浅析电气自动化中的人工智能技术

2014-12-25

中国新技术新产品 2014年2期

关键词：工作效率电气设备电气

（哈尔滨地铁集团有限公司运营分公司，黑龙江哈尔滨 150050）

浅析电气自动化中的人工智能技术

杜海鹏

（哈尔滨地铁集团有限公司运营分公司，黑龙江哈尔滨 150050）

本文首先介绍了人工智能化技术的基本理论，分析了人工智能化技术在电气自动化中应用的优势，探讨了人工智能化技术在电气自动化中的应用。

人工智能技术；电气自动化；应用

电气自动化是一门新兴的学科，在电气信息领域中发展较快，真正实现了现代化科学技术与电气信息技术的有机结合，与人们日常的生活、生产息息相关，而将人工智能化技术与电气自动化结合起来可以大幅度提高电气设备的智能化水平，提高系统控制的稳定性以及生产效率等，成为近几年电气自动化学科中研究的热点问题。

1 人工智能化与电气自动化

人工智能化技术到目前为止还没有一个统一的定义。一般认为，人工智能化技术就是利用计算机技术对人类的思维、意识和信息过程进行模拟，使机器能够完成一些通常只能由人的智能才能完成的复杂工作。人工智能技术以计算机技术为基础，并关联信息技术、控制技术、自动化技术、仿生学、哲学、心理学、逻辑学以及生物学等，可以说，人工智能化技术是一个应用极为广泛、高度前沿、综合性很强的学科。

电气自动化技术是研究与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验分析、研制开发以及电子与计算机应用等领域的一门学科。电气自动化技术在设备控制上需要一定的人力投入，因此在工作中容易出现人为差错，并且工作效率较为低下。因此，将人工智能化技术用在电气自动化中，使电气控制系统具备一定人类的思维判断能力，可有效弥补当前电气自动化技术的不足，增加设备控制的智能化，提高工作效率，有利于产业结构的优化与调整。

2 人工智能化技术在电气自动化中应用的优势

人工智能化技术是将预先设定好的计算机语言和程序输入到计算机内，使计算机根据逻辑运算法则对设备进行发号施令，因此在电气自动化领域的应用中，人工智能化技术具有传统技术所不具备的优势。

2.1 将人为因素的影响降为最低

在传统的电气自动化设备操作中，由于要建立一个系统需要数量庞大的电气设备，同时需要对系统在运行过程中的实时状态进行监测以及数据采集，对数据进行运算分析等，这个系统的建立需要外接大量的线缆，因此整个过程中都需要人的参与，由于人的劳动偶然性较大，一旦失误可能会影响整个电气自动化系统的运行。而人工智能化技术在电气自动化中不需要外接线缆，可以部分替代人类的脑力劳动，根据系统运行的实时监控数据应用计算机程序对其作出自主的分析和判断，从而确定设备下一步要进行的工作，完全或部分解放人脑劳动，将人对系统运行的影响程度降为最低，确保系统有效运行。

2.2 简化了操作方法

相对于传统电气自动化控制技术来说，人工智能电气自动化控制比较容易调整，而且操作方法简便，对信息和数据的适应能力和应变能力较强，不需要复杂的专业知识，仅通过信息和数据即可对系统进行设计。

2.3 使电气自动化控制系统运行更精确

传统的自动化控制系统是根据控制对象来设计控制器模型，由于电气自动化控制系统复杂程度较高，因此其不可控因素较多，而在实际工作中控制对象的参数是时刻变化的，不可能得出一个精确的动态方程，使得自动化控制系统的运行也不可能精确无误，从一定程度上降低了系统的工作效率。而人工智能化电气控制系统不需要根据控制对象来设计模型，因而不受其他因素的影响，使其在运行过程中较为精确，工作效率较高。

2.4 可有效提高产品一致性

在人工智能化电气控制系统的控制下，电气产品的生产过程是依靠预先设定好的机器语言来操作，操作过程严格按照设定的参数来执行，在重复的生产过程中机器的动作可达到完全的精确，从而确保了电气产品的一致性。即便在生产过程中出现一定的误差，通过监测系统监测到的数据将会及时反馈到控制系统，控制系统根据当前反馈的信息和数据及时作出调整，以适应新的生产条件。

3 人工智能化技术在电气自动化控制中的实际应用

3.1 人工智能化技术促进电气的产品优化设计

传统的电气产品设计一般是手工来完成，利用实验法与设计经验相结合的方式来进行产品设计，因此一般设计的过程较为漫长，工作效率不高，并且设计方案无法达到最优。而随着人工智能化技术的应用，一些原本靠经验、靠实验、靠手工的设计将由计算机技术代为完成，可以有效缩短设计的时间，极大增加了设计效率。人工智能化技术可以将专家的经验和知识输入到计算机中建立自己的智能专家系统，通过这个专家系统可以模拟专家的思维、判断过程，而不需要真正的专家在场，对设计方案进行智能比对，给出修改意见，对方案进行取长补短，实现电器产品的最优化设计。

3.2 简化电气自动化控制的流程

传统的电气自动化控制流程较为复杂，在工作过程中要求严格按照流程顺序操作，任何一个环节出现问题都会导致出现故障，严重影响电气设备的正常运行。应用人工智能技术，可以使电气自动化控制流程更为简单，因此在自动化控制的整个过程中出现故障的概率大为降低，保证设备的正常运行。

3.3 人工智能化技术对电气设备的故障的诊断

在电气设备出现故障时，传统的故障诊断技术耗时较长，效率较低，而且无法对潜在的故障进行分析和预判。而人工智能化技术集合了专家系统、模糊逻辑和神经网络等三种故障诊断方法，一旦电气设备出现故障，系统经过快速的分析和运算及时找到故障所在，因此故障诊断效率极高，并且通过专家系统可实现对故障的预判，以便及时采取有效措施，实现故障的事前控制，将故障消除在最初状态，有效保证系统的运行，提高了工作效率。