电气自动化控制中AI技术的应用

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年2月第6期   作者:胡亚军 王华鹏
[导读] 近些年来,科技水平不断提高,大数据技术不断深化发展
        胡亚军 王华鹏
        济南热电集团有限公司 山东省济南市 250100
         
         
        摘要: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,本文针对其展开详细论述,进一步对研究和完善提出建议。
        关键词:电气自动化;控制;AI技术;应用
        1人工智能技术的发展
        人工智能是基于人类智能化相关理论发展衍生出的技术方法,其依托计算机技术,对于人类思维展开全面分析并组织模拟活动,从而产生智能化行为。在人工智能领域,专家系统能够应用在多个学科中,需要具备心理学、语言学和逻辑学等知识,该技术的实现较为复杂,可以利用智能化设备展开相关工作。通过机器学习,模仿人脑思维并将人类行为进行编程,在管理过程中产生模仿行为。在人工智能在发展过程中,其能够结合计算机的发展不断优化,对于人类活动进行模仿,并通过编程将模仿行为变成现实,收集相关信息、展开分析工作、进行智能化判断。
        2电气设计方法
        2.1集中监控
        该方法便于检查运行状况,但存在系统接线复杂、维护流程复杂等弊端,若对系统防护要求较低,则可采用这种简单的设计法。集中监控要满足电气系统功能集中等需求,需要将系统各类功能集成在中央处理器内,从而减少监测对象,保证各子系统有较高的信息处理速度。
        2.2远程监控
        该方法在设备接入互联网的基础上,将控制计算机与被监测设备通过互联网相连,实现网络自动化远程监控,可大幅减少电缆数量,减少系统建设成本,并使系统设计更为灵活,但对网络通信速度、通信稳定性要求较高。
        2.3现场总线监控
        FCS 在变电站、体育馆等场所的电气工程中应用普遍,该技术主要由主控制器、总线、现场 IO 从站及现场设备仪表等实现,通过现场总线连接不同设备,形成控制系统,单一设备故障不会影响其他设备运行或导致整体系统崩溃,从而有效保障电气系统整体运行的安全性、稳定性。
        3设计原则
        扩展性原则: 设计自动化控制系统时,需充分考虑控制系统的规模,保证功能扩张符合用户需求及生产要求。稳定性原则: 通过主控室进行分布式接线,在保护柜中进行集中式接线,保证开关设计、接线处理更为合理,从而提升线路传送、接收信息的稳定性。兼容性原则: 无论是网络控制还是接线控制单元,都需要保证相连设备硬件、软件配置、功能等方面的兼容性,并保证通信结构和连接端口符合用户多元需求。
        4AI 技术在电气自动化控制中的应用
        4.1 AI 技术在电气自动化控制设备中的应用
        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 AI 技术在电气控制过程中的应用
        4.2.1模糊控制
        模糊控制技术作为智能控制技术的一种,主要是通过模糊理推方式,采用用直流或交流传动形式,以模糊理论、语言参数等内容作为基础的控制理念。通过利用模糊控制设备,针对被控目标进行相应的模糊模型和反馈结构数控体系的搭建,从而完成控制要求。模糊控制的自学能力较强,具有较好地适应能力,模糊控制技术与 AI 技术相结合,可以在控制领域达到较好的效果,能够在电气控制过程进行自适应的修改和完善,自动校正控制器,提升控制系统的性能,减少扰动的影响,在复杂的电气自动化控制系统的应用上有突出的优势。
        4.2.2专家控制
        专家控制系统作为具有大量的专门知识以及经验的程序系统,使用人工智能技术和计算机技术,以专家理论为基础,通过专家经验开展推理和判断,模拟人类专家的决策过程,对于专业性的复杂问题进行解决。专家控制系统已经在故障诊断、工业设计和过程控制等领域有了一定的应用,在电气控制领域的应用也开始逐步推广,采用多样化方式解析被控对象和控制器模型,结合数值计算和符号运算,选取最佳的控制参数,完成参数优化,利用微调设备参数的方式适应外界的控制环境,实现在线处理的灵巧性,提升系统的信息处理能力,是电气装置更加稳定的工作,并提高电气系统的自动化程度。
        4.2.3神经网络控制
        神经网络由大量控制单元共同组成,通过模拟人脑的机制和活动,并对其功能进行基本特征的抽象,深入研究网络算法和性能,有一个神经元连接手机的大量信息和数据,并根据相关规则来转化,再利用单元格传输系统分析处理,从而为控制系统提供数据支持,通过逼近理论开展网络设计,利用数理方法进行软件模拟和硬件实现。神经网络能够为复杂问题提供简单有效地解决方法,在发展过程中越来越受到关注,在优化组合和机器人设计等诸多领域得到应用,也能够推动电气控制领域的发展。
        4.3AI 技术在故障诊断中的应用
        4.3.1应用于故障分析与诊断
        利用 AI 技术开展行故障诊断与分析工作时,可采取模糊理论来分析电气设备的工作情况,从而保证其精准化运行,维护其运行效率和稳定程度,避免后期的运行检修工作。在诊断发电机以及发动机等设备的过程中,充分发挥 AI 技术的作用,检测相关指标并开展评估工作,开展自动识别工作,迅速精准的检测出设备出现的问题,及时发现故障点,以设备相关参数为依据快速分析故障原因,利用各处理器采取有效地解决措施,简化对于设备的维修工作,尽可能降低故障带来的不利影响,使得故障范围不会继续扩大,减少电力安全事故的出现,同时,有利于在工作过程中保证操作人员的人身安全,也能够为后期同类问题提供参考经验。
        4.3.2应用于故障预防
        现如今,社会经济在不断发展,对于电气自动化控制提出了更高的要求,为了更好地实现电气系统的运行,就需要对于电气自动化系统进行故障预防,在系统中使用 AI 技术,利用智能技术开展全天在线检测和监控,提前分析和评估容易发生的故障类型,最大程度上减少故障发生的可能性,从而为电气自动化控制提供更加全面以及细致的服务和保障。传统的方法只能通过诊断经验分析已经发生的故障,不能实现事先的预防,无法减低风险,不利于挽回故障带来的损失。而 AI 技术的应用能够通过对自动化设备进行运行程序的设置,充分分析控制系统采集的信息,收集并储存数据,将信息录入数据库后,模拟构建数据样本,就可以作为可借鉴的经验,优化运行模式,实现控制以及调节工作,包括警报的信号等重要参数,在出现风险时就能够提前做出预警,避免出现和以前相同的事故,从而保证电气自动化系统的稳定和可靠。
结语
        现代社会是一个科学技术社会,人工智能技术和其他科学手段只会越来越流行,只会被越来越广泛地使用。人工智能技术不仅有助于减少电气自动化控制领域的人力和物力,而且可以减少时间的消耗,降低企业的生产成本,提高企业的整体生产效率。如今,在电气自动化过程中使用人工智能技术有很多方面,例如故障诊断、电气设备、简化过程、电气控制和日常操作等。
        参考文献
        [1]杨霞,刘璐璐,摆小军.人工智能技术在电气自动化控制中的应用[J].集成电路应用,2020,37( 09) 120-121.
        [2]王建永,谢雷,师向阳.人工智能技术在电气自动化控制中的应用[J].工程建设与设计,2020( 12) 247-248.
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