人工智能在电气自动化控制中的应用.pdf

1 8 4 2 0 2 3年8期2 0 2 3年第4 5卷第8期人工智能在电气自动化控制中的应用温 权收稿时间:2 0 2 3-0 6-1 1作者简介:温权(1 9 8 3-),硕士,工程师,研究方向为设备技术与大数据应用。(广西玉柴机器股份有限公司 广西 玉林5 3 7 0 0 0)摘 要 人工智能是研究、开发用于模拟、延伸及扩展人类智能的理论、方法、技术等的系统化技术。人工智能技术是众多技术的最终诉求,无论是物联网还是大数据,都需要借助人工智能技术完成价值输出,它与互联网、大数据有着非常紧密的联系。当前是科技创新的时代,我国电气自动化控制领域也需要紧扣时代发展脉搏,将先进的人工智能技术融合到自动化控制中,以最大限度地发挥其价值。关键词:人工智能;电气自动化;控制应用中图法分类号 T P 1 8A p p l i c a t i o no fA r t i f i c i a l I n t e l l i g e n c e i nE l e c t r i c a lA u t o m a t i o nC o n t r o lWE NQ u a n(G u a n g x iY u c h a iM a c h i n e r yC o.,L t d.,Y u l i n,G u a n g x i 5 3 7 0 0 0,C h i n a)A b s t r a c t A r t i f i c i a l i n t e l l i g e n c e i sas y s t e m a t i ct e c h n o l o g yf o rr e s e a r c h i n ga n dd e v e l o p i n gt h e o r i e s,m e t h o d s,t e c h n o l o-g i e s,e t c.f o r s i m u l a t i n g,e x t e n d i n ga n de x p a n d i n gh u m a n i n t e l l i g e n c e.A r t i f i c i a l i n t e l l i g e n c e t e c h n o l o g y i s t h eu l t i m a t e a p-p e a l o fm a n y t e c h n o l o g i e s.W h e t h e r i t i s t h e I n t e r n e t o fT h i n g s o rb i gd a t a,i t n e e d s t ou s e a r t i f i c i a l i n t e l l i g e n c e t e c h n o l o g yt oc o m p l e t ev a l u eo u t p u t.I t i s c l o s e l y r e l a t e d t o t h e I n t e r n e t a n db i gd a t a.A t p r e s e n t,i t i s t h e e r ao f s c i e n t i f i c a n d t e c h n o-l o g i c a l i n n o v a t i o n.T h e f i e l do f e l e c t r i c a l a u t o m a t i o nc o n t r o l i nm yc o u n t r ya l s on e e d s t oc l o s e l y f o l l o wt h ep u l s eo f t h ed e-v e l o p m e n to ft h et i m e sa n di n t e g r a t ea d v a n c e da r t i f i c i a l i n t e l l i g e n c et e c h n o l o g yi n t oa u t o m a t i cc o n t r o lt o m a x i m i z ei t sv a l u e.K e y w o r d s A r t i f i c i a l i n t e l l i g e n c e,E l e c t r i c a l a u t o m a t i o n,C o n t r o l a p p l i c a t i o n0 引言近年来,大数据、物联网等高新技术应运而生,人工智能技术同样如此,其历经了数十载的演变发展,以如今的形态呈现在人们面前。人工智能技术具有智能化、自动化的优势,已被广泛应用于各行各业,如电气自动化控制,它为企业带来了更高的运营效率及经济效益。在电气自动化控制中应用人工智能技术,既攻克了电气自动化控制中的瓶颈问题,也促使电气自动化控制突破了传统的技术壁垒,使其更加安全、稳定。实践证明,应用人工智能技术能促进电气自动化领域的可持续发展。1 电气自动化控制的基本含义电气自动化控制是一种通过应用相应的技术构建信息系统,实现控制传送数据的技术。该技术和人工智能技术一样,应用范围较广,在不同的行业领域中均能体现其价值,并取得较好的成效。但其也存在一定的局限性,目前该技术依然不成熟,若其能改进、完善原有的功能系统,有效应用于实际的生产生活中,不但可以促进电气自动化控制技术的稳定发展,帮助其取得更多的阶段性成果,还能强化其操控能力,逐步扩展技术应用版图,达到最理想的状态。2 人工智能技术的基本含义人工智能技术是人们借助计算机网络技术开发并应用相应规模的操作系统,从而让某一类机械装置在操作运行期间具备自动化和智能化的特性,确保工作有效展开并落实到位的一种技术。人工智能技术精密细致且复杂琐碎,其主要的任务是帮助机械装置达到最接近人体智能化的状态。近年来,随着第四次工业革命的深入发展,人工智能技术有了更大的应用范围,被应用到了更多的行业领域内。使用人工智能技术制造的基因编程、自动化机械装置等研发产物已被大量应用于社会生产和工业活动中,社会各行各业好评如潮1-2。现今,人工智能技术更加智能化,更契合时代的发展需求,迎合大众口味,优势更加明显,但具体应用时需采取不同的方式进行管理。针对这种情况,为了优化人工智能技术的功能特点,充分发挥其优势,应根据实2 0 2 3年8期1 8 5 际需要挑选最合理的方法对其进行管理。目前,人工智能技术大多借助函数搭建模型,因此在启动人工智能装备时,也会产生其他技术尚未关联的信息。3 人工智能技术在电气自动化控制中的应用优点 人工智能技术具备卓越的现场控制能力及对环境的感知能力,可保障电气设备始终处于良好的运行状态,降低生产成本。其次,人工智能技术能提升控制精度。在电气自动化控制体系中应用人工智能技术,具有以下优点。(1)监督控制系统的运行情况,在第一时间内接收确认信息的真实性。其能模拟运算现阶段在电气自动化控制体系内产生的每一项数据,辅助工作人员核实系统运行的真实情况,确保系统能够运行稳定,并持续保持该状态。(2)将智能技术应用于系统启动自主预防保护机制中,可以完善系统,提高维护修理的效率,自主操控系统的开启和关闭,让整个系统的运行更加安全、稳定,保护工作人员的生命健康。(3)不断降低电气自动化控制体系的操作难度,使其更加方便快捷。在应用人工智能技术时,系统的运行状态会更稳定,且维持时间更长,工作人员的操作也更加得心应手,向着全自动机械化靠拢,在完成一系列的处理后,可以进一步优化整个系统的性能,确保其稳定运行。(4)极大地提高自动解决系统运行故障的效率。利用人工智能技术,能改变目前所用系统的操控管理方式,使用模拟技术录制自动操控产生故障的波形,根据波形的真正顺序,科学编排、处理和记录波形次序,最大程度地提高录制系统故障波形的水平,使其以更高的效率运行,全面凸显电气装置的智能化特性,为提高电气自动化控制的稳定性奠定基础。4 在电气自动化控制中应用人工智能技术的现状 人工智能技术可以精准模拟人脑的控制模式,并在机械装置上加以使用,使机械装置处于正常运行的状态,这是时代进步的表现,也是一种不可避免的趋势3-4。科学技术的革新促进了人工智能技术的发展,促使机械装置接受并执行人类的指令。将人工智能技术应用于工业活动中,可以有效节省劳动力,减少生产过程中人为原因导致的失误,精准把控每个环节。人工智能技术不仅可以保证产品质量,还能促进工业电气自动化行业的发展。基于此,在电气自动化设备中使用人工智能技术的频率越来越高,应用范围也越来越广,它对工业生产的意义不言而喻。但是,部分企业在推进自动化生产期间,面临着形形色色的困难,导致其在应用人工智能技术时,结果不尽如人意。这是因为企业未掌握相应的技术理论知识,现存装置难以维系智能操作系统的运转。在企业发展前期,往往通过人工的方式操控机械装置,难以实现自动机械化管理,因此企业在老旧装置的约束下,难以全面达到智能生产的目标,影响了企业生产运营的效率。另外,企业缺乏专业的技术人员或技术人员的专业技术水平有限,专业的技术人员是保证电气装置长期正常状态的重要条件,它会影响企业智能生产的实现。若企业缺少专业的技术人员,则无法完成装置的调试,只能动用其他力量解决装置故障问题,甚至还会影响工业生产活动的进度。5 人工智能技术在电气自动化控制中的具体应用5.1 判断机械故障目前,工业活动会使用不同种类的机械装置参与产品的生产及管理,操控机械装置的人员数量虽然逐渐下降,但整体效率却有所提高,逐渐向着自动化的方向发展。在装置启动时,如果其产生故障,则会影响企业的生产进度,甚至导致企业面临停业的风险,使企业蒙受巨大的经济损失。此外,若设备在故障状态继续运行,则很大概率会引发极其恶劣的影响,产生安全事故,威胁工作人员的人身安全,因此及时发现故障点,对电气自动化控制的顺利运行至关重要。在电气自动化控制系统中应用人工智能技术,可以精准识别故障位置,及时提醒相关人员,在最短的时间内完成对故障的修复。当装置运行出现问题时,相关数值会远超或远低于正常值,借助控制系统调取并传输数据信息,并通过系统判断机械故障,及时发出警报提醒。在故障问题较大时,则应立即启动其他处理方案,切断故障装置电源。人工智能技术可以灵活操控自动化控制系统,提高系统应对故障的能力,持续系统的稳定运行。5.2 完善装置设计人工智能技术涉及的内容烦琐复杂,且具有较强的技术性,它涵盖了很多知识点,在操作控制方面占据极大的优势。在设计电气装置时,使用人工智能技术可以有效提高装置的运行效率,实时监测装置的运行情况。电气自动化控制的实现需要借助总线控制系统,并有效应用人工智能技术,使控制系统更加完美,总线控制系统可以汇集所有的功能于一体,统筹划分每个装置的摆放位置,节省人力资源。设计师可以应用人工智能技术辅助完成方案的设计,在对应软件中输入所有装置的数据信息,模拟执行设计方案,根据呈现的效果及时更正系统设计的问题,并优化设计方案。5.3 处理常态化操作随着工业生产速度的不断提升,常态化的生产活动对电气装置提出了更高的要求。提升电气装置运行的安全性和稳定性,能确保工业常态化生产活动的正常进行,在装置达到最高运行效率的同时,取得最理想的效果。针对电气自动化控制过程中的电气装置常态化操控,需要严格按照相关的操作流程执行,使操作更加严谨,传统的电气操作大部分需要通过人工实现,其操作难度较大,单凭人工的力量难以按时完成工作任务。另外,目前生产活动对相关操作移动信息1 8 6 2 0 2 3年8期的严谨性和规范性提出了更高的要求,一旦出现问题,就极易带来难以预估的影响,出现人力、物力及财力的损耗。因此,顺应时代发展需要,在电气装置的常态化操作中应用人工智能技术,能有效降低电气装置操作的难度,提高装置生产效率,还能将人为操作的失误率降至最低,防止特大安全事故和故障隐患的发生。有效应用人工智能技术,可以维护电气装置的稳定性,确保常态化操作的安全性,使操作系统达到理想的工作状态,极大地提高整个系统的运转效率5。5.4 设计电气控制体系应用人工智能技术设计电气控制体系,可以优化电气自动化控制系统的功能特性和价值水平,这是其最根本的应用需求。基于此,各种不同类别的人工智能技术均包含其中,在不同范围内被广泛应用。如模糊控制技术,其基础在于模糊语言变量和推理,遵循的基本原则为专家经验,研究发现,模糊控制技术的本质是在被控制对象的基础上构建模糊模型,通过模糊控制装置完成对电气控制系统的操控。(1)专家控制系统专家控制系统融合了人工智能技术和计算技术,能辅助电气企业的管理层做出合理的决策,并由该领域的专家处理疑难问题,提升电气自动化控制系统的管理水平。给定输入值R,由专家控制器中的知识库、推理机对其进行分析,并将指令输入U传递给受控装置,受控装置再输出Y值。该系统主要涵盖知识库、数据库、推理机、解释、知识获取等结构,有在线控制实时性、抗干扰性等较强的特点6。(2)模糊控制模糊控制是一种非线性控制,其最大的特点是能将系统化的理论和实践相结合。其优势在于可不断学习、完善,并适应不同的电气自动化控制环境。该模式主要包括4个部分,分别为模糊化、规则库、模糊推理、解模糊,其特点是不依赖于被控对象的精确数学模型。(3)神经网络控制神经网络涵盖了大量的人工神经元,其自适应性、非线性映射能力较为突出。该技术能模拟人脑思考的活动,再结合单元格传输系统来分析和处理数据,为电气自动化控制提供数据参考。5.5 实现远程操控对于程操控而言,在设计电气自动化流程时,应全面考虑不同因素的影响,传统的人工操控形式在时间、空间上具有一定的局限性,难以实现全天候的监测控制操作。在规模较大的电气自动化控制体系中,大部分流程仅借助人工难以完成。因此,必须使用人工智能技术进行远程操控,节约时间及精力。在计算机的加持下,可以实现远程操控电气系统,及时掌握系统的运作状况,确保电气自动化控制系统的顺利运行。在应用人工智能技术后,远程监测控制的效果更好,可以在第一时间内找到问题发生的位置并发出警示,提高远程操控的精确性。为了让电气自动化控制系统达到智能监测控制的状态,在构建电气自动化控制体系时,融入了人工智能技术,在提高操控精准度的同时,让电气自动化控制充分发挥远程操控的作用。在大数据、物联网等技术迸发的时代,各行各业均会在生产活动中产生大量的数据信息,传统的人工模式难以精准、高效地搜集并整合所有的信息,必须借助新兴技术的力量进行科学管理,通过程序应用处理后的数据,将它们紧密联系在一起,使电气自动化控制达到较好的效果。6 结语目前,越来越多的行业都应用了人工智能技术。实践证明,在电气自动化控制中应用人工智能技术,不仅提升了工业生产效率,还促进了社会经济的繁荣。随着国内电气工程的发展,后续建设的工程项目中将全面普及人工智能技术,人工智能技术也将变得更加规范。未来,人工智能技术必将取代人力,实现对电气装置的操控,这既有利于提高企业的经济效益和产品质量,也有利于提升企业的核心竞争力。参考文献1刘文莉.有关人 工 智能 技术 应用 于 电气 自动 化 控制 探索J.科技创新与应用,2 0 2 0(1 8):2 7-2 9.2闫程.浅析人工智能在电气自动化控制中的应用J.中国设备工程,2 0 2 0,5 3(1 7):1 4 8-1 5 0.3王泽旭.智能化技术在电气自动化控制中的应用分析J.电子技术,2 0 2 1,5 3(8):8 6-8 8,9 1.4刘新.人工智能技术在电气自动化控制中的应用思路分析J.南方农机,2 0 2 1(2 3):3 4-3 5.5魏鹏.人工智能 技 术在 电气 自动 化 控制 中的 运 用与 探究J.中国设备工程,2 0 2 1(1 1):8 7-8 9.6宗春林.电气自动化控制中应用人工智能技术的思路与策略研究J.企业科技与发展,2 0 1 9,1 1(2 4):1 5 9-1 6 1.移动信息