电气自动化控制中 AI 技术的应用

发表时间:2021/4/20   来源:《科学与技术》2021年1月2期   作者:张媛
[导读] 在电气化自动控制中应用AI技术不仅能显著提升电气自动化的控制质量
        张媛
        身份证: 12010519831212****
        摘要:在电气化自动控制中应用AI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。AI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AI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。
        关键词:电气自动化;控制;AI技术;应用
1 引言
        近些年来,科技水平不断提高,大数据技术不断深化发展,我国已经进入信息化时代,AI 技术的应用也越来越广泛,尤其是在电气自动化控制中发挥着重要的作用,所以对电气自动化控制中 AI 技术的应用进行探索有着重要的意义。
2 电气自动化控制
        电气自动化控制包括的方面非常之多,涉及电子技术、网络技术及电气工程专业知识等,其需要对于电气工程的现实情况进行摸索,实现有效的设计、控制、维护、改造、开发、管理等,使电气设备及电力系统最大限度地平稳、高速运转。并且在电气自动化技术的应用中利用自动化系统能够对电气设备运行中所产生的信息数据进行收集、分析及处理,通过系统识别来确认电气工程的运作情况,并通过中心控制系统来对电气设备进行远程控制,电气自动化技术能够使电气设备运行所产生的信号得到及时反馈,此种特点提升了电气工程在运行及生产中的信息处理能力,并使电气设备能够与中心控制系统得到有效连接,进而加强对电气工程的监测,加强对电气故障的处理能力[1]。
3 AI技术
        AI技术也就是人工智能技术,人工智能这一概念很早就被学者和计算机领域的研究人员所提出。随着科学技术的不断进步和发展,近年来数字化和自动化的发展态势逐渐融入了现代科技的发展视角之中。在人工智能的发展初期,主要是通过实现数字化和智能化的融合技术为主要基础和根本。对于人工智能而言,其数字化和智能化的倾向与自动化模式联系更加紧密。在人们的日常生活之中,其实也会对人工智能技术进行一定的应用。此类应用主要是通过计算机技术来实现的。而在生产活动之中,很多自动化生产和自动化模式的机械,同样是运用自动化的人工智能相关技术进行综合控制。所以在当前人工智能的研究中,更加强调计算机技术与自动化技术之间的联系和融合,并逐渐从人工智能发展初期的数字智能化转变为自动智能化。近几年很多工厂和企业越发强调对人工智能技术的应用和推广,旨在通过这一研究新成果保障日常运营和生产之中的精确控制,提高生产速度和管理水平,进而全面带动经济的发展和社会的进步[2]。
4 电气自动化控制中AI技术的应用
        4.1 控制设备
        电气自动化是未来的发展趋势,应该更加重视相关设备的自动化和智能化发展,而传统的电气自动化控制设备组成结构复杂,操作难度较大,电气自动化控制设备要实现高效智能的运行,就需要对于多套系统进行联合应用,这样才能完成对繁杂的电气设备的控制,而AI技术通过利用计算机技术,将大数据和其他新型技术相融合,简化处理程序,严格遵循自动化操作步骤,对于设备的运行进行精细化的管理,建立智能化的现场控制体系,达到完全程控能力,使得设备能够实现自主判断以及自动化操作的效果,提升自动化设备的智能性,减少误操作发生的概率,保证设备运行质量的同时,也能够提高自动化设备的运行效率,达到远程操控和实时监测的要求,进一步减少成本,提升电气自动化技术的整体应用水平,实现电气设备的高效利用。


        4.2 模糊控制
        AI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。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。
        4.3 故障诊断
        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)。AI技术的应用则可以有效解决这一问题。将AI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AI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]。
        4.4 日常操作
        如今,我国经济建设蓬勃发展,工业领域快速向前推进,电气行业和生活紧密相连,人们在生产生活中对于电气系统的需求与日提升,其中,在电气设备的操作方面,由于操作过程要求严格遵守相应的制度规范,且操作内容专业性较强,所以人工操作时容易出现误操作的情况,严重时会导致系统崩溃,造成较大的损失。在日常操作中采用 AI 技术,通过运行的计算机程序执行工作,可以向操作人员展示直观的设备接线图示,对于结构复杂的自动化设备能够实现自动化调试,也能够解决设备接线较多的问题,简化接线结构,实现电气生产过程的优化,具有操作简单的优势,方便工作人员调节设备,可以通过鼠标、键盘以及手势等形式完成指令的输入。
        4.5 监测系统
        通过AI技术建立自动化监测系统来对电气工程运行中所产生的数据进行检测及收集,确认数据数值是否在规定范围内。并且在自动化监测系统的应用下可以及时地掌握及定位故障发生区域,这样能够针对故障情况作出适当的反应,从而保证检修及维护方案的可行性,可以说自动化监测系统的应用在极大程度上降低了电气工程运行中的风险。同时为了进一步提升电力系统的安全性,还可以通过电气自动化技术创新来完善自动化监测系统的功能,对电力系统中存有的安全隐患进行监测追踪,保证能够及时消除安全故障问题。
5 结束语
        综上所述,在电气自动化的控制领域当中,AI技术的应用不但能够控制系统运行成本,而且还能提高运行效率。随着科技的发展,相关领域需要深化AI技术的具体应用,技术人员需要加大力度展开技术创新,精简电气系统组成结构,保证设备运行过程更加安全,发挥AI技术优势,为电气领域发展提供支持。
参考文献:
[1] 孙治宁.人工智能技术在电气自动化控制中的应用初探[J].南方农机,2020,51(03):203-204.
[2] 杜晓燕,曹浩,张坤平.浅述电气自动化控制中人工智能技术的应用[J].通讯世界,2020,27(01):207-208.
[3] 何晶.人工智能技术在电气自动化控制中的运用[J].通信电源技术,2019,36(12):101-102.
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