人工智能技术在电气自动化控制的应用分析

蔡敏

摘 要：人工智能技术属于最为突出的一项先进技术，它可模拟人的思维，应用前景十分广阔，对于实现电气自动化的高效控制具有重要作用。可及时发现设备故障并进行处理，减轻操作人员负担，获取设备运行的实时信息，简化操作流程及界面，高效整合并处理数据信息，可促使相关人员根据记录结果制定出预防电气事故发生的方案。本文就对此问题进行了详细探讨。

关键词：人工智能技术;电气自动化控制;应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.127

0 引言

人工智能（AI）技术的应用能够使机器具备智能化特点，能够帮助人处理工作。此外，由于电气自动化领域的常规技术存在一些缺陷，不利于实现电气的高效运作。在这种状况下必须应用人工智能技术，其具有提高运作效率、缩减成本等优势，是电气自动化控制领域发展的必然趋势。

1 电气自动化问题

电气自动化目前还存在一些问题，主要体现在以下两个方面。第一是监视系统。问题在于传统的监视系统难以实现电气自动装置故障报告的完全监视，导致操作人员无法核查这些信息，进而无法对设备的运转情况做出判断。此外，目前企业生产发展需求越来越高，并且电气自动化设备处于持续更新的状态，因此传统的监视系统必然已经无法满足当前的需求。第二是控制系统。目前在隔离开关操作中传统的按钮操作方式依然较为常用，其缺陷在于某个开关接点异常时会波及整个操作流程，并且部分企业的断路器中采用硬操作法，缺陷在于操作成本较高且耗时较长，并且具有一定的技术难度，增加了操作人员的负担。在这种状况下，必须通过应用人工智能技术加以调整。

2 人工智能技术

2.1 概述

人工智能属于计算机科学科的分支，涉及心理学、科学等多项多个专业学科。主要功能在于通过体系化的智能控制系统来完成研究并模拟人的智能行为。主要涉及机器人、图像及语言的识别 [1]。我国在此方面的研究力度仍在持续增大，扩大了该项技术的应用范围，既能用于处理信息，同时也可用于自动化仪表中，目前仍处于持续更新的状态，性能在不断完善。

2.2 人工智能控制器

AI技术在发挥作用时主要是通过人工智能控制器来实现的，涉及遗传算法等多种理论知识，该类型的控制器具有较多优势。第一，无需建立研究对象的模型，可加快研究速度。不会受到不确定因素的影响，使得研究工作能够持续开展。第二，数据调节较为便利，并且在完成研究目标的过程中只需掌握设备性能数据就可顺利完成设计、调节等多道操作工序。此外，AI控制器可取代复杂的脑力劳动，高效收集、鉴别并处理信息，对于电气自动化控制来说作用十分关键，可降低成本，提高工作效率，促使产业结构得以不断优化，顺利完成升级。

2.3 应用现状

在设计电气设备的过程中，需要运用电磁场等多个方面的理论知识，并且要求设计人员经验丰富。此外，AI技术应用后改变了传统的设计方式，可减少设计周期，在短时间内选择出最优方案，在提高产品设计效率的同时也可保障产品的质量，真正实现了人工智能控制。具体来说，可从以下几方面加以探讨。第一，可采集电气设备的数据信息，包括模拟量等，并储存及处理数据信息。第二，实时监测设备模拟量数值，并控制其开关状态。事故发生后能够及时发出警报信息，设备状态如有变化，也可以警报的方式告知相关人员。此外，AI技术可记录故障事件，自动处理故障后也能给出提示，并且在报警时可采取图像、电话等多种不同类型的方式。第三，可通过键盘、鼠标控制断路器及开关，调节励磁电流。相关人员在停机时只需按照顺控程序操作即可[2]。第四，AI技术可记录故障录波及顺序，捕捉波形，并且会根据值班要求限制人员操作权限。

3 具体应用

AI技术对于解决电气自动化控制领域现存的问题具有重要作用，具体可从以下几个方面入手。

3.1 电气设备应用

负责电气设备设计工作的人员必须熟知电路、设计、电磁场等多个领域的专业知识，具有丰富的实践经历。但以往在技术条件的限制下，以手工劳动居多，多采用经验法与实验法，很难保障设计质量，并且设计难度较高，很难从中选择出最优质的设计方案。而AI技术记忆及计算能力十分突出，能够对产品从研发到出售的各个环节进行全面优化，合理配置企业的各项资源，缩短研发周期，保障产品质量，并且可快速整合各项资料，完成设计方案的制定，减轻操作人员压力，缩减人员工作时长。在具体设计的过程中可采用遗传算法，选择合适的运算对象与搜索信息，可自动获取优化后的搜索空间，能够使设计方案与流程更加科学合理，进而全面提高设计效率。此外，电气设备运行时对操作人员要求较高，容易出现失误，而AI技术可对设备的各个运行环节进行管控，无需人工处理，并且可实现设备的自动化运作，提高设备精准度，促使电气设备的运行更加高效。

3.2 故障诊断

设备运行时故障发生率较高，原因各不相同。如果未能在短时间内完成设备的故障处理，则会加重设备的损坏程度，甚至引发其他类型的故障。针对此种问题，以往在诊断时所采用的技术与方法过于繁杂，并且无法保证诊断的可靠性。例如在变压器故障后需要收集并分析气体，然后從复杂的数据信息中判断设备有无故障，并且结果的可靠性无法得到保障。此外，传统的检测方法耗时耗力，需要投入大量的人力资源，并且诊断结果并不可靠，容易出现错误诊断的情况，引发十分严重的后果，但在应用AI技术后，可实现快速诊断与处理，降低投资成本，提高诊断结果的精准度，促使电气自动化设备尽快恢复正常运行状态。

3.3 日常操作

电气设备在操作过程中涉及多个流程，并且必须保障操作的准确性，否则就会引发严重的故障。同时，电气领域与人们的生活及企业的生产密切相关，因此必须加大维护力度。通过应用AI技术能够简化操作流程，实现远程操控，简化操作界面，自动存储各项资料信息[3]，便于人员随时查阅，并且AI技术能够自动整合各项数据信息，最终以报表的形式呈现，便于人员阅读。

3.4 电气控制

电气控制环节较为关键，必须运用AI技术降低运作及人力成本，全面提高工作效率，合理应用专家系统及模糊控制等多项关键技术，有助于提高直流及交流传动效率[3]，可充分发挥模糊控制器的作用，促使该电气设备运行效果更佳。另外，通过AI技术可实现不同控制系统的针对性处理，能够将误差控制在最小范围内。

4 应用实例

近年来，AI技术发现速度较快，并且该技术已经较为成熟，应用在了国家及部分地区的电网建设中，效果十分显著。具体来说，在应用过程中主要包括以下两个方面。

4.1 实现故障自愈

系统能否正常运行是电力输送质量的关键，决定了用户能否高效使用电力资源。综合目前的情况来看，系统在出现故障时以事后处理为主，而要将设备运送至现场耗时较长，因此应重点考虑如何控制故障范围，降低故障影响力。在完成智能电网的建设后，电网功能更加健全，具备故障自愈功能，可降低故障的影响，但为了使该功能的作用更加显著，必须进行可视化管理，实时检测设备的异常情况，并在短时间内启动维修决策程序，实现故障的高效处理，快速进行故障隔离，完成自我诊断、治疗与痊愈，最大程度地缩短故障处理时间，确保不会影响用户的正常用电，减少经济损失。另外，自动隔离故障有助于缩小停电范围，确保配网始终处于安全、可靠的运行状态，让用户始终处于正常的用电状态下，避免因故障而频繁停电或停电时间过长，进而为用户提供最为优质的服务。

4.2 智能客户终端

近年来，电网智能客户端中的应用效果也十分显著，能够有效保障电力服务质量，客户终端的主要功能是监控客户需求，实现信息共享，了解各时段的用电量，确保用户在查询时能够为其提供所需的用电信息，并且可根据查询到的信息调整生产计划，将节约用电的理念落到实处。另外，还可通过客户终端为用户提供实时电费，余额较少时及时进行提示，以免用户在不知情的情况下停电。此外，电力管理部门可通过终端系统监控用户的用电信息，及时排除故障，将各项损失降低至最小。

5 结束语

总而言之，AI技术近年来呈高速发展之势，技术也越发成熟，便利了人们的日常生活，解决了传统电气运作中存在的许多问题，可降低人力、物力资源的投资成本，实现电气领域的长远发展，本文就对此问题进行了深入探究。

参考文献：

[1]梁国强.试论人工智能技术在供水设备机械电气自动化控制中的应用[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2015（19）：252-254.

[2]宋来.基于计算机和人工智能技術的矿山电气自动化控制系统设计与实现[J].中国金属通报，2016（11）：80-81.

[3]孙威.初探人工智能与电气自动化结合的应用思路[J].价值工程，2018，37（26）：152-154.

[4]葛玮，吴佳.基于人工智能环境下的电气自动化控制研究[J].无线互联科技，2014（05）：169-171.