矿山电气自动化控制系统设计中人工智能技术的应用

张梦丽

（河钢集团矿业公司司家营北区分公司，河北 唐山 063700）

1 人工智能技术概况简介

随着科学技术的发展，人工智能技术的应用领域也逐渐的拓宽，该技术在使用的过程中主要是在逻辑芯片的辅助下，完成人的行为模仿等活动，从而减轻人力劳动。现阶段使用最多的就是人脸识别和语音识别等。人工智能技术在我国的应用尚未全面，仍然处于发展阶段，在实际应用过程中，人工智能机器了的自主思维能力尚未达到较高的水平。将人工智能技术应用到工业生产中，可以有效提高工业生产的效率，降低工业生产的成本，有利于工业生产向智能自动化方向发展。

虽然人工智能技术水平还不够成熟，但在具体应用过程中已经取得了更好的成绩。人工智能技术的应用可以赋予物品人的思考，使冰冷的物品有人的逻辑思维能力，从而实现了物品之间的协作。目前，我国矿山生产的过程中大部分工作是由自动化程序完成的。应用人工智能技术优化矿山电气自动化控制系统，实现机械、电气设备的自动化控制和作业，是机电一体化的核心内容。该技术的应用进一步提高矿山生产效率，降低人工成本，提高矿山产品质量。

2 人工智能技术在矿山电气自动化系统中应用的优势

2.1 具有一定的自主性，能够独立作出生产决策

传统的矿山电气自动化控制系统的自动化程度比较低，许多操作都是由人工操作完成的。同时，该系统在运行过程中容易受到外界因素的影响，其运转的稳定性无法把握。现阶段，将人工智能技术应用到矿山电气自动化控制系统中，可以提高系统自助调整的能力。系统能够自动分析运转过程中出现的问题，并结合实际生产情况对系统的参数进行调节，保证系统运转的稳定性，此外，人工智能技术的应用又可以提高生产的效率，具有一定的自主能力。

2.2 具有自动设计生产模型的学习能力

目前，我国矿山生产已基本实现了电气自动化控制，虽然与传统的机械控制和人工控制相比，效率有了很大提高，但与人工智能机电一体化智能控制相比，仍相对落后。利用人工智能技术建立的矿山电气自动化控制系统具有学习能力，其适应性强。同时，该系统在应用的过程中技术人员可根据生产条件的变化，自动设计生产模型，调整控制参数，实现自动化生产。

2.3 具有一定的应变能力，能自动排除生产故障

传统的矿山电气自动化控制系统不能自行调整运转过程中的故障，从而导致系统运转的效率降低。同时，维修人员无法准确的找出故障出现的原因，生产工作被直接延续。利用人工智能技术开发的矿山电气自动控制系统，可实时发现生产过程中的故障隐患，提前防范。一旦系统出现故障，人工智能技术就可以切断设备电源，避免出现设备烧毁的问题。同时，给维修技术人员提供有价值的故障排查信息。

2.4 具有一定的自动控制生产质量的能力

矿山生产活动的环境通常情况下比较复杂，导致矿山电气自动化控制系统容易受到外界因素的影响而无法保证生产质量以及生产效率。人工智能技术的合理应用，可以实现对外部多种不同因素的监督与控制，从而保证电气生产设备处于正常的工作状态，确保生产效率与质量。

3 矿山电气自动控制系统功能设计中人工智能技术的应用

3.1 矿山电器智能控制系统设计

矿山电气设备是矿山电气自动化控制系统的主体，主要运用了模糊控制技术和人工智能技术。模糊控制技术是指对指令语言进行模糊分析处理的技术，当电气设备发出指令时模糊模型和变量识别能够对其进行全面的分析与处理，从而保证电气设备发出的指令都能够被识别。再加上神经网络技术的协调，可以大大提高对指令处理的效率。

3.2 矿山电气自动控制系统中通讯智能化的应用

电气自动控制系统中的设备比较复杂，其神经网络是保证通信正常的重要部分。通常情况下通信系统可以分为有线通信系统和无线通信系统。矿山生产的过程中会优先选择使用有线通信系统。有线通信系统在使用过程中稳定性更好，但是，有线通信系统的使用成本比较高，搭建需要大量的电线，并且，该系统对施工人员的技术要求比较高。随着通信技术的不断提高，矿山电气自动化控制系统正在逐步向着无线通信发展。无线通信系统对环境的要求比较低，其搭建成本也比较低。智能路由技术具有很强的信息处理能力，它能够保持较高的传输速率，保证通信的准确性，是实现智能通信的基础。

3.3 矿山电气自动控制系统数据传输应用

矿山电气自动化系统运行的过程中其数据传输主要通过通信系统完成的。一般情况下，数据传输包含终端对控制中心的反馈以及控制中心对终端指令的传达，数据传输必须具有双向传输的能力，确保矿山电气自动化控制系统能够安全稳定的运行。矿山电气自动化控制系统中的单元比较多，每个单元都需要特殊的数据传输方式。因此，技术人员必须根据电气自动化控制系统的实际情况综合选择使用数据传输方式。要全面保证数据传输的质量以及效率，提高数据的可靠性以及真实性。

3.4 矿山电气自动控制系统智能监控应用

矿山电气自动化控制系统具有较高的稳定性，能够发挥自身的监测功能。在实际运行的过程中，矿山电气自动化控制设备主要监督所有设备的运行状况，保证电气设备运行过程中不会出现故障。人工智能技术的应用提高了电流监控的效果。技术人员可以根据电流的稳定状态，从而分析设备的稳定性。当电流运行不稳定时，人工智能技术可以对其进行调整，使其恢复稳定运行的状态。

3.5 矿山电气自动化控制系统的设备防护

矿山自动化控制系统的设备有很多，人工智能技术的应用可以实现对设备运行的监督，做好设备的维护工作。通过对设备的正常维护与管理，可以有效延长电气设备的使用寿命，提高矿山生产的效率。同时，人工智能技术可以有效的反馈设备运行的故障以及故障原因，提醒技术人员技术对设备进行维修与管理，此外，当设备运行过程中电压失稳时，设备保护功能可以对其进行保护，避免出现设备被烧毁等问题，提高电压的稳定性。使电气设备运行在低电压状态，保护电气设备的内部元件。

3.6 矿山电气自动控制系统的抗干扰设计

随着矿山p 事业的不断发展与进步，我国矿山生产对通信稳定性要求越来越高。人们生活和工作的过程中电磁干扰在日益增加，人们获得的通信数据的可靠性就会受到影响。同时，矿山生产的环境比较恶劣，经常会遇到磁性较强的区域，严重影响矿山的正常生产。因此，矿山电气自动化控制系统在应用的过程可以大大降低外界环境的干扰，实现了通信数据传输的质量。通过将电磁屏蔽设备装入系统中，可以有效避免电磁对系统工作的干扰。例如，如在金属材料工作柜中配置PLC 控制系统，并设计外壳接地，这样不仅可以防止空间辐射，还可以降低电磁脉冲和静电干扰对整个系统的影响。此外，在进行布线的过程中，技术人员要合理安排所有线路的走向，合理区分通信信号的强弱，并采用双绞线屏蔽电缆模拟信号的方法，可有效避免信号间相互干扰的情况。

3.7 矿山电控系统的智能故障诊断与维护

矿山生产的过程中设备故障是常见的问题之一。传统的故障排查工作是由人工完成的。由于故障部位不一定是故障的表现点，因此排除效率极低，排查效果并不理想。应用人工智能技术可实现智能化故障诊断与维修，快速锁定故障位置，对故障进行诊断与查找，在故障发生之初发出警告，不仅能避免故障扩大造成事故发生，还能及时进行故障排查，帮助维修人员排除故障。它主要利用模糊集理论建立关系矩阵。并且在故障检查完成后还可以形成数据导入数据库，当以后出现类似的情况时直接进行锁定，效率更高、更精确。

3.8 精化应用系统

在电气自动化控制系统中应用人工智能技术的不规范问题制约着人工智能技术应用效果的发挥，因此，各相关电气自动化控制研究与开发机构应根据内部研究与开发机构的研究与开发控制水平，制定合理的人工智能技术应用体系，在此基础上，提出相应的建议。首先，明确人工智能技术的应用类别和应用管理能力，提高人工智能技术在电气自动化控制系统中的利用率。其次，以电气自动化控制为基础，制定人工智能技术的应用规范，并严格按照应用规范进行相关操作。最后，建立电气自动化控制系统应用体系，应以当前阶段的人工智能技术水平为标准，同时，为了加强人工智能技术的应用效果，研究与开发机构还应派专人负责应用体系的维护，排除干扰因素，提高人工智能技术在电气自动化控制系统中的适应性。

4 总结

人工智能技术是近年来高新技术领域的热门技术之一，虽然还处于发展的初级阶段，但它已被广泛应用到我们的生产生活中，发挥着不可替代的作用。人工智能技术已经对社会发展和人们的生活习惯产生了深远的影响。利用人工智能技术设计矿山自动控制系统，可以大大提高生产效率，降低人力成本，提高企业的经济效益和产品质量。与传统的电气自动控制相比，它具有自动性强、决策科学、受外部因素影响小、生产稳定、产品质量稳定等优点。相关人员需要进一步加强对人工智能技术的研究，使其发挥更大的价值。