陳雷

　　（華北計算機系統(tǒng)工程研究所,北京 100096）

　　摘要：無論是對于社會經(jīng)濟發(fā)展還是對于人們?nèi)粘Ｉ睿?a class="innerlink" href="http://www.shi-ke.cn/tags/人工智能" title="人工智能" target="_blank">人工智能都發(fā)揮著不可替代的作用。自動化的應(yīng)用是電氣工程行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。人工智能技術(shù)不僅提高了電氣自動化的應(yīng)用水平，而且在一定程度上推動了我國現(xiàn)代化電氣工程事業(yè)的發(fā)展。與傳統(tǒng)的人工勞動相比，自動化的工程模式在整個歷史發(fā)展進程中有著相當(dāng)重要的意義。將對人工智能在電氣工程自動化的應(yīng)用作出具體分析和討論。

　　關(guān)鍵詞：電氣工程；自動化；人工智能；具體運用

　　中圖分類號：TM76；TP18文獻標(biāo)識碼：ADOI： 10.19358/j.issn.1674-7720.2017.08.002

　　引用格式：陳雷.電氣自動化控制中的人工智能技術(shù)探討［J］.微型機與應(yīng)用，2017,36（8）：5-6,14.

0引言

　　近年來，隨著我國科技的不斷發(fā)展，人工智能在逐步發(fā)展的過程當(dāng)中越來越成熟，而且已經(jīng)在很多領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用，特別是在電氣工程行業(yè)，人工智能的普及應(yīng)用已經(jīng)取得了很大進步。它具有操作簡單精準(zhǔn)的特點。但是這項技術(shù)在其應(yīng)用過程中依然存在著一定的缺點，在目前科技飛速發(fā)展的時代，對人工智能的應(yīng)用技術(shù)逐漸改善，對于我國各項工程行業(yè)均有著重要意義。

1人工智能技術(shù)

　　目前，人工智能技術(shù)不僅在國外取得了快速的發(fā)展，而且在國內(nèi)也得到了廣泛的應(yīng)用。人工智能技術(shù)是多學(xué)科的綜合體, 這種新型技術(shù)的產(chǎn)生不僅以計算機理論為基礎(chǔ),同時還涉及了自動化、統(tǒng)計學(xué)、信息學(xué)等諸多方面。最早提出人工智能這個概念是在20世紀(jì)末，這項技術(shù)研究重點是借助計算機編程設(shè)計實現(xiàn)模擬人類收集信息、分析判斷、識別文字圖像和自動做出反應(yīng)的能力，以便完成一些需要人類智慧才能解決的復(fù)雜問題［12］。顧名思義人工智能是一套與人類思想相近的理論體系，可以勝任人類可能完成的任何工作。在目前社會對于各項科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而言，人工智能仍是一項新興技術(shù)企業(yè)。它主要體現(xiàn)于人類大腦所反映的思想、圖像、語言，甚至動作行為。而這項技術(shù)的運行主要包括電子技術(shù)研制開發(fā)以及對計算機信息圖像處理等不同專業(yè)。由于科學(xué)技術(shù)正在不斷進步，計算機在方方面面都已經(jīng)逐漸滲透到人們?nèi)粘Ｉ町?dāng)中。計算機的快速發(fā)展，對于人工智能的開發(fā)研究也有著相當(dāng)重要的意義。人類的大腦是目前所知的最精密的分析“設(shè)備”，這是不能完全復(fù)制的，計算機只能根據(jù)其發(fā)出的信息進行模擬收集和反饋。電氣自動化在對程序進行加強互換生產(chǎn)方面有著非常重要的作用，在電氣自動化中實現(xiàn)人工智能可以有效減少人力資源的投入成本，并且可以在一定程度上使工作效率得以提高［3］。

2人工智能應(yīng)用現(xiàn)狀

　　對電氣自動化設(shè)備進行相關(guān)完善是一項非常復(fù)雜的工作，在這項工作進行過程中，不僅需要對電路以及整個磁場知識進行熟悉掌握，還需要根據(jù)設(shè)計過程中的一些經(jīng)驗對可能存在的問題進行預(yù)測和對問題提前解決。過去電氣自動化產(chǎn)品通常應(yīng)用最古老的方法，通過手工的方式進行工作。因此在這個過程中并沒有產(chǎn)生優(yōu)秀的設(shè)計方案。隨著我國社會科技不斷進步，計算機研究技術(shù)也在不斷提高，通過自動化的方式可以有效縮短電器產(chǎn)品的設(shè)計周期，這在很大程度上縮短了整體研究周期。這樣不僅僅對于產(chǎn)品質(zhì)量有著很大提升，也在一定程度上提升了其工作效率。目前由于自動化技術(shù)正在不斷發(fā)展，智能控制、電氣自動化已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)實。智能控制的主要步驟包括對數(shù)據(jù)進行采集和處理，對整個電氣自動化運行過程的監(jiān)視，以及對可能出現(xiàn)的問題進行警報。在電氣自動化設(shè)備運行的過程中，需要根據(jù)相關(guān)需求對工作過程中的數(shù)據(jù)進行采集記錄。 這樣可以有效觀察是否在自動化運行過程中出現(xiàn)問題，并隨時監(jiān)測事故相關(guān)警報極限，對可能發(fā)生的問題進行記錄，存儲語音圖像。操作人員通過自動化設(shè)備進行操作時，主要是通過斷路器進行切斷來保證其在標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷下進行自動化工作。電氣自動化設(shè)備也可以通過人工智能對故障波形進行記錄和時間控制。除此之外，對負(fù)計量計算等方面的在線分析、保護數(shù)值的設(shè)定與修改及操作票系統(tǒng)的運行及管理都是實現(xiàn)人工智能在電氣工程自動化中發(fā)揮功能的重要條件。

3人工智能的作用

　　隨著我國電氣工程現(xiàn)代化程度及科學(xué)水平的不斷提高，人工智能技術(shù)又有了進一步的發(fā)展。目前，人工智能不僅應(yīng)用于我國電氣工程領(lǐng)域，同時在科技、化工、機車等多個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。這種新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，不僅能為電氣工程的自動化建設(shè)提供科學(xué)全面的發(fā)展依據(jù)，同時為我國社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展提供了可靠的信息和有利的保障。

　　人工智能在電氣自動化設(shè)備中的應(yīng)用主要是針對各項自動控制系統(tǒng)（如繼電器、絕緣開關(guān)等）。這些相對簡單的系統(tǒng)，共同構(gòu)成了電力系統(tǒng)龐大的控制監(jiān)測管理框架。電力自動化系統(tǒng)在其進行實時保護時包括兩種狀態(tài)，分別是分離和持續(xù)連接狀態(tài)，人工智能在對不同狀態(tài)進行識別時主要是通過對其現(xiàn)象進行評估。勵磁控制在電氣自動化系統(tǒng)中是一種持續(xù)連接狀態(tài)體系。當(dāng)發(fā)電機由于各種原因造成體系內(nèi)容量劇增時，自動控制系統(tǒng)可以通過對分離狀態(tài)進行啟動，對整體電氣裝置起到強大的保護作用。在電氣系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，也需要不斷對其產(chǎn)品進行優(yōu)化，在最初設(shè)計時需要將科學(xué)與經(jīng)驗相結(jié)合才能使這個產(chǎn)品無論是現(xiàn)在還是未來都能有效應(yīng)用于社會生活工作當(dāng)中。最近幾年科學(xué)技術(shù)也在不斷發(fā)展，通過對人工智能的應(yīng)用使得這一技術(shù)逐漸進步并且不斷創(chuàng)新，使得產(chǎn)品在設(shè)計時可以更加適用并且具有科學(xué)性。電氣設(shè)備在使用過程中一旦出現(xiàn)問題，其所表現(xiàn)出來的現(xiàn)象和其設(shè)備出現(xiàn)的問題是十分復(fù)雜的，在短時間內(nèi)很難對其進行判斷，但是如果應(yīng)用人工智能技術(shù)就可以對這個現(xiàn)象進行很好的處理［45］。

　　目前，人工智能的運用已經(jīng)成為了電氣工程自動化建設(shè)的重要手段。作為電氣工程領(lǐng)域中不可或缺的新型技術(shù)，人工智能技術(shù)有效地確保了自動化系統(tǒng)良好狀態(tài)的維持。自動化是電氣系統(tǒng)正常運行的重要條件，人工智能水平在一定程度上體現(xiàn)了現(xiàn)代化電氣工程的自動化技術(shù)水平［6］。因此，加強電氣工程建設(shè)過程中人工智能技術(shù)的應(yīng)用，不僅有助于提高電氣工程自動化的運作質(zhì)量，同時對推動我國現(xiàn)代化電氣工程的可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

4人工智能技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用

　　4.1在自動化設(shè)備中的應(yīng)用

　　在現(xiàn)有的應(yīng)用中，電氣自動化控制非常復(fù)雜，所涉及的學(xué)科和領(lǐng)域廣泛，所以在電氣自動化控制中早已引入了人工智能技術(shù)。其原因在于電氣自動化設(shè)備的機構(gòu)復(fù)雜性，需要操作規(guī)范，才能減少因為操作失誤或不當(dāng)而造成的事故。另一方面電氣設(shè)備的操作需要操作人員擁有較高的綜合素質(zhì)和完備的專業(yè)知識。首先，電氣設(shè)備操作的智能化，可以避免由于人腦的操作失誤造成的事故和以及因操作人員基本素質(zhì)參次不齊帶來的操作不精確。這樣一來不但提高了工作效率，并且降低了直接成本的投入；其次，人工智能技術(shù)的應(yīng)用，提高了電氣自動化設(shè)備運行的穩(wěn)定性和可靠性，優(yōu)化了電氣自動化設(shè)備運行的控制流程。如圖1所示為電氣自動化設(shè)備人工智能化系統(tǒng)示意圖。

　　4.2在電氣自動化控制中的應(yīng)用

　　在火力發(fā)電廠的集散控制系統(tǒng)（DCS）當(dāng)中通常會將電氣自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用到整個集散控制系統(tǒng)設(shè)計中。通過這種方式將集散控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分層次，能夠有效地獲取到發(fā)電廠中各個區(qū)域的熱能信號，以及多個發(fā)電機汽機組設(shè)施當(dāng)中出現(xiàn)的故障，從而減少發(fā)電廠汽機組設(shè)備終端故障現(xiàn)象的產(chǎn)生，提升設(shè)備整體的穩(wěn)定性和可靠性。還能夠通過電氣自動化的控制系統(tǒng)實現(xiàn)對整個發(fā)電工藝流程進行監(jiān)控，并將采集的設(shè)備運行數(shù)據(jù)與設(shè)定的參數(shù)進行動態(tài)對比，從而科學(xué)地調(diào)控汽機組機構(gòu)工作的臺數(shù)，平衡發(fā)電廠的產(chǎn)能，實現(xiàn)企業(yè)資源的更合理配置，降低企業(yè)的使用成本，提高運營效率和價值。

　　4.3在故障診斷中的應(yīng)用

　　人工智能技術(shù)以模糊理論、專家技術(shù)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制為核心，在故障診斷領(lǐng)域也擁有十分重要的應(yīng)用價值。在電氣系統(tǒng)的運行中，變壓器、電動機等故障不僅影響電

　　氣系統(tǒng)的效率和安全，而且在維護方面也存在很大的困難。在傳統(tǒng)的故障診斷中，一是故障診斷方法復(fù)雜，精度低；二是故障診斷所需花費的功夫與人力巨大，與目前的工業(yè)發(fā)展需求相沖突。例如，在對變壓器的故障診斷中，傳統(tǒng)的診斷方式是最初對變壓器油產(chǎn)生的氣體進行采集與分析，基于解析的數(shù)據(jù)結(jié)果判斷變壓器是否發(fā)生故障。這就需要更多的時間和人力，如果數(shù)據(jù)分析不準(zhǔn)確，就會影響診斷的準(zhǔn)確性，降低變壓器運行的穩(wěn)定性和安全性。所以，人工智能技術(shù)的利用完成了對變壓器故障診斷的自動化，大大地提升了故障診斷的效率和準(zhǔn)確性。

5結(jié)束語

　　當(dāng)今社會，人們對于自動化的要求正在逐漸升高。無論是在電氣自動化控制方面，還是在未來其他工程行業(yè)應(yīng)用方面，人工智能技術(shù)都將發(fā)揮著不可替代的作用。人工智能滿足了企業(yè)對自動化生產(chǎn)的新期待，是我國現(xiàn)代化電氣工程建設(shè)的必由之路。同時，人工智能技術(shù)的應(yīng)用對于形成自動化與智能化相融合的現(xiàn)代化電氣工程建設(shè)新格局具有十分重要的意義。

參考文獻

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