人工智能在电气工程自动化中的应用

发表时间:2020/10/10   来源:《中国电业》2020年16期   作者:任柏棠
[导读] 随着我国工业化进程的进一步加快,电气设备发展的智能化、自动化程度不断提高,这就对电气自动化控制提出了更高的要求。
        任柏棠
        广东电网有限责任公司东莞东北区供电局   广东东莞  523560
        摘要:随着我国工业化进程的进一步加快,电气设备发展的智能化、自动化程度不断提高,这就对电气自动化控制提出了更高的要求。人工智能技术作为一种全新的信息技术,将其应用在电气设备上,实现电气设备的自动化控制,具有重要的意义和价值,并且在当前的实际应用当中,人工智能技术已经被运用到电气控制、日常操作、故障诊断等方面,均收到了良好的反响,为进一步提升电气自动化控制水平带来了很好的参考和借鉴。
        关键词:人工智能技术;电气自动化控制;应用
        引言
        人工智能技术,从其本质上来讲,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。当前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必然会大有作为。
        1人工智能和电气工程自动化
        人工智能作为社会科技发展的前沿学科,是近年来全社会重点关注的热门课题。作为计算机技术发展延伸的产物,人工智能技术是在计算机硬件的基础上,通过软件系统模拟人类大脑进行自主的判断和思维的一种技术,其最大的优势就是具备人类智能思考的能力。将人工智能技术应用到机械控制当中具有得天独厚的优势,能够大幅提升自动化生产效率,代替人脑进行自动化操作。电气工程自动化控制技术是半导体技术和计算机技术融合创新发展的产物,在工业生产过程中拥有广泛的应用前景。电气工程自动化主要是实现电气设备的自动化控制,以实现工业生产效率的提升。当前我国传统的电气工程自动化发展已经不能够满足经济建设和生产作业的实际需求,电气工程对自动化技术的革新有着迫切的需求,人工智能技术的发展解决了电气工程自动化发展的应用难题,适应我国电气工程未来的发展需要。
        2人工智能在电气工程自动化的应用
        2.1人工智能技术在电气设备中的应用
        电气自动化系统往往涉及到很多领域及学科,具有很高的复杂程度。因而在电气设备使用操作中,对操作人员的专业知识、个人素质等都有着很高的要求。而在复杂的电气自动化系统当中,实际操作必须要保证很强的有效性,避免由于操作不当等因素引起意外情况,发生非正常停机甚至安全事故等,在电气设备中应用人工智能技术,可以实现对以上问题的有效解决。人工智能技术是以计算机理论为理论核心,利用预先编写好的相关控制程序,在计算机控制下实现智能化自动控制。人工智能技术的应用,代替了人类的工作,并且避免了人工操作中的一些缺陷和问题,使实际生产效率大大提升,人员成本投入也能够显著降低。对人工智能技术加以应用,极大的提升了电气自动化设备的实际运行科学性,也优化了电气设备的运行环境。如图1.

        图1电气自动化中人工智能技术的运用图
        2.2实现电气设备的自动控制
        人工智能在电气设备中的应用主要是为了提高效率、解放人力,实现对人力、物力的节约,在应用过程中要加大对电气设备自动控制部分的研究力度,促进效率提高,确保操作的准确性。亚龙235A设备就是典型,它使用过程中,可以就电气设备自动控制部分进行针对性的模块训练,增加对PLC模拟量模块与传感器部分的模拟,实现对速度、压力等部分的准确控制,保证在对电气设备进行自动化设定时更加完备。
        2.3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,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。
        2.4运行管理
        电气自动化管理是系统化管理,包含了多项内容,工作内容较为烦琐、任务较重。综合来看,电子自动化控制时间较长,工时耗损多。在电气自动化控制过程中,将人工智能技术应用于其中,可以利用人工智能技术提升系统智能化控制能力,优化系统运行效果。在自动化控制总控室中,可以集成管理各项设备,此外人工智能技术具有一定的判断能力,可以根据录入标准数据参数,对系统设备运行状况进行综合判定,自动化完成系统信息传输工作,执行预设方案。在传统自动化控制系统运行过程中,需要工作人员将各项数据信息及时录入,并对设备进行检修、维护,将人工智能应用于其中简化了工作人员工作步骤,能够自动记录设备运行数据,并形成设备运行日志,将各项信息直接上传到总控室中,显著提升企业工作效率。
        2.5在集中监控设计技术中的应用
        使用传统的监控设计技术,可以为电气自动化系统指标提供重要的依据,其本身也属于人工智能的范畴。应用人工智能技术,不但可以简化原本复杂的电气设计过程,同时还可以扩大设备的运维空间,减少环境的约束力。需要注意的是,虽然人工智能技术具有优越性,但是无法大范围地应用,主要是因为其本身需要大量的电缆线,一旦开展大功率作业,就会增加监控系统处理器的实际负荷压力,进而降低主机冗余。所以,面对这样的情况,就需要基于监控系统原有的基础来做好设计与方案的优化,选择人工智能集中控制设计技术,让安装与使用变得更加方便,并且安装也不会受到环境与空间的限制,同时还可以增大通信需求,具有较强的实用性。
        2.6在电气工程自动化设备中的具体应用
        随着市场经济的不断发展,电气工程企业对自动化生产控制的需求越来越高,因此,电气工程自动化设备向着高效性的方向逐渐发展。自动化设备的复杂性提升给工作人员的专业素质提出了更高的要求,电气工程自动化设备操作人员需要熟练掌握多门学科技术才能够稳定、高效的操作自动化设备。将人工智能技术应用到电气工程自动化设备当中能够利用现代化的计算机技术以及人工智能对自动化设备实现智能化操作,人工智能技术依靠神经网络逻辑进行自动化设备操作编程,进而实现智能化控制,极大提升了设备运转的稳定性和效率性,有效降低人为操作失误,合理降低生产成本。


        2.7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。
        2.8实现对相关工作人员的培训
        即使确保了人工智能在电气设备中的应用,但在电气设备工作过程中仍需要借助专业人员的力量进行设备的调控。在传统的电气设备相关人员培训过程中,通常是以有经验的人为首进行示范培训,这种方式既不省时还十分费力,相对来说效率过低。在人工智能的培训工作中,可以通过对设备的操作演示,来实现对各项复杂工作的培训。人工智能在很大程度上替代了人工,所以不需要每个步骤每个流程的传授,只需要让学徒了解人工智能的操作步骤,并能够掌握即可。这种培训方式不仅提高了效率,还降低了培训成本。亚龙235A设备是针对机电一体化所开展的一项比赛工作,里面有对学生在电气设备操控过程中的各项流程与可能碰到的问题,通过借助亚龙235A设备,学徒可以进行基本操作与基本流程的演示,实现对相关工作人员的培训。还可以借助亚龙235A设备定期对相关人员进行考核工作,从各个方面来确保工作人员的综合素质。
        2.9企业发展
        自动化系统控制是企业发展的主要方向,也是国家关注重点,自动化水平也不断提升。结合国内外发展趋势来看,一流企业都在积极研究人工智能自动化系统控制,让其更具科学性、智能性,并让系统具备开放性与集成性特征,可以根据企业生产需求,随时接入新生产设备,实现无缝隙式自动化控制管理。部分专家学者甚至预测,随着人工智能技术的深入研究,可能会出现“无人工厂”,由人工智能自动化控制系统完成设备控制工作,管理人员仅需要监控设备运行即可,促进工业发展进入新时代。但也需要注意,企业在发展人工智能自动化控制技术时,也需要做好各项软件建设工作,注重人才培养以及自动化控制系统制度建设。只有如此,才能够帮助企业在新的竞争环境下获得优势,并及时掌握相关技术。
        2.10提升电气工程的系统信息检索精度和效率
        人工智能技术通过更加科学高效的分析程序和信息处理能力能够帮助电气工程对其系统参数信息进行更加精细和快捷的收集、归类和分析,通过数据信息库的完善,更好地利用智能化手段实现信息判断。人工智能技术通过智能化模拟模块来执行高质量、高效率的信息操作,对有效分类信息和模糊信息能够更加快速地进行检索和判断,对电气系统的信息参数反馈也更具针对性,电气工程系统整体的信息检索精度和效率通过人工智能技术的应用都得到了质的飞跃。
        2.11实时监测与模拟试验
        以数据信息作为基准,才能确保智能监测的有效性。在实际工作中,需要通过传感器来匹配信息数据与模型,了解系统的基本态势。以变压器的监测为例,如果出现内心锈蚀或者是其他故障,变压器的电阻就会增加。对于智能监测,其核心在于变压器的温度。在试验阶段,首先需要收集30个工作日的基本信息,了解不同负载水平下变压器的温度情况,建立标准模式。在这一基础上,再进行不同故障模式下温度值的收集,如内心熔断、过电压和过电流等情况,之后再通过数据的输入,建立定义空间,仔细分析等方式,从而精准地给出故障类型。智能系统主要包含了通信结构、传感器、单片机以及对应的附属部分,直接将智能系统放置在主变压器附近,满足全天候的监测。监测为期30天,从结果分析,变压器工作正常,并且系统也能够给出精确的温度值。另外,还能针对异常情况,分析智能系统是否出现问题,并且及时发出报警,将对应的参数代入虚拟试验之中,通过30次试验,在短时间内进行精准的识别,发出报警,其结果见下表所示。
        表变压器模拟试验结果

        3人工智能技术的优势
        (1)稳定性人工智能技术的发展在很大程度上依赖于计算机技术。近年来,人工技术的发展是稳定的,这与计算机技术的发展密不可分。随着计算机技术的长期发展,保证了系统不受干扰和稳定,它还反映了人工智能技术。人工智能基于自动控制系统的集。为了实现智能技术,对设备进行检修以可确保任务的正常运行。人工智能技术的使用可以通过人工设定对机械设备的检修期间,使用智能技术定期测试设备。出现问题时,人工智能系统会迅速提醒人们,确保设备及时维修并确保电气自动化控制生产线的稳定性,智能技术的集成和应用还确保了电气自动控制系统的安全性,以保护电气自动控制,并提供准确而精确的设备维护。
        (2)实用性结合了计算机网络技术和智能技术的人工智能技术创建了一个智能化的控制技术。其中的函数程序也促进了人工智能技术的发展,使其变得方便快捷。将人工智能技术用于电气自动化控制就像在制造过程中集成了对人类AI和电气控制进行监控的方式一样。自从引入人工智能技术以来,它使电气自动化中的人力资源得到节约,并且使人工成本稳步下降。通过共同开发人工智能技术和电气控制系统,不仅可以降低公司的人工成本,而且可以在工作和应用过程中,提高工作效率。
        结语
        人工智能技术是当今一项先进的技术,也是科学研究当中的热点内容。人工智能可以在一定程度上模拟人类智能,代替人类工作,具有很高的应用价值。在电气自动化控制中,应用人工智能技术具有重要的意义价值,同时也能够体现出明显的应用优势。在电气自动化控制中,电气设备、电气控制、日常操作、故障诊断等方面,都可以应用人工智能技术,实现效率的提升。
        参考文献
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