浅析人工智能在电气自动化控制中的应用

闫文莉

（西安科技大学高新学院，陕西 西安 710109）

在电气自动化控制中应用人工智能技术，能够全面提升电气技术工作的质量与效率，降低安全事故的发生概率和电气技术的综合应用成本，为生产单位创造更大的经济效益与社会效益[1]。但是，由于人工智能技术的应用本身存在一定的门槛限制，如何合理地将人工智能技术应用到电气自动化控制中成为了作业人员要认真思考的问题。因此需要结合人工智能技术的优势性和应用现状分析，制定合理的应用方案，以此实现将人工智能充分融入电气自动化控制中。

1 人工智能技术的应用特点与优势分析

1.1 应用特点

1）适应性强。传统的电气控制以单路控制与线性控制为主，要求工作人员按照系统制定的对象开展操作控制。但在实际应用中，传统电气控制的针对性较强，工作人员只能对特定产品开展操作，无法控制其他同类产品或者是非同类产品的生产过程，因此控制效率较低。在人工智能技术的帮助下，系统控制可以改变单路控制的方式，采用非线性的变结构控制方式，能够随着环境的不断变化而加以调整，更好地面对诸多复杂的制造环境，针对不同产品加以区别。工作人员依靠人工智能的灵活控制方式，可以更快捷地完成电气生产和控制工作[2]。

2）抗干扰能力较强。在电气自动控制系统中，人工智能技术对除控制指令外的其他信号有较好的甄别能力，可以大幅度提升系统稳定性，提升对外界干扰的抵抗能力，及时获取相应的数据信息，对实现高效调节具有突出作用。针对突发干扰问题，系统可以实现自动识别与排除，为参数信息的准确、快速传输提供保障，维持系统的正常运行。很少会出现系统的运行误差，应用前景更为广阔[3]。

3）操作方式简单。传统的电气控制系统操作对工作人员的个人能力要求较高，在生产和控制中，工作人员需要以电气控制系统的运作记录作为参考依据，细致地分析电气设备的运作情况，这导致电气控制系统的调试和修改存在较大的难度，工作人员不仅要拥有丰富的工作经验，还需要花费大量的时间与精力检查过往的设备运行记录，才能顺利开展调试。在人工智能技术的帮助下，可有效转变这种复杂的操作模式，这是因为人工智能技术的应用可以有效地借助可视化系统，能够控制电气系统，技术人员也能够分析各种具体的控制问题[4]。在调节参数中，工作人员不需要反复尝试来完成工作目标，只需要通过计算机来模拟操作，就可以获取较高的精准度，能够满足工作需要的数据。同时，人工智能技术采用的软件均为完成协议封包的软件，本身完整的操作UI，用户界面更加人性化，操作逻辑更简单，工作人员上手的难度也更低。

1.2 应用优势

1）降低电气自动化系统的设计难度。人工智能技术主要依赖于已经完成协议封包的软件进行控制指令的传递，这种运作模式能够大幅度降低人员设计的难度。控制人员并不需要如传统的自动化控制作业一般对各种组件的连接和信号传递进行模拟实验和组件选择，而是依靠已经成型的软件系统直接向生产线发送控制指令，这样就有利于控制设计效率与准确性的提升[1]。

2）大幅度提升自动化控制效率。通过人工智能技术，可以基于自动化数据采集与数据保存功能全天候采集电气控制的运行数据，且人工智能软件的数据采集有更强的兼容性。例如智能化系统中较常用的Explab和import.io，这些智能软件对数据的兼容性较强，即使因为控制设备的硬件进行更换导致了数据格式的变化，Explab和import.io同样能识别和录入新格式的数据，提升电气自动化控制的效率。

3）提升产品质量。基于人工智能的电气控制，可以进行更精确的产品检测，如在电气智能控制中加入SAS、Tableau Software、Python等大数据软件，能全方位扫描和分析电气控制现状，最大限度地减少工作失误，保证控制效果。

2 人工智能技术应用存在的问题

2.1 技术应用不足

人工智能技术应用于电气控制领域的历史并不长，在大部分电气控制作业中，人工智能技术只是作为辅助工作人员人为操作的工具存在，自身的优势没有发挥。如数据采集和处理方面，人工智能技术只是笼统搜集电气控制中产生的各类数据，最后的档案生产依然是由工作人员人为完成，其对数据的甄别归类优势没有得到应用[5]。因此，在未来的人工智能技术应用中，要结合其技术特点，在电气控制中正确应用智能技术，才能保证控制效果的最佳化。

2.2 缺少相关技术人才

目前，人工智能技术依旧处于电子控制实践的阶段，还需要大量高端技术性的人才支持。但是从实际情况分析来看，在电气自动化控制领域之中，非常欠缺人工智能技术响应的高端技术人才。随着技术的不断发展，对于这一领域人才的需求也在持续提升。所以，人工智能技术的后续发展与完善，都需要培养该领域的人才。

3 人工智能技术在电气自动化控制中的应用建议

3.1 数据采集处理

为了达成电气自动化的控制目标，需要落实数据信息的采集与处理。通过各种有效的手段，保障数据信息采集的准确性，满足数据处理的高效率要求。传统模式下的电气自动化控制、数据信息的采集与处理都是人工操作的方式来进行，工作人员需要依靠自己的知识储备和建模能力完成数据的采集和模型搭建工作，这对操作人员的个人素养提出了较高的要求。此外，基于电气控制的运作逻辑分析，电气自动化控制本身具有较强的时效性，在开展这一项工作过程中，准确、快速地分析与采集数据信息是关键。人工操作的技术门槛较高，且处理效率低下，可能会出现完成采集和建模时，控制数据的效用已经丢失，无法反映电气控制情况的问题。

所以在用电控制中，工作人员可以结合用户的用电需求，依靠人工智能技术确保电压能够控制在标准范围之内，保障整个系统运行的安全性，延长使用寿命。为此，可以通过爬虫技术的抓取功能收集特定的数据信息，并利用Getleft、Scraper、OutWit Hub等爬虫软件的数据甄别功能将部分无效数据直接剔除。以有用数据为基础，工作人员可以有效地分析与处理数据信息，以此得到想要的工作结果[6]。在人工智能技术的支持下，系统还能够模拟员工操作，提升工作效率，减少工作误差，在满足数据可视化分析的同时，实现生产企业的经济效益目标[7]。

3.2 电气故障排除

以往电气设备的排查与检测都是采用传统的方法，其排查速度较慢、效率偏低，这样就会导致电气设备故障检测需要花费大量的时间，新设备更换周期相对较长，在重要的应用场合会造成较大的财产损失以及人身损失。在电气故障排除之中引入人工智能技术，基于高度集成的智能芯片，能够快速地进行图像处理、频率分析以及电路诊断，这样就能够实现电气设备更换周期的大幅度缩短[8]。

在电气系统持续运行的阶段，电气设备会受到工作时间、工作环境、设备状态的影响。一旦发生设备故障，如发电机、发动机等设备出现故障，不仅会对正常的工作效率产生影响，同时也会影响日常的生产生活[9]。所以，在电气自动化控制系统之中应用人工智能技术，主要是选择利用专家系统、遗传算法、计算机神经网络等。其中，专家系统发挥了关键性的作用，人工智能可以有效控制整个电气系统，从而开展长时间、全方面的检测。在进行设备问题排查的时候，需要第一时间发出警报，并且做好设备的隔离工作，在及时解决故障的同时，尽可能减少损失。对于部分环境情况严峻，会对人员造成危害的、不适宜人工操作的，也可以选择引入人工智能技术，从而替代人工完成一些必要的工作。应用专家系统排查故障，具体如图1所示。

图1 专家系统排查故障示意图

3.3 电气自动化管理

在电气自动化管理之中应用人工智能技术，主要包含以下内容：1）工作人员需结合电气控制的基本情况，设计具有针对性的算法，如熵值计算法、模糊分析法等。依靠算法来识别控制作业中各项因素对控制效果的影响情况，并将具体的设备参数直接输入相关的软件之中，通过人工智能技术的快速分析与处理，产生大量的数据。人工智能技术还能够有效地模拟运行效果，这样就可以减少成本的投入，同时也能够优化设计方案，让工作人员能够针对其中存在的不足之处及时调整，这对电气自动化设计准确度的全面提升具有重要的意义与作用，进而达到预期的工作目标。2）基于人工智能技术的应用，建立中央控制智能系统。在现阶段的工厂管理模式下，存在较高的人工参与度，智能化控制依旧处于初期阶段。在人工智能技术的帮助下，企业就能够实现建立健全中央控制智能系统，在这一平台的充分运用下，管理人员能够掌握相应的生产情况，以此来实现生产环节的有效调整，最终发挥各种设备的功效，合理优化生产安排[10]。中央控制智能系统也可以实现机器运行情况的实时收集，通过反馈以及计算分析，制定出能够满足生产现状的最佳方案，这对于提升管理和运行质量具有重要的意义。通过动态化管理目标的实现，最终就能够进一步优化电气控制情况，从而提高整个电气控制工作的自动化水平[11]。

4 结语

综上所述，在电气自动化控制系统之中应用人工智能技术，可以推动各个功能模块的高效运行，能够完善机械化生产系统，大幅度地降低人工生产作业的危险性，在降低人力资源投资的同时，也能够满足企业生产建设质量与建设效率的实际需求。所以，作为工业制造企业，需要推动电气自动化控制系统之中人工智能技术的应用，这样才可以推动电气自动化控制系统的顺利运行，同时也能够保障其实际的安全性与质量，最终满足用户的多元化需求。