电气工程自动化中人工智能的运用分析

发表时间:2021/4/19   来源:《中国电业》2021年第2期   作者:贾帆
[导读] 在电气化自动控制中应用人工智能技术不仅能显著提升电气自动化的控制质
        贾帆
        陕西送变电工程有限公司,陕西 西安 710300
        摘要:在电气化自动控制中应用人工智能技术不仅能显著提升电气自动化的控制质量,还可以降低电气自动化所投入的人力、物力。人工智能技术能够优化电气设备设计、提升电气控制质量、进行精准的电气故障诊断,为电气自动化控制的正常运行提供保障。因此,针对人工智能技术在电气化自动控制中的应用进行研究具有重要的现实意义。本文主要分析电气工程自动化中人工智能的运用分析
        关键词:人工智能;电气工程;自动化控制;应用探讨
引言
        现阶段将人工智能技术引入电气自动化控制领域,能够使人工智能技术和电气自动化领域起到相得益彰的效果。人工智能技术在电气自动化控制中的应用,能够有效降低自动化设备的运营成本,提升电气系统运行的效率。因此,在电气自动化控制领域当中,人工智能的加入有着重要促进意义。
1、人工智能技术的概念
        人工智能的概念早在20世纪就被提出来了,经过这几十年的发展,人工技术在目前的科技等领域上面已经占有很大的比例,取得了很大的成就,目前各个国家都在积极钻研人工智能技术。人工智能技术如此火热,主要原因是其应用的范围非常广泛,在各个行业和领域都可以看到人工智能的影子。人工智能是通过专家系统、神经网络和模糊控制来控制的,对人工智能的研究主要体现在它的感知、思维和行为上,给机器赋予“人”的思维和动作。人工智能技术可以使人更好地利用机械,提高电气化自动的控制,但是,人工智能技术虽然模仿人类的智能,却不能超越人类的智能,完全取代人类的作用。因此,在大多数情况下,需要人的操作来发挥实际作用,实现电气设备的智能化控制。人工智能技术应用的主要目的是方便人类,代替人去做一些简单而繁琐的工作,不仅可以提高工作效率,还可以保证工作的质量。
2、人工智能技术及其应用优势
        人工智能技术是利用计算机信息控制系统以及数据进行智能化处理的形式。伴随着互联网技术与计算机技术的成熟,人工智能技术已经成为人们生产生活中不可或缺的重要技术。人工智能技术在综合计算机软件与程序控制进行智能化控制的基础上,也可以进行数据处理与运用,完成信息传递工作。因此,将人工智能技术应用在电气自动化控制中能够提高电气自动化控制的效率与质量。人工智能技术应用在电气自动化控制中的优势明显,主要表现在以下几个方面:第一,降低设计难度。传统控制器在应用过程中需要根据具体模型来进行设计,其中参数设定、变量数据需要根据实际情况来进行调整。且需要设计分配电路、排除干扰等一系列问题,设计难度较大。而人工智能技术的应用则大幅降低了控制设计难度,利用AI函数可以进行快速设定,提升了控制设计效率。第二,提高自动化控制效率。人工智能技术下数据的收集与处理都可以自动完成,且在数据采集过程中可以自动保存数据并处理,从而显著提升电气自动化的控制效率。第三,提高产品质量。传统电气自动化控制需要人工控制,因而需要更多人力参与到产品制造中。在产品制造过程中有一定概率由于操作人员的疏忽导致所生产的产品出现次品甚至废品。基于人工智能技术就能显著减少人工疏忽导致的失误。基于计算机技术的人工智能技术所开展的电气自动化控制能够显著提升产品质量。
3、人工智能技术在电气自动化控制中的应用
3.1人工智能技术在电气故障诊断中的应用
        电气自动化控制系统在工作过程中,可能由于人为疏忽、设备故障等因素导致控制系统出现故障。虽然传统控制方式也可以诊断出故障区域以及导致故障的原因,但需要耗费大量时间与人力、物力,且精确度较低(如可以使用故障报警设备或人工排查手段来检查故障,但部分故障仍然无法被发现)。

人工智能技术的应用则可以有效解决这一问题。将人工智能技术应用在电气故障诊断中能够利用计算机技术、智能控制系统对电气控制设备进行分析,第一时间发现电气设备异常情况并及时处理。例如,传统故障诊断方式下要发现变压器故障则需要收集变压器气体,再对气体进行检测方可获取变压器故障情况;但人工智能技术则可以利用网络神经技术对故障进行判断,精确分析出故障问题所在,且对数据进行分析后找到最佳的解决方案,有效提升了故障检测效率与质量。
3.2人工智能实现生产安全监控
        在以往的电气自动化控制过程中,因为机械设备具有一定的寿命周期,为了避免一些不必要的问题故障发生,需要安排一些员工来对电气设备的运行全过程进行实时监管,虽然一定程度上解决了设备运行故障的问题,但是长此以往,会大大降低工作人员的劳动价值,经常会出现员工的有效工作时间少于4个小时的情况,无形中增加企业的运营负担。将多个区域的发电装置连接到同一个频段,保障各个区段能够相互通讯,在此基础上,构建统一的电子监控设备,如果系统检测到某一区段的发电机发生故障,其他区段的发电机则会主动承当故障发电机的电力供应。控制中心接收到故障信息,选派专业人员到达现场对发电机故障进行排查,等待问题解决之后,将电气设备恢复到正常水准,保持工作平衡。除此之外,利用人工智能技术来对作业现场进行安全监控,实现人力资源的最大化利用。建立同类子节点的思想,可以很好的解决电气自动化控制过程中所存在的安全问题,这也是现代人工智能技术在电气自动化控制中的实践应用。
3.3模糊控制
        人工智能系统中,模糊控制器是发挥模糊控制作用的关键部分,在信息分析和控制应用上也有效果。事实上,控制器的类型多样化,不可避免地会被系统状态等规则性因素影响。模糊控制系统与其他控制系统的主要区别在于,依靠理论知识表示和规则推理的语言型,具有模糊量化处理,模糊推理和非模糊化推理的功能。通常情况下,模糊控制器要从被控制对象层面得到数字信息,借助数据模型的控制器,将数学信号转换为模拟信号,然后进行有效传输。电平转换和A/D转换与D/A转换共同服务于I/O接口装置。执行结构包括交流和直流电动机,伺服电动机以及步进电动机等。除此之外,模糊控制系统的对象受到的限制减少,生产对象、生物和社会活动都在其范围内,形式变化是多样的。无非是确定性的,是单变量的还是多元的,是否有迟滞都没有关系,更不用说是线性还是强耦合性。由于一些受控制对象的数学模型较为复杂,提供的运算结果不精确,在这样的情况下使用模糊控制更有效。事实上,监控设备本身就是一个传感器,因此可以在各种控制过程的受控对象和受控数量之间转换电信号。控制的主要方向为速度、温度和压力等物理性因素。模糊控制系统中,传感器的作用尤为重要,它的质量和系统工作的质量息息相关。基于上述内容,在选择传感器的过程中,要关注到质量和精准度上,并根据工作要求进行合理选择。
结束语
        总之,人工智能在电气工程自动化中的应用为人们带来了很大的便利,人工智能的电气自动化技术具有无须人工操作、控制模型、受外界影响因素小、相关参数便于调节、有较高的准确性等优点,在一定程度上提高了电气工程的工作质量和效率。但目前人工智能技术在电气工程领域仍处于起步阶段,还需进一步完善,从而促进我国电气工程更好地发展。。除此之外,采取人工控制电气设备的方式会在生产过程中逐渐被淘汰,人工智能技术会进一步改善企业的生产效益和产品质量,让企业在市场竞争中拥有强大的企业竞争力,创造更高的经济效益。
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