人工智能技术在电气自动化控制中的应用

2020-11-25后德文

电子技术与软件工程 2020年12期

后德文

（东岳机械股份有限公司山东省临沂市 276300）

随着社会的发展，社会生产力也随之提升，进入新世纪后，电气自动化控制技术在各大企业中都得到广泛应用，使用了电气自动化工程技术企业生产效率随之提升。伴随着社会的进步与发展，人工智能技术在电气自动化控制中得到了广泛的应用，人工智能技术对于电气自动化控制流程的简化起到了关键性的作用，帮助整个电气自动化控制技术在未来的发展过程中变得更为流畅。除了技术上的进步之外，人工智能技术的出现也帮助企业实现了生产成本的降低，因此在未来的研究过程中，人工智能技术在电气自动化控制中的应用将成为主要的研究课题。

1 电气自动化控制和人工智能技术的相关理论

1.1 电气自动化控制

在工业企业发展过程中，电气自动化控制已经得到广泛应用，所谓的电气自动化控制是指工作人员使用电气自动化技术来对设备运行过程中产生的数据进行收集与分析，从而了解设备在运行过程中存在的问题，进而作出针对性措施。除此之外电气自动化功能的落实有助于未来企业实现对设备更高的控制力，工作人员将可以通过屏幕来进行操作，实现了真正的远程工作。工业发展过程中，这种远程操作的出现，极大的保障了工人的实际工作安全，同时也降低了人力投入所需要消耗的企业成本。在机器发生故障时，电气自动化技术还能够有效的对机器进行监测与排查，将收集到的数据传输至控制中心，方便工作人员进行详细化的分析与处理。

1.2 人工智能技术

人工智能技术最早出现于20 世纪50年代，而在人们的生活过程中，人工智能技术已经逐渐的对人们生活起到了影响作用。各个领域的发展已经离不开人工智能的帮助，而人工智能的概念也在发展过程中得到了逐步的完善。图1 为未来五年内人工智能的发展趋势图。

站在人工智能技术的角度来讲，未来人工智能技术的发展主要是将人类智能的理论、方法、技术以及实际能力进行进一步的模拟、延伸和扩展。站在更多行业的角度来看，人工智能技术对于各行各业都属于一项辅助功能，这项技术用于自然科学以及社会科学，能够对各行各业都起到引导与帮助的作用。除了实际功能之外，人工智能还涉及到了认知学以及心理学这类较为边缘化的学科，因此人工智能也被认为涉及领域最广泛的学科。除了认知学和心理学之类边缘领域之外，还包括有自然语言处理、知识表现等等众多内容，因此在未来的发展过程中，人工智能技术的发展需要将以上技术进行全方面提升。在人们的生活中，人工智能技术主要的作用在于通过智能化的处理能力帮助人们实现将复杂数据进行收集整理的工作。而在电气自动化控制运行过程中，机器设备往往会产生各种各样的数据，使用人工智能可以帮助工作人员进一步将数据从机器中进行提取，从而解决机器运行过程中产生的各项问题，保证机器正常运行。

2 人工智能技术的优点

2.1 设备更加稳定

人工智能技术在出现的第一天就与计算机技术紧密相连，而在近些年来的发展过程中，由于计算机技术的迅速提升，因此对于人工智能技术的发展也起到了推动作用。计算机技术水平的提升帮助人工智能在发展过程中实现了稳定性的增长，而在此过程中将人工智能技术应用于电气自动化控制系统能够更好的实现电气设备稳定化，人工智能将会对设备定时定期进行检修，从而保证机器设备稳定工作。当下发展中使用人工智能技术对电力设备进行检修，如果存在问题，人工智能系统将会对工作人员发出警报，从而保证电气自动化控制系统的稳定性。

2.2 反应更加灵敏

在电气自动化控制系统还未正式投入使用之前，传统控制模式对于控制方法、控制器型号、相关参数提出了严格的要求，同时也为企业带来了较高的成本。在传统控制模式下，除了以上缺点之外，还存在着众多的不确定因素将会对系统产生影响，进而降低了整体控制水平。伴随着人工智能控制技术的出现，能够更加方便快捷的对机器设备进行控制，人工智能技术与电气自动化控制技术两者之间的结合，成功的实现了便捷性，以及能力性的全方面提升。未来的发展过程中，通过计算机技术支配下的人工智能，能够更好的在电气自动化控制中发挥出自己的作用，反应速度就是其中较为重要的一项。使用人工智能技术对电气自动化进行控制，有助于提升自动化控制水平以及反应速度，这为传统自动化控制系统注入了新的活力，从而有效的提升了控制系统操作便捷性。

2.3 成本较为低廉

在实际运行过程中，人工智能技术的出现有助于降低企业所消耗的人力资源成本，更好的解放企业拥有的劳动力。电气设备控制工作情况较为复杂，同时工作难度较大，为了更好的维护电气设备正常运行，多数企业需要在生产线上安排大量工作人员来进行调试与测试。而使用了人工智能技术之后，就可以有效改善这一局面，人工智能技术的出现有助于企业对智能设备的掌握，从而解放人力资源，实现人力成本节约。

3 人工智能技术在电气自动化控制系统中的应用

3.1 对电气故障的监管与控制

当前发展过程中，电气自动化控制系统已经与人工智能技术实现了基本的融合，形成了人工智能控制技术。在对电气设备进行监控的过程中，人工智能技术发挥出了自己的作用，首先人工智能技术可以对主要设备和主要系统运行状态进行智能监测，发生故障时将会突发事故报警越限和状态变化事件报警。除此之外在发生故障时，人工智能技术将对故障进行记录并对设备实时数据进行分析。发生故障后，使用人工智能技术还可以对断路器和电动隔离开关进行控制，避免人员伤亡的可能。人工智能技术还将对所有开关量、模拟量的数据进行采集、储存与处理，模拟出机器设备故障模拟画面，展现出设备与系统的最后状态。人工智能技术可以实现电流和电压、所有模拟量、计算量、断路器等实际开关状态，同时形成历史趋势图，为维修人员展现出实际变化形式以及问题发生原因。

人工智能技术不仅仅可以对电气系统实现监管，还可以做到预警功能。设备运行过程中仪表上的数据将被人工智能技术进行实时监控，如果超过了预先设置的预警值就会自动报警。而如果发生了违规操作人工智能还可以进行强行干预，关闭电源，避免事故发生。除此之外，在发展过程中，如果有不可避免的事故发生，人工智能将对整体系统运行状况进行记录，追踪操作流程，有助于事故之后的责任判定。

3.2 实现电气事故与故障诊断

一般来说，电气事故与故障诊断过程中，人工智能技术可以发挥自己的作用，其中模糊理论、专家技术以及神经网络控制都能够对电气事故以及故障进行诊断。一般来说这几项技术主要应用于发电机、发动机以及变压器故障中，这几项故障出现频率高，同时形成原因复杂。电气自动化设备在我国当下发展过程中已经拥有了重要的地位，因此出现故障如果诊断错误或诊断不及时，将会造成严重的损失，而传统诊断方法较为繁琐，同时容易发生错误诊断。例如在电气自动化控制过程中出现了变压器故障，传统诊断方法需要收集变压器内的油性气体、分析气体、判断变压器故障情况，而这种诊断方法消耗时间较长，同时诊断结果难以保证准确率。使用人工智能技术对于电气事故以及故障诊断来说，有助于弥补传统诊断方法带来的弊端，进而更好的提升工作效率以及诊断精度。

3.3 建设智能客户终端

建设客户终端的目的在于能够对设备实际运行的过程进行更好的实时监控，工作人员可以通过终端来查看设备的运行状态，从而实现设备信息共享。也就是说工作人员在一个工作小组内可以查看小组成员所负责的设备运行状况，从而帮助自身设备运行状况进行改进。各个时间段和各个运行状况的设备都能够被工作人员查看，这有助于提升工作人员对于设备的监管能力，从而更好的实现提升工作能力的目的。除此之外，智能客户终端的出现也有助于实现对工作人员作出报警的提示，一旦出现设备故障，工作人员将在第一时间掌握故障情况，从而做出及时的处理。电气设备管理人员可以通过智能客户终端系统来实现对整个工作范围内的设备监控，从而及时排除设备故障，降低设备出现故障带来的损失。

3.4 实现智能故障自愈功能

在使用人工智能对电气自动化控制进行管理的过程中，其中智能故障自愈功能是当下发展中较为常见的一项人工智能控制功能。自愈包括两大部分，分别是自我预防和自我恢复。自我预防是指人工智能采用传感测量和仿真分析技术来对设备的运行状况进行在线监听以及诊断，从而发现、调整以及消除事故隐患。而自我恢复则是指在故障发生之时，采用自动化控制方法，来将设备产生的故障实现隔离或恢复，避免对整体设备或更大范围内的其他设备产生影响。总而言之，在未来发展过程中，人工智能控制自愈功能主要从以下方面来得以实现：

首先要求设备中的关键部位或关键零部件能够采用可视化的管理方法，理由是可视化管理方法，既能够及时检测出设备存在异常，又能够自动启用相应的维修决策程序，从而提高人工智能对于故障的感应效果和感应频率。

其次，在运行过程中启动处理程序时，要求人工智能能够隔离故障，并将故障部位的参数进行调控，从而实现故障自我诊断、自我治疗、自我痊愈的功能。前文中已经提及，电气自动化设备在发展过程中对于故障的处理时间非常重视，这直接影响了企业的实际损失，因此使用人工智能故障自愈功能，能够有效的降低故障所带来的经济损失。以电网为例，图2 为智能电网中故障自愈控制流程图。