制领域中，必将推动该领域的跨越式发展。利用人工智能技术手段，可使我国现代工业的生产及流通等环节得到优化，从而真正实现现代工业的自动化发展。同时人工智能技术可利用机械代替人来进行工作，还可大幅节约人力与物力等成本的投入，使生产效率大幅提升，进而促进现代工业的产业结构升级，实现产业结构优化。

（二）人工智能技术在电气自动化控制中的应用价值

在当前的电气自动化控制中，人工智能技术能够实现对信息的收集、反馈以及处理，在一定程度上，取代了人工在电气领域中的复杂操作，因此在电气自动化控制领域，人工智能技术的应用已成为必然。其中人工智能技术的优势主要集中在以下几个方面：首先是能够优化生产，让整个过程减少人的参与，从而真正意义上实现了自动化。其次，在生产的过程中，减少了人力的投入，随着当前经济的发展，人力方面的成本在不断增加，因此使用人工智能取代一些创新性较差的工作，可以降低成本，有效推动电子自动化行业的升级，促进产业结构的优化。最后，就是可以保证工作人员的安全问题。电子自动化中，依旧有很多工作人员承担着一定的风险，因此人工智能的投入，可以大大降低风险事故的发生，从而保证人员的安全。

（三）人工智能应用现状

将人工智能技术应用于现代工业领域的电气自动化控制中，具体应用主要体现在以下几个方面：1.需要利用人工智能技术对电气设备进行改造，使其能够对数据进行自动化采集与处理。2.需要利用人工智能技术能够优化电气设备功能，以便于系统能够对各种电气设备进行实时化管理与故障预警，人工智能技术需要对电气系统的开关量进行模拟，以此对电气设备的运行状态变化情况进行实时记录与故障预警，这样能够在电气设备出现故障时第一时间进行通知与预警，从而实现对电气设备故障的快速处理。3.应用人工智能实现电气设备的自动化操作与控制，设备操作人员可利用鼠标或键盘来自动化控制各种电气设备，而在自动化控制中，需要编写相应的控制程序，利用控制程序便可实现体积操作或同期并网带负荷，进而使电气设备的控制水平得以大幅提高。4.利用人工智能技术来进行故障录波，电气设备在人工智能技术的支持下，可对故障波进行模拟，并可进行波形捕捉与顺序记录，有助于电气设备对故障波的智能化捕捉，从而确保电气设备的可靠、安全运行。

三、人工智能技术在工业电气自动化控制中的应用分析

（一）人工智能在电气自动化控制中的应用

电气自动化控制系统本身有着非常复杂的特点，完整的电气自动化系统涉及了诸多的行业以及学科，因此在当前的电气自动化控制中，需要操作人员具备完整的知识体系，以及完善的培训才能上岗进行操作。同时，电气自动化本身较为复杂，因此在操作的时候，需要保证操作的有效性，这样才可以减少操作失误以及不当操作造成的损失。这些都是当前电气自动化在运行的过程中，人工智能取代工作人员，需要克服的问题。随着当前人工智能技术的发展，已经能够很好地应对这部分的问题。首先，人工智能技术主要是依靠理论为核心，在程序编写的过程中，可以实现依靠计算机计算能力的智能控制，也就是说，电气设备的智能化操作，取代了人脑劳动，并且由于计算机本身多线程以及快速的处理能力，因此在工作的过程中，极大提升了工作的效率，减少了人员的投入以及人员的培养工作，在一定的程度上提升了工作的效率，同时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电气的自动化运行，在电气自动化设备之中，人工智能可以通过对数据的采集，进行分析，从而将信号进行反馈，在数据收集以及反馈的过程中，都需要进行主控中心的判断，这样的操作，大大降低了在电气自动化系统运行的过程中出现故障的几率。

（二）人工智能在电气控制过程中的应用

在电气自动化的过程中，电气控制是核心部分，人工智能在电气控制中，有着得天独厚的条件。人工智能控制在电气自动化中，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，同时依托人工智能对电气自动化进行操作，可以让其更加科学的发展。最后就是在控制方面人工智能技术本身有着较为成熟的技术，无论是专家系统、模糊控制还是神经网络控制，都是当前人工智能技术中较为成熟的部分，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、模糊语言变量等为理论基础，并且在模糊控制的过程中，以专家经验作为模糊控制的规则。模糊控制的本质就是在进行操作的时候，被控制对象的模糊模型反馈到控制中心之中，运用模糊控制器，继而实现对模糊问题的分析反馈，进而针对反馈，对当前的模糊对象完成操作。其中模糊控制是一种自动控制系统，主要依靠模糊逻辑以及推理规则作为基础理论，采用计算机控制系统构成具有反馈通道的闭环结构，进而实现对模糊问题的数字分析控制。第二，专家控制。专家控制是建立在专家系统之上，并且结合了控制理论的技术，这种技术主要是对专家经验进行效仿，从专业的角度上对问题进行分析，并且得出相应的结果。这种系统最大的好处就是本身足够灵活，能够有效实现对控制率的选取，能够适应复杂的情况，进而提升了当前电气系统整体的运行安全。第三，网络神经控制。网络神经控制是当前技术最为成熟的一种控制体系，在控制的过程中，用人工智能模拟人脑神经元的活动，并且用相似的原理进行网络建模，进而对电气系统进行控制，这样的方式在进行控制的过程中，只要进行一定次数的程序输入，就可以仿照人为的工作方式，进而对当前的工作进行有效运作。

（三）设备操作应用

在对电气设备进行操作时需要严格按照相关流程及规范来执行，一直以来，人们对电气设备的操作都是比较复杂的，在此过程中需要花费很大的精力和时间，而且极易出现操作错误或失误等现象，导致电气设备极易出现故障，甚至还会因此引发严重的安全事故。而人工智能技术的发展，在电气行业掀起了一股新的技术革命，并使得电气设备的繁琐操作得到有效简化，电气设备的操作效率也由此得到了显著提高。

（四）故障诊断中的应用

模糊控制理论、神经网络控制、专家系统都是人工智能中的核心技术手段，其在故障诊断领域中有着极高的应用价值。众所周知，电气设备在长时间运行过程中难以避免地出现故障，而这些故障会对电气设备的运行及安全造成很大影响。并且，在对电气设备的故障进行检修时也存在很大难度。传统的故障诊断方法不仅准确率较低、实施起来较为繁琐，而且也需要投入大量人力、物力与时间，而这难以满足我国现代工业的发展要求。例如，在诊断电气设备中的变压器故障时，需要收集和分析变压器中的气体，然后根据分析结果来判断其是否存在异常，在此过程中要浪费很多时间，并且取得的诊断效果也往往不够准确。而利用人工智能技术则可实时对电气设备的运行状态进行监测，当检测电气设备的运行参数发生变化时，系统会自动对这些参数进行分析，并以此判断出具体的故障位置及类型，然后将故障信息反馈给检修人员，帮助检修人员对故障进行有针对性的排除，同时也能防止故障进一步扩大而引发安全事故。

四、电气工程及自动化技术的应用前景

电气工程及自动化技术在现代社会发展中展现出了不容忽视的应用价值，这不仅促使电气工程及自动化技术在许多行业中逐渐得以普及，而且也促使相关技术展现出了乐观的应用前景。具体而言:一是电气工程及自动化技术应用价值的进一步提升，依赖于网络架构的构建与完善。强化电气工程及自动化技术管理力度，推动相应控制系统实现规范化与便捷化发展，是电气工程及自动化技术在应用过程中呈现出的重要趋势，而这一目标的实现则依赖于网络架构的构建，从而进一步提升电气工程及自动化技术应用过程中的信息传输能力，进一步强化电气工程系自动化技术的保护功能、监控功能以及自动控制功能；二是电气工程及自动化技术应用价值的进一步提升，依赖于统一应用平台的构建。当前应用系统建设标准不统一且不能通用的现象，在很大程度上制约着相关技术的普及并导致其应用面临着较高的成本，而依托统一的标准构建统一的应用平台，则能够对相关技术应用成本进行有效的控制，从而推进相关技术的普及并展现其应用价值；三是应用技术智能化水平的进一步提升，能够为相关技术的发展提供更多助力。电气自动化相关技术与其他技术在各行各业中的融合应用，是提升相关技术应用成效与应用价值的有效路径，在此过程中，人工智能技术等现代科技的发展，能够在很大程度上推进相关技术应用范围与应用效率的提升，为此，电气工程及自动化技术领域专家学者需要重视探索多元化技术的融合应用以及电气工程及自动化技术智能化水平的提升路径。

结束语：人工智能技术作为一门新兴技术，其在电气自动化控制领域中具有极为重要的应用价值，彻底改变了以往的电气控制方式，实现了现代工业的智能化、自动化控制，并且有效减少了人力与物力的投入。因此，我国需要不断深入研究人工智能技术，以确保人工智能技术为人类提供更加智能化的舒适生活。