电气自动化中人工智能技术的运用及优化

电气自动化中人工智能技术的运用及优化

杨杰

安徽淮北煤电技师学院 安徽淮北 235000

摘要：近年来，各行各业在生产发展过程中逐步地加入人工智能技术的应用，在的速度与质量，一定程度上制约着电气自动化控制的发展。本文对电气自动中人工智能技术运用的优势进行分析与讨论，同时结合电气设备的设计优化以及电气自动化控制过程中的故障处理分析等，进行全面的优化分析，对。

关键词：人工智能；电气自动化控制；算法分析；故障处理；优化设计

1.电气自动化中人工智能技术运用的效果分析

通常意义上的电气自动化系统控制，多数是人工设计与操作，加之与半自动化控制的结合与运用，最终还是离不开电气自动化人员与设备手动控制的操作与巡检，在应用人工智能技术后，电气自动化系统控制一般可以达到较高的操作精确度，实现较好的稳定性，其系统控制的性能和效果也较为突出，另外在保证电气自动化系统产品的规范性上也有很大提升，具体分析如下。

1.1提升电气自动化操作精确度

企业在人工电气自动化的控制和管理活动中，由于人为失误，很容易降低电气自动化控制和管理质量，给企业带来经济效益损失，严重时危及员工安全。人工智能技术在电力自动化中的应用可以取代传统的人工管理模式。这不仅可以减少企业的人力投入，还可以减少人工操作可能造成的误差，可以实时监测和管理电力自动化工作的实际情况，并记录相关数据，以减少自动控制中可能出现的错误。相关电气自动化管理人员只需设置相关的计算机程序指令，即可确保所有电气设备的正常稳定，使电气自动化控制能够严格按照指令正确稳定运行。为了最大限度地提高企业电气自动化生产的控制精度，确保电气控制的准确性，在电气自动化中运用人工智能技术能够很好地解决人为失误，同时最大限度地提升电气自动操作和控制的精确度。

1.2成本低稳定性较好

过去，在传统的电气自动化控制中，人工操作的成分占有很大比重，并且需要的人力物力相当大，要想改变和提升这种模式，尤其是将传统的电气控制转变为人工智能自动化控制，从企业发展长远来看，电气自动化中运用人工智能技术不仅系统的稳定性更好，同时还会更加省钱、更加精准。此外，人工智能可以显著节省人工成本，降低风险系数。譬如，美的公司作为国内知名家电类科技公司，而美的空调是美的公司名牌产品之一，然而制造空调则是需要大量的工人的，同时对工人的工艺技术要求也是非常高的，每一台空调都有很多精密的产品组成，任何一个环节出现失误有可能导致不良品的风险。为了降低该风险，美的打破了传统的常规，在空调生产的流水线上实现了人工智能应用。如今美的一台空调的人工成本竟然只要10元人民币，其余都是机器成本，这是很难想象的，在传统的生产模式中最大的一个成本之一就是人工成本了，如今美的公司在这一块已经走在了国内制造业的领先，通过在电气自动化系统的生产线中加入人工智能技术实现控制的稳定性和降低人工成本。

1.3 保障产品的规范性与性能一致性

卓越的性能是人工智能应用于电气自动化的一个主要特点。适应性好，运行成本低，运行效率高，抗干扰能力强。以前的电气工程控制方法是基于指定的目标和实际设计。正因为如此，以前的控制方法的控制效果对相应的对象具有明显的控制效果，但对其他对象的控制效果并不突出甚至无法保证。与以往的控制方法相比，电气工程中的人工智能控制具有良好的一致性优势。智能控制系统可以通过不同的数值计算、模型参数变化等因素完全集成，降低了相关参数的调解难度，可以很好地估计所有输入的未知参数，甚至可以忽略一些影响因素。此外，智能设置过程可以有效提高产品的标准化程度，确保产品性能的一致性。

2.电气自动化中人工智能技术的实践应用

2.1 电气自动化系统的优化设计

电气自动化系统的设计是一项非常复杂的工作，传统的电气自动化系统的设计往往需要专业技术人员通过查找资料，再进行人工的绘图设计，数据参数的计算，校核，效率和设计标准不高，从而大大缩短了产品开发周期。在采用人工智能技术的电气自动化系统设计，则很好地解决了这一问题，通过人工智能的自动建模功能，对电气自动化系统的设计实现快速精准和高效的设计，不仅能够实现数据参数的标准和精准，同时对系统的建模能够实现立体式三维式的精准模拟，因此电气自动化系统的设计优化通常会在人工智能技术的运用中得到了广泛的应用。

2.2 电气自动化控制进程中人工智能算法的应用

在人工智能技术的各类算法中，对于电气自动化控制进程应用最为广泛的要数遗传算法。该算法是要把待解决的问题进行编码，相当于生物学当中的原始染色体。不同人的染色体是不同的，因此在遗传算法中，不同的编码相当于不同的染色体，即不同的个体，这些不同的编码个体构成了一个种群。其算法结构如图1所示。该种人工智能的算法计算和处理依据是生物学的适者生存原理，基于此适应度值，选择个体用来复制下一代。如此循环繁衍进化，直至满足目标为止。

该种算法在学术界的定义和算法来源从广义上可以理解为达尔文的进化论和孟德尔的遗传学说的结合，其核心要义在于对全局变量的并行及高效搜索，其算法被应用在人工智能中的主要目的在于实现高效率的自动搜索及自动分析处理，在机器学习、模式识别、神经网络、控制系统优化及社会科学等不同领域得到广泛应用遗传算法因能有效地求解NP问题以及非线性、多峰函数优化和多目标优化问题，在电气自动化系统中控制电气设备时可以速度调节，同时可以高效精准地排查出电气自动化控制进程中出现的各类隐患和问题。

2.3 电气自动化系统故障诊断中人工智能的应用

在实践中，传统的电气自动化系统出现故障时，需要人工采用一些辅助的设备或测试设备进行查找和故障清理。以变压器故障处理为例，过去使用的故障诊断方法复杂且准确度低。传统的方式是将变压器故障后所收集到的气体，进行实验，继而判定故障的原因，同时以确定是否存在其他的任何隐患。但是这种方法耗时长，需要大量的努力，同时判断方法和解决方案也较为费时费力。在将人工智能技术引入电气自动化之后，利用人工智能技术融合大数据算法，能够精准地对电气自动化系统中的所有故障进行逐一的排除和判定，不仅速度快，而且效率高，准确率高。特别是人工智能技术中的专家系统和模糊理论，能够广泛应用于智能电气设备的故障诊断。专家系统和模糊理论是基于某一领域的一个或多个专家提供的数据和知识，在短时间内能过大数据对故障排查，其中的专家系统更是在模仿人类专家对故障判定的过程，通过人工智能比对，快速地查找故障解决问题，因此在电气自动化系统故障诊断中，人工智能技术应用和发展的空间很大。

2.4 电气设备的实时监控

将人工智能技术运用在电气自动化控制中，还体现在对于电气设备的实时监控，主要依据图像识别，即是对图像中的对象识别和参数数据的监测监控。如图2所示，在电气设备的人工智能控制系统中，主控制中心首先会对所要监控的对象进行数据采集，运用人工智能的各类算法进行精准地分析及处理，进行智能识别，在人工智能识别处理结束会自动进行相关数据和操作控制的分信号信息反馈，将处理结果和操作控制指令发回至电气设备进行电气设备的控制运行，同时电气设备的状态信号会及时再反馈回主控制中心，此时若是电气设备的状态信号有异常或超出正常值，人工智能控制系统的主控中心会再次进行数据和信号的分析处理，再次结合收到的数据采集信息进行及时有效地循环、反馈和往复，直到电气设备达到正常状态，从面实现对电气设备的实时监控和人工智能技术化的高效识别和处理。

2.5 电气设备的优化设计

在电气设备的优化设计上，目前通常采用的是电气设施设备的AI化管理，此概念可以实现电气自动化理念的创新，同时还可以填补电气安全用电管理的两大空白，总的优化设计思路体现在两个方面，一方面是用人工智能技术手段把10千伏进线、变压器、一级配电室的安全用电全程无缝监管，使安全用电AI机器人在一定程度上逐渐过渡取代电气自动化行业的专业电气自动化技能人员；另一方面采用电气设备的AI化管理可以填补电气安全防范管理隐患预警与风险评估的即时化处理，把电气安全隐患事故关口提前，把事故结果处理向事故过程处置的逐步转变，继而解决配电侧用电安全隐患的现时问题。在此优化的基础上可以实现核心技术对传统的颠覆，即可以基于大数据对电气自动化安全隐患的分析与管理，其次还可以实现基础设施的数据集成，使电气自动化在用电安全和智能传感的终端实现无缝无人的对接与处理，最后在电气设备的AI化管理后，能够实现对电气自动化安全隐患的超前预警和智慧分析，及时对隐患进行消除。

3.小结

随着国内人工化智能技术应用的步伐加快，作为电气自动化行业，都在紧跟步伐构建电气自动化的人工智能大数据系统，不仅对传统的人工成本实现有效地降本增效，同时人工智能在电气自动化控制的运用，能够大幅提升电气自动化的控制效能，解决人工操作的误差问题，同时增强数据处理的精准度，在电气设备的故障排查、处理方面能够达到及时、高效、精准，大规模地提升人工智能技术在电气自动化系统控制中的运用，对于国内的电气自动化行业的水平提升是一次质的飞跃，对于电气自动化控制相关企业的高质量发展实现具有极强的助推作用。

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