摘要:新时代以来,人工智能已经在多种行业中得到了广泛的应用和渗透,工业自动化控制系统也不例外。本文从分析工业自动化系统的发展现状出发,探讨了人工智能应用于工业自动化控制的优势,结合人工智能目前在工业自动化控制系统的应用现状,提出了人工智能控制系统的设计理念和应用方向。
关键词:人工智能;工业自动化;控制系统;应用
1 前言
在工业自动化控制系统中引入人工智能的应用,能够改变传统工业生产的固有环节,能够提升工业生产的效率,在产品制造过程中将原材料信息与产品之间建立全方位的联系,形成具有高度互联的工业实体。在降低生产成本的同时,通过人工智能的应用实现对产品质量缺陷和故障的检测,确保产品之间能够保证质量的一致性和追溯性,提升工业生产的整体水平。
2 人工智能的概念
人工智能是利用计算机技术来模拟并延伸人类的感觉统合功能,并借助于人类的思考方式来处理问题的新型智能应用领域,在理论范围上来说,是属于计算机科学的分支,但是在实际研究过程中,又深度依赖于心理学和哲学等多学科的知识。开展人工智能研究的目的是能够利用机器来代替人类社会生产生活中所存在的复杂性工作,将人工智能应用于工业自动化控制系统中,是其应用的重要方面之一,是未来人工智能研究和发展的重要方向之一。
3 在工业自动化控制中利用人工智能的优势
3.1有效提高控制系统的精准性
人工智能技术的工作需要在计算机程序下自动完成,电脑操作过程中都有数据跟踪检测,这样能够降低计算中的误差,从而有效降低工业自动化控制中的失误。如果在整个工业自动化控制系统中,硬件设备没有出现问题,那么人工智能应用技术在工业自动化控制中的应用出现问题机率就会很小。因此,人工智能技术在工业自动化控制中的广泛使用,可以有效的提升精准性,提高工业运行的质量。
3.2减少控制系统所需的人力资源
人工智能技术的应用能够在现有技术条件下,极大程度的减少工业自动化控制所需的人力成本,与传统的自动化系统相比,基本上只需要几位关键的技术人员进行主要的操控和日常的排查即可。此外,在解放人力的同时,还能利用人工智能实现对大量生产数据的自动加工和计算,使人类智慧在决策、统筹等更高层次中发挥价值,而不是在繁琐、大量的数据分析中耗费。
3.3能够提升工业自动化控制的高效性
工业自动化在控制中需要不少人为控制,在人为控制中难免会引发个人问题,从而引发一系列不必要的操作过程和失误。而人工智能技术能和统一标准的机器配合工作,精准计算控制因素和不必要过程,从而避免失误,达到高效而快捷的控制效果。
3.4提升控制系统的稳定性
人工智能的利用,使得工业流程只需严格按照录入的程序就可以自动运行,且加以计算机的高精度计算控制,减少了大量的外界因素干扰,使得整个运行过程平稳流畅,提高了工业自动化流程的控制质量和水平。此外,人工智能工业自动化控制系统可以实现对数据的大量采集、处理,实现对相关数据的储存,保障了系统的整体性能,可以长久的为后续的工作提供参考。
4 人工智能在工业自动化控制系统的应用方式
4.1 实现数据的高效采集与处理
数据的采集和处理是掌握工业自动化控制系统运行状态的必备基础条件,也是发现运行过程出现异常和提出解决措施的重要依据。
人工智能技术的应用,能够实现运行数据采集的完整性和高效率,还能确保捕捉到容易遗漏的动态数据信息,且能保证数据安全,不会出现自动丢失的情况,从而进一步保障了工业运行过程的安全性和高质量。
4.2 实现系统运行的监视及报警
工业自动化控制系统是在计算机程序的控制下,严格执行预设的设计模型和计算逻辑来操作控制的设备,从而实现工业流程的自动化管理。但是如果程序或运算出现了异常和故障,就会造成整个自动化控制系统的混乱和失灵。面对这一难题,利用人工智能技术就可以实时对系统运行数据和状态进行监测,并能够通过自主学习进行分析判断,对特殊的严重情况会予以及时的报警,对生产安全和故障排除发挥了关键的排查作用,更方便管理人员的及时检查和管理。
4.3人工智能的模糊控制应用
模糊控制系统模型为,信号的输入端和输出端中间设置模糊控制器,模糊控制器采集系统运行中产生的参数,将处理后的数据以模糊信号的方式传递到被控制设备中,完成对设备运行状态的控制。在整个模糊控制系统中,模糊控制器为最重要的部件,通过该部件发出的模糊信号控制工业设备运行状态,另外在该系统中需要设置检测装置,检测装置的作用为模拟量转化,模拟器在整个系统中发挥传感器作用,该装置能够分析模糊控制系统对被控对象的控制效果,让工作人员监测设备运行状态。模糊控制系统中的执行机构为伺服电动机、交流电动机等,在接收到命令信号后,改换自身运行状态。
4.4人工智能的专家控制应用
专家控制系统是一种实时控制系统,主要是利用人工智能技术将专家学者的专业知识、专业经验等内容融入到自动化控制系统中去,从而实现更好的控制效果。具体应用上,需要工作人员在控制系统的运行中输入相关参数,利用计算公式完成对相关工业设备的控制。在这样的控制系统设计中,专业人员的专业知识应用是最为关键的部分,需要控制系统的设计人员详细分析系统的控制效果并编写相应的代码,来把握这控制结果的正确性和科学性,实现在充分发挥专业知识的基础上,构成以计算机控制为中心,以数据库内容、控制模型等为工具的自动化控制系统。
4.5人工智能的神经网络控制应用
在神经网络控制系统之中,其实际上是由多个层次组织、元件而构成的,并在大规模并行连接的方式下,形成一个全新的控制网络,从而实现对工业环节的自动化控制目的,并充分发挥了人工智能的优势。同时,神经网络控制系统的运行,实际上还存在很多与生物神经网络相似之处,以此来对系统获取的数据进行处理、分析,完成工业自动化控制系统的目的,甚至能够增强数据信息处理的能力。就神经网络控制系统来说,其将神经元之间的相互作用,作为数据信息处理的前提,同时实现系统中各个元件之间的分布联系,形成一个庞大的数据网络。在这一过程中,神经网络控制系统的运行,主要就是利用各个神经元之间的系数演化,完成信息识别、接受任务的,进而发挥人工智能的作用,实现对工业生产环节、数据的控制。5 结语
我国工业自动化控制技术的使用,给我国工业现代化建设提供了非常重要的技术保证,有助于我国经济发展水平的提高。应用自动化技术可以有效提高企业工作效率,降低企业成本,推动企业进行项目开发、技术研发,实现工业生产的可持续发展。将人工智能技术融入到工业自动化控制系统中,能极大改善现有自动化控制的缺陷,弥补人工操作的不足,是我国工业现代化发展的必经之路。
参考文献
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