电气自动化中人工智能技术的运用

2023-07-28中国石油天然气股份有限公司锦州石化分公司热电公司黄哲

电力设备管理 2023年3期

中国石油天然气股份有限公司锦州石化分公司热电公司黄哲

1 引言

在国民经济转型发展阶段，电气自动化是提升各行各业生产效率的重要手段，而且可以有效提升生产活动的规范性和安全性。人工智能技术是电气自动化的重要组成部分，对于电气自动化应用具有重要意义。对此，有必要在准确把握人工智能技术的内涵，明确人工智能应用价值，进而采取措施，推动人工智能的有序应用。

2 人工智能技术概述

2.1 人工智能技术概念

人工智能技术指的是基于现代信息技术、计算机技术与人脑神经等学科的一种新型技术，该技术能够在人脑神经学的支持下模拟人类的思考活动，参考人类思维方式进行决策。相比现实中的人脑思考，人工智能技术可以实现高速计算，在短时间内整合各类数据信息，加以计算，而后根据人类思维方式给出决策结果，这是人脑所不能比拟的优势。因此，人工智能技术综合计算机技术、信息技术和人脑的优势，成为现代各行各业发展的重要技术。

2.2 人工智能技术常用技术分析

2.2.1 专家控制系统

专家控制系统是人工智能技术的重要体现，在专家控制系统的帮助下，计算机可以对控制对象实现全方位、全过程控制，及时上报控制对象的各类数据信息，准确分析、判断控制对象是否出现异常情况，并为工作人员提供相应的指导建议。专家控制系统可以将控制对象的异常情况、异常原因收集汇总，存入数据库内，一旦日后出现相似故障，即可提供相应的解决建议。专家控制系统汇总了某个领域多名专家的经验，这也使专家控制系统比单一的技术人员具有更为系统化、更为全面的知识结构，能够更加准确地判断电气自动化系统的运行状态，一旦出现问题，可以结合人脑思维方式进行诊断，为解决问题提供相应建议。此外，专家控制系统具有自学习功能，可以定期更新系统附带的知识库，这也可以有效避免系统背后的知识结构老化。

2.2.2 模糊控制技术

电气自动化系统在运行期间不可避免地受到外界因素的影响，致使其有效性、精确性下降，而人工智能技术的应用则很好地解决了这一问题，使电气自动化系统免受人员因素、环境因素和网络因素的影响。模糊控制技术以数学理论为支撑，模拟人类分析、判断和决策行为，提升电气自动化系统运行的有效性，而且可以判断外部因素对于系统运行的干扰程度，进而采取相应的解决措施。从模糊控制技术的应用状况来看，该技术在一些小型电气自动化方面获得了广泛应用，如电磁炉、空调等家用设备控制中应用相对普遍，随着人工智能技术的发展，模糊控制技术将在企业的电气自动化系统运行期间获得更为广泛的应用。

2.2.3 神经网络控制系统

神经网络控制系统是现阶段广泛应用于电气自动化系统的非线性智能技术，该系统以人脑神经理论为基础，将人脑神经理论与控制理论深度结合，相较于其他人工智能技术，神经网络控制系统在信息收集、信息处理方面具有更强的优势，而且具备更为突出的学习能力，这也使神经网络控制系统具有更强大的计算分析和数据处理能力，可以实现高效数据处理。一般情况下，神经网络控制系统需要与其他人工智能技术结合应用，能够更有效地提升控制效果。例如，将其与专家控制系统结合，能够实时收集处理、分析电气自动化系统运行数据，而且两项技术均带有自学习功能，这也确保数据库或知识库能够及时更新。

3 人工智能技术在电气自动化中的应用价值

3.1 提升电气自动化控制的有效性

在电气自动化领域，如果企业采取传统的人工控制方式，会导致电气自动化控制存在控制低效、控制失误的情况，无法保障电气自动化控制效果，如果出现人工操作失误，将会影响企业的经济效益，甚至造成企业停工停产、出现安全事故。与之相应的，通过人工智能技术的应用可以有效提升电气自动化控制效果，直接取代传统的人工控制方式，避免失误情况。同时，人工智能技术可以实时记录电气自动化系统运行状况并监测控制对象的状态，以数据的形式直接呈现出来，方便工作人员加以判断，一旦发现控制失误或控制异常的情况，可以及时排除问题，确保企业生产经营活动有序进行。

3.2 降低电气自动化控制成本

人工控制需要投入较多的人力资源，给企业带来较大的成本，而且人工控制由于其局限性无法规避失误，而如果控制失误，不可避免地会给企业带来一定损失，也会提升企业的成本。对此，推动人工智能技术在电气自动化中的应用有助于降低人工控制成本，同时避免控制失误带来的成本浪费，对于企业降本增效具有极为重要的作用。同时，随着人工智能技术的不断发展，人工智能以及电气自动化的应用场景也在不断扩大，甚至在部分企业内部，电气自动化已经渗透至企业的各个方面，对于企业降低控制成本、提升控制效果具有十分关键的作用。

3.3 实时监测电气自动化系统运行

在人工智能技术的加持下，企业工作人员可以实时监测电气自动化系统运行，相较于传统的人工控制，一旦系统出现运行异常问题，人工智能就能通过智能控制中止电气自动化系统运行，并且将故障情况上报给相关部门，而后由维修人员采取措施排除故障，这种制动方式能够更大程度上避免故障问题带来的损失，避免故障问题扩大化而给企业带来生产经营和管理方面的风险。减少电气自动化系统故障可以保障企业生产活动的连续性和规范性，确保企业提供的产品或服务保持一致，这对于企业品牌形象建设以及企业可持续发展也有重要意义。

4 电气自动化中人工智能技术运用策略

4.1 优化电气自动化系统设计

电气自动化系统设计质量对人工智能技术的应用效果具有直接影响，在现代企业的生产经营过程中，要想发挥人工智能技术的优势，必须设计出能够搭载人工智能技术的电气自动化系统，确保系统功能完善、性能先进，实现对控制对象的智能化、自动化控制。由于电气自动化系统涉及企业的各个部门、各个岗位，故而在系统设计期间，应当邀请专业的人员，通过企业内部调研问卷的形式了解各部门、各岗位对于电气自动化系统的期望，才能确保系统的针对性和有效性。在设计电气自动化系统的过程中，设计人员可以通过CAD三维绘图、CAF工程设计技术软件展开操作，可以有效减少设计步骤和时间，可以确保系统的设计精度，通过三维虚拟的方式呈现初始设计模型，方便设计人员检查模型是否符合需求。在电气自动化系统设计期间，设计人员可以借助灰色模型设计软件、神经网络分析等技术软件或软件辅助设计，在初始模型的基础上进行进一步分析，确保电气自动化系统能够搭载人工智能技术，为接下来的生产实践提供正确导向[1]。

此外，在部分企业中，企业本身缺乏相应的设计人员，而且缺乏技术力量，针对这一问题，企业可以通过外部引进、外部购买或联合开发等方式与电气自动化系统设计企业展开合作，表达自身需求，从而建设符合企业发展需要的系统。

4.2 推动人工智能在故障诊断中的应用

在企业经营发展期间，企业内部的电气自动化系统难免会出现异常或故障情况，如果未能及时排除，将不可避免地影响企业的生产经营。对此，有必要推动人工智能在故障诊断、故障排除中的应用。具体而言，这两项工作中主要用到神经网络系统和故障检测技术。在传统的故障诊断、故障排除期间，工作人员的效率偏低，而延误的时间越长，给企业造成的经济损失就越大，这就需要通过故障检测技术及时判断电气自动化系统的故障问题，从而找出故障原因并给出解决对策。同时，神经网络系统可以记录本次故障的时间、成因和解决措施等相关数据，而且神经网络系统可以针对类似故障收集大量的信息内容，为后续的故障诊断和处理提供便利[2]。此外，在针对一些小型故障问题时，人工智能技术可以通过自主控制加以调节，从而及时排除故障，确保电气自动化系统稳定运行，为企业的生产经营提供支撑，而且人工智能技术会将小型故障问题及调节方式汇报给具体的工作人员，方便工作人员在生产活动结束以后进行排查和整修。

4.3 人工智能技术在电气自动化监督控制中的应用

电气自动化系统的运行不可避免地会出现故障情况，而人工智能技术可以在电气自动化系统出现故障之后立刻进入制动状态，暂停电气自动化系统运行，有效避免故障问题扩大化，避免故障演化成为事故而给企业带来损失。人工智能可以实时监控电气自动化系统运行，将历史运行数据记录下来，并将分析结果提供给企业管理人员，方便管理人员及时掌握系统运行情况，作出科学决策，既可以维护电气自动化系统的稳定运行，又可以延长电气设备的使用寿命，对于企业发展具有重要作用。

4.4 推动企业信息安全建设，防范信息安全风险

在现阶段的人工智能技术应用期间，信息安全问题成为重要关注对象，如果信息安全建设不足，将不可避免地导致企业面临安全风险，甚至出现信息泄露、数据损坏的情况，对企业电气自动化系统的运行以及可持续发展造成阻碍。对此，有必要通过智能防火墙、数据库、动态验证、数据密钥等形式做好信息安全建设工作[3]。

例如，企业可以构建智能防火墙，提升防火墙系统的智能化水平，为电气自动化系统运行提供安全保障，有效防范网络安全攻击，而且智能化防火墙会主动识别潜在的网络安全隐患，对安全隐患的类型、等级以及可能造成的后果进行评估，从而给出相对应的解决方案。再如，企业可以通过人工智能和动态验证相结合的方式优化登录验证方式，避免外部人员通过穷举法进入企业内网，从而保护电气自动化系统运行。

4.5 开展工作人员培训，推进技术队伍建设

在人工智能技术应用期间，具体的操作需要由员工开展，故而员工的信息素养、人工智能操作水平直接影响到人工智能技术应用效果。企业应当重视员工在人工智能技术应用期间的主体地位，针对工作人员展开培训，使其能够合理利用人工智能技术控制电气自动化系统，而且确保系统运行的安全性[4]。与此同时，企业需要针对工作人员进行安全教育和责任教育，强化安全意识，使其意识到电气自动化系统稳定运行的必要性，在工作期间积极履职，力求使人工智能技术应用效果最大化。

企业应当推进技术队伍建设，人工智能技术在电气自动化中的应用过程中，企业应当配备专业的技术人员，能够及时发现人工智能应用期间存在的问题，并采取相应措施加以解决。基于这一要求，企业可以从下述两方面开展人才队伍建设，一方面，企业可以设置优厚的待遇，从市场上引进精通人工智能理论、了解人工智能技术应用的专业人才，并通过提升待遇或职位晋升等方式留住优秀人才，使人才发挥其应有价值。另一方面，企业可以与相关高校合作，以定向培养的方式引进有关人工智能技术应用的人才，不断充实企业内部的人才队伍，同时，定向培养的方式有助于企业直接获得自身所需要的人才，为人工智能技术的应用提供有力保障。