人工智能在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用探討*

尉建龍

（太原重工股份有限公司 技術(shù)中心，山西 太原 030024）

0 引言

人工智能技術(shù)是現(xiàn)代化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展到一定時(shí)期的產(chǎn)物，短短的幾年時(shí)間，該技術(shù)已全面進(jìn)入我國各個(gè)領(lǐng)域。在電氣自動(dòng)化控制中，人工智能技術(shù)的應(yīng)用不僅可以改變傳統(tǒng)人工作業(yè)的壓力，同時(shí)還可以有效提升電氣行業(yè)的生產(chǎn)速度與生產(chǎn)精度，這對于行業(yè)發(fā)展有著非常大的推進(jìn)作用，因此，值得重視。

為了更好地提升我國的綜合國力和科技創(chuàng)造力，加強(qiáng)高新科研技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新已成為我國現(xiàn)階段的重要發(fā)展目標(biāo)。而人工智能技術(shù)作為一種新型技術(shù)，其誕生與應(yīng)用主要是計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子半導(dǎo)體技術(shù)的融合，從而提高電氣系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。尤其是近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人工智能技術(shù)早已融入到我國工業(yè)控制各領(lǐng)域，并且也取得了較為顯著的成績。為此，本文主要針對人工智能在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用進(jìn)行研究分析。

1 人工智能在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 減少人為誤差提高精準(zhǔn)度

傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)主要是由人工進(jìn)行操作，因此，常出現(xiàn)一些不可避免的誤差或是操作漏洞，這種小的失誤看似不大，但卻很容易引發(fā)電氣設(shè)備故障，導(dǎo)致工作效率低下、電氣控制質(zhì)量變差等一些列問題。為了改善傳統(tǒng)人為操作的缺陷，在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中引入人工智能技術(shù)已成為社會發(fā)展的必然選擇。在實(shí)踐中，人工智能化的原理主要是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)來模擬人的大腦思維以及行為模式，控制生產(chǎn)中的機(jī)械設(shè)備完成相應(yīng)的指令和動(dòng)作。正常情況下，人腦具有較強(qiáng)的記憶儲存功能，可以長時(shí)間地記住大量常用的數(shù)據(jù)信息，因此，在電氣控制系統(tǒng)和機(jī)械生產(chǎn)中應(yīng)用人工智能技術(shù)，將生產(chǎn)所需的全部信息儲存起來，并且在必要時(shí)及時(shí)反饋給相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備，使這些設(shè)備具有人的思維能力，這樣在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用精準(zhǔn)度就會提高，而人為誤差就會變小。

1.2 優(yōu)化配置節(jié)約成本

原有的工業(yè)生產(chǎn)中，由于設(shè)備操作流程與工作內(nèi)容的關(guān)系，需要大量的勞動(dòng)力來對每道工序進(jìn)行檢測和完善，而電氣控制必須具有較強(qiáng)的整體性和統(tǒng)一性，如果人員檢測不到位就很容易給后續(xù)生產(chǎn)帶來一定的負(fù)面影響。人工智能作為一種新型技術(shù)，它具備較強(qiáng)的數(shù)據(jù)儲存功能和信息分析功能，它可以根據(jù)生產(chǎn)所需及時(shí)對電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，并且根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)支持對原有落后的操作流程和工作內(nèi)容進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與編排，這樣不僅實(shí)現(xiàn)了資源的優(yōu)化配置，同時(shí)也摒棄了一些落后的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，節(jié)約了企業(yè)成本。將人工智能技術(shù)應(yīng)用在電氣自動(dòng)化控制中，只需要為數(shù)不多的專業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)操作與流程監(jiān)督，解決了傳統(tǒng)人工成本大、數(shù)據(jù)采集精準(zhǔn)度不高等問題。

1.3 通過人工智能改進(jìn)相關(guān)技術(shù)提高控制質(zhì)量

人工智能技術(shù)中的專家模擬系統(tǒng)可以對電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的環(huán)境進(jìn)行仿真處理，并且能最大程度地提升電氣自動(dòng)化設(shè)備的仿真效果，實(shí)現(xiàn)人工智能與仿真技術(shù)的一體化結(jié)合。在傳統(tǒng)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，一般都需要大量的專業(yè)技術(shù)人員和設(shè)計(jì)人員結(jié)合自身設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)對其進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與規(guī)劃，其原因在于：我國原有智能化水平和設(shè)計(jì)水平較低，很多設(shè)計(jì)只能依靠人為經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行改善，這種情況下就容易導(dǎo)致電氣技術(shù)過度依賴人為操作，而且技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量也存在較大的滯后性。但隨著人工智能技術(shù)融入電氣自動(dòng)化控制中，可以最大限度地發(fā)揮人工智能技術(shù)的作用，并且該技術(shù)可以根據(jù)設(shè)備作業(yè)情況制定符合實(shí)際生產(chǎn)的最優(yōu)方案。其次，通過人工智能對相關(guān)技術(shù)的改進(jìn)和設(shè)計(jì)水平的提升，可以對電氣設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行整理，并且更加精準(zhǔn)地獲取生產(chǎn)數(shù)據(jù)，這在某種程度上降低了人為操作可能出現(xiàn)的漏洞，同時(shí)也提升了電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的整體質(zhì)量。

2 人工智能在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用分析

2.1 電氣自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用

與其他技術(shù)不同，由于自身的特殊性和復(fù)雜性決定著自動(dòng)化控制技術(shù)在實(shí)際工作中的地位。例如：在整體的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，一般都會涵蓋較多的設(shè)備元件，從宏觀角度分析，這些復(fù)雜的設(shè)備元件一般都是由專業(yè)人士依照操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，這種嚴(yán)格的操作要求無疑會增加工作人員的壓力，而人工智能在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，一方面可以很好地提升電氣設(shè)備的自動(dòng)化水平，另一方面也可以有效地降低工作人員的工作壓力，這對控制電氣生產(chǎn)成本、提升人工智能應(yīng)用效果有著較大的推動(dòng)作用。

2.2 自動(dòng)化控制故障診斷技術(shù)的應(yīng)用

所謂人工智能設(shè)備一般在設(shè)計(jì)和制造上都要大量結(jié)合實(shí)踐數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)，其目的是為了充分保證設(shè)計(jì)方案的嚴(yán)謹(jǐn)性與合理性。由此，自動(dòng)化控制故障診斷技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，該技術(shù)是人工智能技術(shù)的一種，它可以很好地檢測到所有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)設(shè)計(jì)與制造方案對部分設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)優(yōu)化。例如：在實(shí)際中，自動(dòng)化控制故障診斷技術(shù)在設(shè)計(jì)時(shí)就已經(jīng)在模塊中將部分?jǐn)?shù)據(jù)設(shè)計(jì)在內(nèi)，這樣一來可以提前杜絕很多現(xiàn)實(shí)問題，并且電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在作業(yè)中的質(zhì)量也會被明顯提升；其次，該技術(shù)可以根據(jù)診斷數(shù)據(jù)對電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中存在的問題進(jìn)行歸納、總結(jié)，該方式不僅滿足了智能化、自動(dòng)化的發(fā)展趨勢，同時(shí)也可以更好地推動(dòng)電氣自動(dòng)化控制工作的開展，降低診斷誤差。

2.3 集中監(jiān)控設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用

傳統(tǒng)監(jiān)控設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上是保證電氣自動(dòng)化各項(xiàng)系統(tǒng)指標(biāo)的重要依據(jù)，這屬于人工智能的管轄范疇。人工智能技術(shù)的應(yīng)用不僅可以將傳統(tǒng)復(fù)雜的電氣設(shè)計(jì)過程簡化，同時(shí)還可以擴(kuò)大原有設(shè)備的運(yùn)維空間，減少環(huán)境對電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的約束。需要注意的是，人工智能技術(shù)雖然有一定的優(yōu)越性，但卻不宜大范圍鋪設(shè)，其原因在于：該技術(shù)在應(yīng)用中會增設(shè)大量的電纜線，而且大功率的作業(yè)也會增加監(jiān)控系統(tǒng)處理器的負(fù)荷壓力，從而造成主機(jī)冗余下降。因此，針對這種情況，在原有基礎(chǔ)上優(yōu)化監(jiān)控設(shè)計(jì)技術(shù)和方案，更多地采用人工智能集中控制設(shè)計(jì)技術(shù)，可在安裝和使用上更加便捷，而且安裝不易受空間和環(huán)境影響，通信需求也比之前更大，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

2.4 設(shè)備管理系統(tǒng)的應(yīng)用

設(shè)備管理系統(tǒng)是人工智能技術(shù)發(fā)展的核心，它能夠很好地對電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的所有作業(yè)情況進(jìn)行把控與管理。該技術(shù)應(yīng)用之后，設(shè)備管理系統(tǒng)就會根據(jù)工作內(nèi)容下達(dá)一定的指令，而工人只需要對相應(yīng)的設(shè)備和元件運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，從而保證電氣設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。其次，設(shè)備管理系統(tǒng)中的故障診斷技術(shù)也會根據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況及時(shí)反饋故障信息，一旦出現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行故障，工作人員就可以根據(jù)診斷設(shè)備傳遞回來的指令進(jìn)行故障檢修，不僅增加了工作的及時(shí)性，而且還節(jié)約了企業(yè)人力成本。除此之外，人工智能中的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)和無人化操作技術(shù)也是電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的重要組成部分。例如太重產(chǎn)品服務(wù)云平臺系統(tǒng)是針對智能制造企業(yè)開發(fā)的專業(yè)服務(wù)平臺系統(tǒng)，它是遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，如圖1所示；太原重工制造的梅鋼250t智能化鑄造起重機(jī)（如圖2所示），有自動(dòng)巡航、整車集控、遠(yuǎn)程監(jiān)控、天地互通、視頻聯(lián)動(dòng)、自動(dòng)糾偏、安全路徑等功能，實(shí)現(xiàn)了“無人操作、有人監(jiān)控”的目標(biāo)。這兩項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用可以最大限度地彰顯人工智能的應(yīng)用效果，很好地提升了設(shè)備管理系統(tǒng)的整體工作效率和管理質(zhì)量，這對提升我國電氣行業(yè)智能化、自動(dòng)化發(fā)展水平非常有益。

圖1 太重產(chǎn)品服務(wù)云平臺系統(tǒng)

圖2 太原重工制造的梅鋼250t智能化鑄造起重機(jī)

3 結(jié)語

綜上所述，人工智能技術(shù)的應(yīng)用與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展分不開，對我國工業(yè)行業(yè)而言，該技術(shù)的應(yīng)用可以很好地提升電氣自動(dòng)化行業(yè)的生產(chǎn)效率，同時(shí)也可以更好地優(yōu)化電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的工作流程和質(zhì)量，對于推動(dòng)企業(yè)轉(zhuǎn)型和發(fā)展有著非常大的作用。