人工智能技术在电气自动化中的应用

殷希中

（安徽阜阳技师学院，安徽 阜阳 236000）

1 应用价值

电气自动化控制系统的发展适应了时代的潮流，也加速了人们日常生活生产方式的改变。在电气自动化系统中合理地使用人工智能技术，不仅可以提高自动化控制的水平，同时还可以缩减成本，使其可以更加符合我国可持续发展的理念。人工智能技术的特点非常明显，特别是通过使用人工智能技术对信息数据进行采集处理的过程，不仅可以优化传统的计算方式，还可以使控制器的计算结果更加准确。首先，以人工智能技术作为基础，可以更好地把控生产传输等环节，使其更好地达到自动化控制的目标；其次，合理使用人工智能技术，能够有效地提高电气自动化的水平，减少人工操作的负担，降低运行成本，进而有效地保证各项生产效率能够达到具体的要求。将人工智能技术合理地应用到电气自动化控制过程中，能够有效地促进电气自动化的发展，使系统更好地达到预期目标。因此，将自动化控制技术与人工智能相结合可以促进社会的发展，将人工智能技术与电气自动化控制融为一体是未来发展的主要趋势。

2 技术优势

2.1 人工智能技术有利于提高劳动效率，优化劳动力

在制造企业中，因为存在产品的生产工艺较为复杂、生产的可控程度不高、无法统一人员的操作水平以及人为操作过程中容易出现偏差等问题，所以在生产的过程中要保证生产质量是非常困难的。将人工智能技术合理地应用到生产过程中，能够有效地提高企业制造产品的精度，提高所加工产品的质量；不但可以节省大量的人力资源，而且还可以有效地提升企业的生产效率。实现电气产业智能化的过程中，为了能够更好地保证电气机械设备的正常运行，需要使用大量的监控设备，同时对运行现场进行有效地监控，然而在监控设备使用的过程中也需要投入大量的人力资源。当在上述过程中使用人工智能化技术时，不仅可以借助计算机来收集电气设备运行过程中的各项数据，还可以对各项数据进行有效地处理，从而节省了人力资源，有效地提高了生产的效率。

2.2 人工智能技术有利于系统灵敏性的增强

传统的电气设备控制模式对机械设备的控制方法、自动化控制器的型号以及相关参数都有非常高的要求，企业不仅需要承担较高的运行成本，而且还会导致在电气设备的控制运行中存在一些不确定的因素，它们会影响机械设备的运行情况，还会影响电气系统的整体控制水平。如果使用人工智能技术，就可以在具体应用的基础上，对相关的机械设备进行全方面地控制，从而使控制系统更灵敏。将人工智能技术与电气自动化技术有效地结合，可以使电气设备的控制更加便捷，进而全方位提升机械设备的控制能力。

2.3 人工智能技术有利于系统稳定地运行

虽然人工智能技术在具体使用的过程中主要依托电子计算机技术，但是其在逻辑思维能力上却高于传统的计算机技术，并且可以对计算数据进行处理。因此，在电气自动化控制的过程中，合理地使用人工智能技术，能够借助系统精准的计算能力，科学地控制设备，防止人为控制过程中出现的各项风险。一旦机械设备在运行的过程中出现故障，人工智能控制系统就可以发出警报[1]，提醒工作人员立即对其进行检查，进而采取有效的措施进行处理，保证机械设备的正常运行。因此，人工智能技术可以为机械设备的正常运行保驾护航，从而提高自动化控制系统的稳定性，同时也提升了系统的运行效率。

2.4 人工智能技术减少成本支出

为了能够更好地满足电气控制系统的使用需求，在具体规划以及系统构建的过程中，电气工程的系统通常会比较复杂。然而这种复杂的技术构成会对后续设备自动化控制的过程产生一定的影响，进而增加设备运行的成本。由于整个电气工程的建设规模比较大，因此，在对设备运行故障进行排查维护的时候，就需要花费大量的时间以及精力组织工作人员采取相应的措施，从而导致电气自动化控制系统的成本增加。在电气自动化控制的过程中，使用人工智能技术可以对不同的设备进行监控；借助各项软件程序以及操作系统，可以对各个组件进行智能化的管理；例如，通过使用传感器等组件，可以快速地判断出电气自动化控制系统运行过程中出现的问题，并且对故障的情况进行识别，进而极大地强化了故障识别以及故障排除的能力。在保证自动化控制系统稳定运行的基础上，减少了资源的浪费，降低了运行管理的成本，为企业成本的管控以及利润空间的提升创造了便利。

3 案例分析

3.1 基于人工智能技术的电气自动化设备设计

就目前的情况而言，电气自动化系统在运行的过程中有1个非常明显的特点就是它具有一定的复杂性，并且系统运行过程中涉及的内容也比较多。在具体操作电气自动化控制系统的过程中，不仅需要具备非常标准的理论基础知识，而且还需要具有一定的实践经验。需要对设备进行规范的操作，从而降低操作失误的概率，提高控制系统运行的准确性。目前，在企业的生产过程中，采用基于人工智能技术的电气自动化控制系统（如图1所示）可以有效地弥补自动化控制系统当中人力以及脑力不足的问题;同时还可以减轻工作人员的负担，提高工作的效率[2]。除此之外，人工智能技术还可以提高电气自动化系统在具体运行过程中的科学性和可靠性，从而促进企业生产的进步和发展。

图 1 基于人工智能技术的电气自动化控制系统

3.2 日常操作中的应用

电气自动化控制系统在应用的过程中具有一定的复杂性并且涉及的内容比较广泛，操作人员在具体工作的过程中需要操作的流程较为烦琐，这样会影响到生产的效率。在传统自动化控制运行的过程中，主要通过人工的方式对运行数据进行收集和处理，这样会导致数据出现偏差，降低自动化控制系统的运行效率；然而使用人工智能技术可以通过计算机对数据进行采集并且储存，不仅可以减少数据收集过程中的误差，还为后续查找和应用数据提供了便利，从而有效地提高了机械设备的运行效率。随着社会的发展，人工智能控制技术也在不断地发展，将人工智能控制技术与电气自动化系统进行有效地融合，不仅可以实现对电气设备的远程监控，而且可以使工作人员及时发现设备在运行过程中出现的各种问题，进而采取相应的措施进行处理，增加了电气自动化运行的稳定性。在电气自动化控制系统中，合理地使用人工智能技术，不仅可以有效提高机械设备的运行效率，同时还可以增强工作人员对机械设备的控制，从而减轻了操作人员的工作量，降低了机械设备运行过程中的控制成本。

3.3 故障诊断方面的应用

人工智能技术在电气工程设备自动化维修和故障诊断中的应用主要是设置设备维修和故障诊断2个人工智能管理模块，通过在IC芯片中植入相应程序，实现维修以及故障信息诊断功能，具体处理过程如下：1） 电气自动化生产设备的维修和故障诊断模块的设计，需要通过调用接口函数加载电气设备运行的监测样本中原始数据信息的样本，计算机访问对象按照自动化系统设置的指定参数条件导出电气设备运行监测的样本数据序列，通过计算机编程设置的成员函数计算设备故障维修指标组，并写入系统临时数据库表，进而等待设备检修审核。2） 人工智能系统通过程序设定的成员函数对电气设备流程审核数据中未通过审核的数据项进行样本数据的撤销和确认，并进行重新计算，进而重新生成维修指标数组，同时将新生数据写入数据库表并进行存储。3） 数据集合通过程序函数调用设备异常分析程序并进行分析处理，人工智能系统通过可靠地统计分析对结果进行汇总，并对维修项目的数据信息进行特征判断处理。

3.4 模拟生产的应用

在电气自动化生产过程中，合理地使用人工智能技术，能够有效地模拟机械设备的具体运行过程。工作人员可以将模拟出来的数据和实际运行收集到的数据进行分析比对，进而预测电气自动化控制系统的重要内容以及工作进度；因此，通过使用人工智能技术，能够使电气自动化控制工作的顺序更加清晰。工作人员可以合理规划自动化生产的顺序，并应用人工智能技术对各项机械设备进行全面监控，以便工作人员充分了解机械设备的具体运行情况，从而精准地预测电气运行过程中可能出现的问题，进而为电气自动化控制提供准确的参考数据以及合理的思路，提高电气自动化控制运行的整体效率和质量[3]。使用人工智能技术还具有一定的先进性，人工智能控制技术的运营效率以及模拟都是其他技术无法比拟的，使用人工智能技术可以参照人类的精神功能，对电气自动化控制系统的运行情况进行准确地分析，不仅可以通过使用计算机技术对收集到的数据进行分析，而且还可以在模拟背景下了解电气自动化控制运行的实际情况，通过使用人工智能系统对自动化控制的数据进行分析可以综合内外部的影响因素，对机械设备进行有效地管理，最终形成动态化的仿真图。

3.5 企业自动化设计中的应用

近几年，人工智能控制技术的发展形势较好，其优势也被社会广泛地了解。大部分企业加强了在电气自动化控制系统方面的研究力度，也增加了资金的投入，这些都推动了人工智能控制技术的创新发展。在人工智能技术的应用中，我国电气自动化控制系统包括分布式和开方式2种类型。分布式可以有效地实现电气自动化控制系统的稳定运行，防止因电气设备在运行过程中出现各种故障而影响流水线的正常运行。开放式则是通过不断吸收国内外电气自动化控制系统的经验，在具体学习的过程中，不断提升电气自动化控制的水平。纵观我国电气自动化控制系统的研究可以发现，其基本理念都是随着新时代的发展而不断改变的。未来，我国电气自动化控制技能水平将得到全面提升；结合现代社会的发展以及行业的需求来看，电气自动化控制的人工智能化是发展的必然趋势。

4 机器人人工智能技术应用分析

新一代人工智能正在全球范围内蓬勃兴起，它为经济社会的发展注入了新动能，也深刻改变了人们的生产生活方式。工业是人工智能创新技术的重要应用领域，人工智能在工业领域的广泛应用将深刻影响未来的产业革命。

随着社会的发展和大数据技术的使用，机器人技术在现代工业中的应用越来越广泛。在企业生产中，通过综合操作、编程和调试，对工业机器人、移动操作臂及智能机器人等单元进行智能化赋能和综合应用，实现了典型智能制造工业场景的完整工艺流程，综合体现了机器人智能感知、自动决策、自主执行、互联互通、深度学习、人机交互以及自我管理等人工智能技术要素及其职业技能。例如通过人工智能技术赋能，在工业机器人分拣与装配操作中，通过操作3D视觉系统软件，工业机器人可以完成3D相机的调试、标定以及基于深度学习的工件识别；它还可以完成基于3D视觉的工件无序智能抓取；通过调用规划软件，工业机器人可以完成工件的简单装配，其流程如图2所示。

图2 工业机器人与3D相机协助完成复杂位置工件的抓取

通过人工智能技术赋能，可以完成智能机器人作业场景地图的构建；还可以完成智能机器人语音交互任务的编写，实现人机交互和控制；通过智能识别和动作规划，可以实现智能机器人对物料盒的位置识别与抓取；通过智能机器人编程与调用，可以完成智能机器人生产巡检等交互作业任务，其流程如图3所示。

图3 智能机器人完成工件的抓取

5 结语

在电气自动化系统运行的过程中，需要综合应用各种科学技术，实现系统的应用和运行。其中，使用人工智能技术是非常重要的，它能够有效地保证电气自动化控制系统的稳定运行，因此，人工智能技术应该引起相关技术人员的重视。结合实际情况合理地应用人工智能技术，使电气自动化控制系统能够有效地满足实际需求，为企业的生产提供保障。虽然人工智能有很多优点，但它也不能完全替代人工。例如在需要有创造力、需要富有战略眼光、无法预知环境以及需要同情心的工作中，人工智能是不能取代人工的。机器做机器最擅长的事，人专注于做自己最擅长的事，人工智能推动社会进入了人机协同、人机共生的时代。