人工智能在自动化控制系统的应用研究

吴显锋 冯金龙

摘 要：在工业自动化控制系统中引入人工智能的应用，能够改变传统工业生产的固有环节，能够提升工业生产的效率，在产品制造过程中将原材料信息与产品之间建立全方位的联系，形成具有高度互联的工业实体。在降低生产成本的同时，通过人工智能的应用实现对产品质量缺陷和故障的检测，确保产品之间能够保证质量的一致性和追溯性，提升工業生产的整体水平。

关键词：人工智能;工业自动化;控制系统

1 工业自动化控制系统的发展现状

1.1 工业自动化控制系统的应用意义。工业自动化控制系統目前主要在电力系统、采矿通风系统、智能化建筑等中发挥着最大的优势。在电网调度系统中，工业自动化控制技术能实现对电力系统调度中心、发电厂电力调以及变电站设备等的分散监测和自动化控制;在采矿通风系统中，自动化控制系统能够对燃烧、爆炸等安全事件进行有效自动化预警，并能利用技术对难以人工深入的矿场空气质量进行检测;而在智能化建筑的应用过程中，自动化控制技术能够实现建筑中复杂具体的施工布局得以合理规划，并能对建筑中的环境进行全方位感应，自动发出报警信号，保障人们的生命财产安全。

1.2 工业自动化控制系统的技术发展。目前所使用的控制技术中，主要利用的是PLC、工业 PC和DCS三种[2]。其中，PLC是一种自动化的可编程控制产品，能通过数字运算操作可编程逻辑控制器，能够执行逻辑运算、顺序控制、定时、计算操作等指令，还能对各种类型的机械或者生产过程进行有效控制;而工业PC主要包含了IPC以及Compact PCI工控机两种形式，能够利用多种不同的PC机兼做服务器以及客户机，实现管理和控制功能都具备的综合系统，尤其有助于企业内部的生产流程信息沟通交换;而集散控制系统DCS是一种新型的集中式控制系统，随着中国对该系统的研发，我国已经有不少企业在使用该系统，真正实现了对生产环节的效率改善。

2 在工业自动化控制中利用人工智能的优势

2.1 减少控制系统所需的人力资源。人工智能技术的应用能够在现有技术条件下，极大程度的减少工业自动化控制所需的人力成本，与传统的自动化系统相比，基本上只需要几位关键的技术人员进行主要的操控和日常的排查即可。此外，在解放人力的同时，还能利用人工智能实现对大量生产数据的自动加工和计算，使人类智慧在决策、统筹等更高层次中发挥价值，而不是在繁琐、大量的数据分析中耗费。

2.2尽力避免控制系统的失控和失误。以往的工业自动化控制系统依旧脱离不开人为的把控和操作，难免会因为个人判断偏差及操作过程失误等问题而影响工业运行流程的正常进展，甚至会带来不可避免的损失和意外事件。如果在自动化控制系统中利用人工智能技术，就可以利用计算机强大的数据分析能力和精确计算能力来控制一些可避免的因素，以及减少一些不必要的流程，实现安全高效便捷的工业自动化控制。

2.3有效提高控制系统的精准性。由于人工智能技术都是在计算机程序的自动命令和操作中进行，所以计算机能够自动在操作过程中留下数据备份，并且在下一次命令时，自动跟踪和监测数据情况，结合以往留下的数据痕迹，计算机程序会自动进行智能判断和控制，从而较大程度上改善工业自动化控制中的严重失误。一般而言，在保证硬件设备的时刻检查和没有出现偏差的情况下，人工智能技术能够保证工业自动化控制系统实际工作状态的精确性和稳定性，保障工业运行过程的质量和效率。

2.4 提升控制系统的稳定性。人工智能的利用，使得工业流程只需严格按照录入的程序就可以自动运行，且加以计算机的高精度计算控制，减少了大量的外界因素干扰，使得整个运行过程平稳流畅，提高了工业自动化流程的控制质量和水平。此外，人工智能工业自动化控制系统可以实现对数据的大量采集、处理，实现对相关数据的储存，保障了系统的整体性能，可以长久的为后续的工作提供参考。

3提升人工智能在工业自动化控制系统中应用水平的对策

3.1加大对人工智能行业发展的引导力度。加大在人工智能行业发展方面的引导力度，需要政府和相关行业协会加大整体性的研究力度，对于行业发展中存在的共性问题进行深入研究，对于人工智能研究需要应用到的规范标准等方面构建起更加完善的体系。同时还要加大与国际行业协会之间的沟通力度，通过技术交换等多种措施加强与国际先进水平之间交流，尤其是在工业自动化控制系统的实际建设中，要能够真正明晰我国行业发展所具有的优势与不足之处，改善企业实际应用中重视程度不足、投入力度较小等负面影响，切实将人工智能理论方面的研究深度應用于工业自动化控制系统中。

3.2促进人工智能理论研究水平不断提升。促进人工智能理论研究水平的提升，必须真正以市场发展为导向，尤其是在我国工业自动化控制系统整体水平较低的情形下，需要从提升生产效率、确保生产质量、降低生产成本等多个角度出发，准确合理的利用新型研究技术，促进二者之间的应用结合水平的提升[3]。在开发人工智能系统时，要能够不断降低系统应用的复杂性，建立起科学的专家系统，建设与工业行业发展要求相适应的推理机制，确保人工智能的应用在设定范围内起到应有的推动作用，减少由于深度学习造成的异化现象，从而确保自动化控制系统的科学运行，减少由此带来的负面影响。

3.3加大在人工智能方面的人才培养力度。自从20世纪50年代人工智能方面的研究开始兴起，到目前为止已经经历缓慢发展和快速发展两个重要阶段，对于我国相关理论研究和发展来说，将人工智能技术研究与工业自动化控制系统的发展深度结合在一起，具有重要的指导性作用，是我国相关行业快速发展，缩短与世界发达国家之间的差距，甚至实现弯道超车的重要机会。但是在目前的发展过程中，还没有能够建立起与行业发展需求相适应的教育体系，在人才培养方面还存在较大的不足，以此限制了行业发展的水平。尤其是具有工业自动化控制和人工智能等多方面的综合性人才还存在较大欠缺，以此造成整体发展速度受到较大限制，加强在这方面教育资源的投入力度，不仅需要教育部门加大在教学方面的改革力度，还需要相关的企业在内部培训，孵化平台等方面的建设上加大投入力度，不断提升人工智能方面的研究水平，为提升在工业自动化控制系统中的应用水平奠定良好的基础。

3.4改善人工智能在工业生产的应用方式。就目前我国人工智能在工业自动化控制系统中的应用现状来说，整体发展水平与现实需求之间存在较大差异的主要原因之一在于应用方式不够科学，无法为企业创造出应有的经济效益，使得多数企业在人工智能的应用上处于观望甚至排斥的状态。改善人工智能在工业生产中的应用方式，应当提升人工智能模块化的研究水平，改变传统人工智能应用中存在的封闭性状态，建立起完善的数据共享标准和策略，为降低自动化控制系统的应用成本奠定基础。

5结语

我国工业自动化控制技术的使用，给我国工业现代化建设提供了非常重要的技术保证，有助于我国经济发展水平的提高。应用自动化技术可以有效提高企业工作效率，降低企业成本，推动企业进行项目开发、技术研发，实现工业生产的可持续发展。将人工智能技术融入到工业自动化控制系统中，能极大改善现有自动化控制的缺陷，弥补人工操作的不足，是我国工业现代化发展的必经之路。

参考文献

[1] 王鹏飞，高博，孙绍曾.人工智能在工业自动化控制系统的应用[J].中外企业家，2019（09）：113.

[2] 谢欣岳.人工智能在工业自动化控制系统的应用[J].电子技术与软件工程，2019（02）：253.

[3] 黄敏楷.工业自动化控制的现状和发展趋势分析[J].山东工业技术，2018（16）：51.