电气自动化控制中应用人工智能技术研究

发表时间:2020/9/16   来源:《工程管理前沿》2020年第14期   作者:段成龙
[导读] 在我国进入21世纪的新时期,随着工业化进程的不断加快,在电气设备发展当中,智能化、自动化程度不断提高,对电气自动化控制也提出了更高的要求。
        段成龙
        身份证号码:21012219940215****  辽宁沈阳   110000
        
        摘要:在我国进入21世纪的新时期,随着工业化进程的不断加快,在电气设备发展当中,智能化、自动化程度不断提高,对电气自动化控制也提出了更高的要求。人工智能技术作为一种先进的技术,将其应用在电气自动化控制,能够发挥出很好的作用,同时也具有重要的意义和价值。在实际应用当中,人工智能技术在电气设备、电气控制、日常操作、故障诊断等方面,均可得到较好的应用,为电气自动化控制水平的提升,带来了更为理想的效果。
        关键词:人工智能技术;电子自动化控制;应用
        引言
        人工智能技术,就其本质上来讲,就是通过模仿人的大脑与思维,实现对某一个领域或者环节的管控。在当前的背景下,人工智能在多个领域得到了广泛的应用和发展,不仅可以实现对人力成本的节约,同时还可以提升工作质量和效率,因此在电气自动化领域也得到了广泛的使用。
        1人工智能技术概述
        经历了三次信息产业改革,计算机快速成为21世纪重要的基础技术类型,为各领域技术发展提供重要的帮助。而在计算机信息技术支撑下,自动化发展、智能化发展以及数字化发展已经成为当今社会中耳熟能详的名词,也是行业已经实现或未来所追求的方向。人工智能在这一背景下应运而生,集合多种信息化技术类型,通过拓展、开发、研究等方式,以相关理论、技术与设备糅合起来,赋予研究对象智能化功能。当然,人工智能也是计算机领域中的一个重要分支内容,能够实现智能化发展,创造出更多有利于人类发展和使用的工具,例如,语言图像识别工具、机械人等都在生活工作中发挥了较大的作用。人工智能的概念是从二十世纪50年代初起提出,对人工智能的研究建立在计算机技术基础之上,同时不断将别的学科理论、技术引入其中。可以说,人工智能技术是一项系统性工程,融合了各个学科知识,对其的研究必须考虑各方面因素,才能实现与人类智能相类似的功能。当然,人工智能技术的发展,是在对人脑工作机制深入研究基础上提出的,借助于计算机编程技术、程序控制技术,对人体大脑信息处理功能模仿,但同时也具有了大脑无法达到的计算功能,将其用于电气自动化控制领域中,可以实现更加便捷的生产模式,控制成本,提升效率。
        2人工智能技术在电气自动化控制系统的应用
        2.1实时监测电力系统
        计算机技术、远程控制技术以及大数据技术等等现代科技技术是人工智能技术的主要部分,电路的稳定运行是保证系统正常运行的基础,因此对电力系统进行实时的监测是确保自动化控制系统正常运行最重要的一环。为了提高电力系统的检测力度,将人工智能技术应用在该系统当中,并且与远程监测功能相结合,是实现当高压线路中的某一段或者相关设备出现故障时,可以及时发出警报,从而减小由于故障而产生的危险和损失。
        2.2在日常操作中应用人工智能技术
        电动自动控制系统由运行的计算机程序来执行。根据各种控制环节的特定要求更改操作系统的运行方式。传统的电气自动控制系统对运行过程中的每个环节和每个控制都有严格的要求和规则,任何小错误或差错都可能会对产品的生产过程产生重大影响,造成重大经济损失。人工智能技术可以有效地控制电气自动化水平,以满足公司的生产需求。电气控制关系到人们的日常生活、教育、就业,也影响着社会的经济发展。因此,它可以简化电气自动化的日常工作并改善工作效率,人工智能技术可以解决上述问题。

在日常生活中,可以使用人工智能技术来解决复杂问题,同时,可以升级和更新计算机的硬件,可以远程监视电气自动化系统的运行。
        2.3有效实现控制及保护功能
        利用人工智能技术,能够自动采集所有的开关量、模拟量,并对这些数据进行处理,按照预先设计方案中的要求整合和存储。同时,还能够利用图像生成软件,对电气系统历史运转情况用真实画面模拟并显示出来,这样能够直观地看到断路器、电机、电压设备、隔离开关等运行状态。操作人员能够根据这些具体情况,结合收集到的数据建立图表。但值得注意的是,由于图像画面比字符数据占用的系统资源大,必须考虑到计算机设备、硬件条件等能否符合条件,避免由于图像数据消耗运算资源大而导致系统稳定性受阻。另外,采用人工智能控制界面,能够实现对电气系统远程控制操作,对提升生产效率意义重大,还能够提升电气系统运行的安全性。人工智能技术利用,能够对各个主要的设备模拟量数值、开关状态等进行智能化的挂牌检修,同时对于状态变化、故障报警等问题也会给出有效警报,按照顺序将系统中各项数据都记录下来,在线对负序量计算进行分析。通过电话图像、语音、声光等综合性模式,或通过选择性报警,在具体操作过程中,利用鼠标、键盘能够对隔离开关进行实时的控制,实现远程控制功能。将模拟量故障按照一定顺序进行录波,捕捉相关波形,进行开关量变位、在线参数设置调整等。在运行管理操作系统当中,能够自动保存运行日志,可以实现随时备查,自动生成的报表需要进行及时打印、存储,描绘系统运行曲线。
        2.4软件技术
        软件技术包括编程语言、控制算法、程序逻辑等。目前,在控制器中使用较多的编程语言主要是C语言,如STM32编译环境Keil中使用的就是C语言。而有些控制器可使用梯形图语言、STL语言等,如PLC控制器的程序编制。除C语言外,许多控制器的上位机设计均可采用其他更高级的编程语言,如可在Windows系统中设计基于C#和C++的窗口控制程序,该程序可直接在Windows操作系统中运行,通过总线技术与控制器终端进行通信,可设计友好的人机交互界面,方便用户操作和使用,如图1所示,在WindowsVisualStudio中编制窗口应用程序,可进行串口配置,启动或停止控制器终端,进行数据曲线的绘制等。在MATLAB中亦可进行UI设计,通过总线技术与控制器终端进行通信,同时可利用其运行环境直接调用许多智能控制算法接口函数,完成对采集到的数据的处理。
        2.5人工智能技术在故障诊断中的应用
        电气设备作为一种机械设备,在运行中可能会发生一些故障。而在很多故障发生之前,往往表现出一定的征兆。这种征兆具有非线性、不确定性的特点,能够代表设备不同故障问题。如果能够在设备故障发生之前,提前发现相应的征兆,就能够准确判断故障问题,实现故障定位维修,提前将故障问题排出,避免故障发生引起更大的损失。应用人工智能技术,可更好的实现故障诊断,实现精准的故障定位、隔离、维修,确保电气设备运行的稳定性和安全性。在人工智能技术的应用中,专家系统、神经网络、模糊逻辑等智能技术,在电气设备故障诊断中都能发挥良好的效果。例如,电气系统中的重要设备变压器,其正常运行对于整个电力系统都有着重要的影响。应用人工智能技术,可以实现变压器油液中气体分析,根据分析结果,对变压器故障程度、故障类型等准确掌握,进而及时维修和排除故障。
        结语
        在电气自动化控制系统中应用人工智能化技术是现阶段提高系统稳定性和安全性的关键途径,并且还可以大幅度缩减在系统运行及生产过程中所耗费的资源成本。充分利用人工智能技术是提高电气自动化控制系统技术水平的关键,只有充分发挥人工智能技术的优势,才能促使电气自动化控制系统进一步完善和发展。
参考文献
[1]岳文倩.电气自动化控制中人工智能技术的应用分析[J].中国新技术新产品,2018,12(8):144-145.
[2]宣子璐.电气自动化控制系统中人工智能技术的应用研究[J].山东工业技术,2018,24(2):47-48.
[3]冯欣.电气自动化控制中的人工智能技术运用探讨[J].中国高新区,2019,25(11):155-157.
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