电气自动化控制中的人工智能技术

殷 悦

（中国石油大学（华东）信息与控制工程学院，青岛 266580）

人工智能技术在电气自动化控制领域中的应用有效简化了控制流程，推动了电气自动化控制系统的优化发展。面对全新的发展形势，国内企业需充分利用高科技技术来提高企业的生产效率，进而创造出更加显著的经济利润。人工智能技术通过模仿人类大脑的思维过程，有效解决了企业生产过程中电气自动化控制工作中存在的问题。拟人化的操作及控制方式可以在短时间内完成相对复杂的操作，实现了生产效率的全面提升。

1 人工智能技术的基本概述

产生上个世纪50年代的人工智能技术自诞生之初便在潜移默化间改变着我们的生活。当时相关领域内的专家学者已对其展开了一系列研究，“人工智能”的概念因而得到了进一步完善。从概念上来说，人工智能即开发用于模拟、延展、拓展人类智能理论、方法和技术的新兴学科。从学科定位来说，人工智能属于边缘性学科，是自然科学与社会科学交叉后诞生的新产物[1]。人工智能涉及到的哲学、认知学科、数学以及心理学等诸多领域，其研究范围主要包括自然语言处理、知识表现以及感知问题等内容。有关于人工智能技术的研究从未停止，虽说已经取得了诸多成果，但其中存在的问题也同样不能忽视。未来一段时期内针对人工智能技术的研究重点主要体现在与传统行业的整合应用之上，该技术在电气自动化控制中的应用因此而得到了业内人士的广泛关注与重视。过去对于人工智能技术的研究促成了三次重大变革，具体内容如下：

①机器得以代替人工完成了计算推理的过程，因此可以在分析汇总各类信息的前提下对相应的问题得出结论。②制造出了机器人，它能够在复杂的环境中获取有用的咨询，并与外界环境进行沟通交流，更能够代替人工完成一系列复杂、危险的工作。③研究并实现了智能化数据挖掘系统的推广应用。依靠智能化数据挖掘系统，我们能够完成对复杂数据的自动、智能化分析，并提取出有用的信息。这方面的实践最终可以完成数据分析、可视化技术和识别等任务。近些年人工智能正在向着“并行推理”、“多专家协同系统”等方向发展[2]。

2 人工智能技术的特点及应用优势分析

2.1 特点

具体来说，人工智能技术的特点主要体现在以下方面：①性价比高。现阶段，人工智能技术已经融入到了民众日常生活之中，在享受人工智能带给我们的生活便利的前提下，需要进一步推进其在电气自动化领域中的应用，并利用人工智能技术降低其生产成本。人工智能技术在信息收集、通信等方面的优势是显而易见的，这将实现电气自动化控制系统的快速发展。②可操作性强。可操作性是其应有于电气自动化控制领域的首要前提。结合相关案例分析，人工智能技术在其中的应用主要通过间接输入相应的操作指令使设备开始自动运行的方式来完成的。开放性的数字平台使人工智能实现了代码操作的标准化和简单化，这在很大程度上提高了生产设备的利用效率，最终促进了企业生产效率的提升[3]。

2.2 优势

人工智能技术应用于电气自动化控制领域中的优势主要包括以下内容：①为企业节省了人力资源成本。实际施工中，人工智能技术有效降低了企业的人力资源成本，解放了企业劳动力。电气设备操作本身就是一个相对复杂的过程，为保障正常生产秩序、提高企业生产效率实际生产中企业需要安排大量的员工负责设备的操作与控制，这是保证正常生产秩序所必需的投入。而人工智能技术在其中的应用则改变了这一局面，依靠计算机程序对数据、设备进行处理和控制的过程将人们从繁重的劳动中解放了出来，更为生产制造型企业的“减员增效”创造了无限可能[4]。②提高了电气设备运行的准确性。与传统生产模式相比，人工智能技术在该领域中的应用有效提高了电气设备运行的准确性。在人工智能技术的辅助下，大部分控制工作都能够借助于计算机程序来完成，且设备运行中无需过多工作人员的参与也能够保证相关设备运行的准确性。电气系统很难因为外界环境因素的影响而发生改变，相关程序的运行过程也同样有数据跟踪监测，因此有效避免了由于人为操作疏忽而造成的故障和事故。③对象模型不再需要控制。人工智能技术的辅助下，电气设备运行及产品生产过程中涉及到的对象模型不再需要进行严格的控制。过去因为生产过程中存在的不确定因素的影响，实际生产作业中往往需要建立对象模型。人工智能技术应用后，不确定因素也不会再产生，所以便不需要在生产中建立对象模型。这一环节的改革使电气自动化控制的精确系数得到了前所未有的提高，企业生产需求得到了进一步满足。

3 人工智能技术在电气自动化控制中的应用阐释

3.1 电气控制中的应用

具体来说，对于电气系统的模糊控制、神经网络控制、专家系统控制是人工智能技术应用于电气控制之中最为主要的体现。具体来说，模糊控制主要通过交流传动和直流传动在相关领域中发挥应有的作用，用“模糊控制器”代替常规性控制器可以有效解决交流传动中存在的难点。诚如前文所述，人工智能技术在其中的应用有效降低了电气控制成本，进而提高了系统运作和企业生产效率。

3.2 电气设备设计中的应用

现阶段，该技术已在电气设备设计工作中得到了相对广泛的应用。从过去积累下的经验分析，只有具备专业知识和技能的专业人员才能够完成电气设备设计工作，并保证设计水准。得益于人工智能技术的应用，信息技术手段已经代替了相关工作中涉及到的人工操作。企业的劳动力成本也因此而得到了进一步控制和压缩，同样其产品生产方面的准确性及生产效率产生的变化也需要我们重点关注。

人工智能技术的应用使相关计算机系统实现了全面、有效的更新，这将提升产品的研究和生产水平。遗传算法和专家系统是人工智能应用实践中最为常见的优化设计技术，尤其遗传算法已经在相关领域中得到了相对广泛的应用，对此需摆正认识。已有的案例证明，通过CAD 技术可以降低产品设计的难度，并缩短新产品的研发周期。而在人工智能技术的辅助下，CAD 技术可以与当前的时代需求实现更加紧密的结合，这方面的改革有助于提高产品的性能及生产效率。

3.3 故障诊断中的应用

随着工业化进程的不断推进，设备故障诊断作为一项新课题已经得到了业内人士的广泛关注。电气设备运作中经常会因为各种原因出现故障，如果不能及时对故障进行准确判断并解决，既会对企业造成严重的经济损失，又会影响到设备操作人员的生命安全。过去我们所依仗的设备故障及安全事故诊断方法其实非常繁琐、复杂，更无法保证其诊断结果的精确度。以变压器的故障为例，过去技术人员会通过从变压器油箱中提取少部分油，然后分解提取其中的气体并通过化学实验分析气体的方法来判断变压器故障的位置及类型。这种故障检验诊断方法不仅费时费力，更无法在有效时间内彻底排除故障。如果对故障原因的分析出现错误，更会造成难以挽回的经济损失。综上所述，实际工作中需要进一步推进其故障诊断分析法的创新改革。组成人工智能技术的“三要素”——“神经网络”、“模糊理论”、“专家系统”的联合应用有效避免了故障诊断环节存在的问题与失误，既降低了设备故障诊断工作的作业难度，又提高了工作效率。

3.4 日常操作过程中的应用

电气自动化社会的复杂性决定了其日常控制操作是一个非常繁琐的过程。工作人员对于电气设备的有效控制率会随着控制时间的增加而不断降低，两者成反比关系。为切实延长有效控制率、提升企业的产品生产率，我们需要进一步推进人工智能技术在其中的有效应有。相关设备的日常操作中，工作人员需要推进人工智能在日常操作中的有效应有，可以尝试利用人工智能的基本控制算法来提高相关设备的有效控制率。其原则在于将复杂的操作流程以及设备运作模式进行简单化处理，如果只通过一台电脑就可以实现相关设备的有效控制，便可以在提高生产效率的同时为企业节约大量的人力资源成本。需要强调的是，人工智能在相关领域内的深入应用还可以实现设备的远程控制并使设备的操作界面更加简单化。再者，通过该技术记录并储存下的设备运行资料、信息将会为后续的查找及应用提供极大的便利。过去以人工为主的信息数据记录保存模式其实非常容易出错，更会加重相关人员的工作负担，所以需酌情对其进行改革，以提高实际工作效率。

3.5 企业自动化设计中的应用

目前国内生产制造型企业大都在电气自动化设计、研发等工作中投入了大量的资源。这一环节的改革在一定程度上推动了其生产技术创新的进程，而技术的创新发展、优化升级则缩小了我国与西方国家电气自动化控制水平的差距，并为相关行业的发展注入了新动力，对于国内经济的发展也起到了强而有力的推动作用。依托人工智能技术，国内企业的自动化设计呈现出了分布式以及开放化的特点。前者使电气自动控制系统中建立起了相对独立的功能模块系统，系统中的风险因素因此而得到了行之有效的控制，系统稳定性实现了提升。后者即在学习国外先进经验的前提下不断提高其智能化程度。当前各个电气自动化控制开发设计研究公司均推出了一系列全新的设计模式和设计理念，因此电气自动化控制的发展也已经进入了全新的阶段。可以预见的是未来一段时期内电气自动化控制的智能化程度会不断提高，在人工智能的辅助下，我们终将会完成由电气自动化控制向“电气智能化控制”的过渡。

4 结束语

人工智能技术在电气自动化控制中的应用能够产生一系列“连锁反应”，它既可以提高该技术在相关行业领域中的实践应用水平，又可以为电气自动化控制技术的发展指明方向。人工智能是一项内容复杂、涉及面广的技术，尤其对其理论和实践应用等问题的研究仍在稳步推进之中，所以在人工智能应用于电气自动化控制问题理论研究不够深入的前提下提高其应有水平也就成为了我们必须要审慎对待的命题。再者，当前电气自动化控制系统中也存在着一些矛盾和问题，未来我们需要进一步推进相关工作的研究实践，确保人工智能可以在电气自动化控制领域中发挥出应有的作用，上文中笔者对此类问题进行了分析探究。