马广建｜信息化背景下人工智能技术在电气自动化控制中的应用_

摘要：在现代信息技术和通信技术迅猛发展的背景下，前沿科学技术已经逐渐融入到了我国相关行业中。尤其是随着人工智能技术的兴起，人们的日常生产生活中随处都出现了人工智能技术的身影，这也为工业的生产和发展带来了极大的便捷性。电气自动化控制技术主要研究的内容就是电气工程中的自动控制系统、自动信息收集和处理等多个方面。尤其是随着当前行业技术的深层次推进，在电气自动化控制中已经有很多工作环节不适应人为的干预。在这样的发展背景下，人工智能技术在电气自动化控制链条中的应用价值也得到了人们的重视，在未来，两种技术之间的相互融合以及性能的持续拔高也成为了市场发展的迫切需求。本文主要是阐述了人工智能技术的概念，并且就信息化发展背景下人工智能技术在电气自动化控制系统中的应用进行了探讨，希望能够为推动我国电气自动化控制技术的智能化发展和信息化发展提供参考意见。

关键词：信息化背景；人工智能技术；电气自动化控制；实践应用

应用引言：作为人工智能技术，事实上就是依托较为先进的计算机网络系统，对计算机的控制和运行方式进行系统性的编程，通过人为的提前预售和编制指导生产活动中的机器动作和行为，保障机器设备能够稳定和正常的参与到电气工业的生产活动中，并且在工作的强度以及劳动的时间方面为人为的劳动工人减轻工作负担。而电气自动化领域一直以来是我国新兴的自动化工业学科，在现代科技的助力和推动作用下，也让电气自动化领域面临着新的挑战和发展机遇。尤其是在生产节奏如此之快的社会竞争背景下，加工行业对于电气自动化控制系统的要求也更加严格。而人工智能技术在电气自动化领域中的融入，对于电气自动化控制效率以及控制精确性的提升都具有不可取代的重要价值。因此，进一步探究现代信息背景下人工智能技术在电气自动化领域中的应用也成为了行业关注的热点话题。

一、人工智能技术

人工智能技术发展至今已经具备了一定的规模，并且在人们的日常生产生活中都能够看到人工智能技术的身影。这项技术主要是以现代计算机技术为支撑，结合了仿生学科等多个专业领域所形成的一门交叉型社会技术学科。以计算机技术为平台，通过研发智能型的人工机器人代替人类从事不同领域和行业带有强度或危险的工作项目。但由于受到当前前沿发展科技的限制，虽然人工智能技术已经获得了飞跃性的发展，但是在对于数据信息的处理和信息的提取过程中仍然无法与人的大脑相提并论。事实上，目前，人工智能技术在前期设置的计算机口令中大致可以分为三大类型。它们分别是，运作效率口令、模糊控制口令以及专家系统这三类。在这三种人工智能模式中，专家系统的运作模式是最为复杂的，但也是执行能力和智能化能力最强的一种。可由于专家系统前期的软件工程设计要求较为严格，对于专业技术人员的能力要求较强，因此，目前大多数应用人工智能技术的行业更加倾向于采用模糊控制系统。模糊控制系统在前期的指令操作输入环节中更加方便灵活，并且后续的维护管理流程也更加简洁。从客观的角度上来看人工智能只是人脑部分运作和思考环节的复制，在独立分析数据信息并解决问题时仍然具有较大的局限性。但不可忽略的是人工智能技术确实为人们的日常工作和生产生活带来了极大的便捷性，因此，在未来，这项技术还具有巨大的发展空间[1]。

二、自动化控制系统的构成

（一）PLC模块电气自动化控制系统涉及的领域较为广泛，首先，我们对电气自动化系统中的PLC模块进行分析。PLC模块主要应用于常见的电力系统中，PLC模块作为智能控制系统中最为重要的构成部分，一旦运行发生错误，会产生较大的消极影响，因此，在安装过程中，对其电气元件具有较为严格的要求。首先，在PLC模块运行之前，必须要注重做好屏蔽系统管理工作，确保PLC模块在运行的过程中不会受到电磁辐射带来的影响。其次，在工作过程中，还应该按照严格的生产规定，仔细地检查PLC模块中的电气元件，包装PLC系统的安装质量确保PLC模块内部元件能够正常运行[2]。PLC模块在应用的过程中具有体积较小、质量较轻，并且系统安装简易等特征，在我国，工业生产和发展过程中具有广泛的应用价值。PLC控制系统能够将生产过程中的模拟量转化为具体数字量，并且将这些数据存储到寄存设备中同时，PLC系统还可以实现对运行数据时的打印功能，对这些数据定期进行整理。PLC系统相当于计算机设备中的数据终端，这个系统在生产系统中能够起到对生产流程用电状况以及相关数据的记录和监控功能。这也就涉及到了智能控制系统在生产过程中对于数据的监控功能。PLC系统可以根据数据的异常状况对异常区域进行分析和处理，如果出现严重问题时，PLC系统就会自动停止生产，显于形，除此之外，PLC系统还能够有效地控制自动化生产程序中的相关设备以及生产线路，这样就可以根据产品生产过程中的实际需求，对生产设备的状态进行合理的调整。（二）中央控制模块中央控制系统的组织构架主要是由无数微型的计算机系统进行分类和分模块控制的体系。当前，随着我国科学技术的飞速发展，在工业生产领域中不仅能够采用较小的微型计算机进行控制，还能通过打开微型计算机之间的衔接切入点，对其它的应用功能设备进行串联，保障整个应用系统能够在瞬时完成不同的命令。例如，电气自动化控制模块运转的过程中，中央控制系统能够短时间内下达多个任务命令，并确保命令的同时进行有效地提升了计算机的效率，能够在同一时间内快速完成多种任务。除此之外，微型计算器还能够完成多种分类数据的总和，并且结合中央控制模块的内部程序设定，对数据进行分类以及深度挖掘[3]。（三）通信系统模块数据通信模块其实是针对微型传感器的数据信息提供沟通渠道和桥梁的模块，能够完成对不同系统任务阶段数据信息的及时收集和统一归纳，实现对数据的存储以及分析任务。通信系统借助网络平台这个渠道，将数据传输到后台操作系统中。例如，在电气控制系统中的仪表设备内，就可以将仪表设备联通通信传感协议，从而在局域网中进行数据的上传以及分析。这样不仅能够在同一时间内完成对数据的收集和上传处理，同时，还能保留数据传输过程中的精准性，确保数据传递的稳定性和安全性。

三、人工智能技术在电气自动化系统控制中的应用优势和重要价值

首先，人工智能技术在电气自动化系统中的融入保障了指令下达路径的优化和简洁性。例如，专家，控制系统在电气自动化控制的过程中就能够有效的提升电气自动化设备处理指令的时间，只要操作人员输入处理的指令，专家系统就能够在瞬间给出反馈。再比如，模糊控制技术能够实现对不同操作指令的自动下达和执行处理，基本上突破了人类操作的局限性，达到全过程自动执行的目标，从而进一步优化了系统控制的流程以及效率。其次，在电气自动化系统的性能方面，人工智能技术的融入也能够提升成效。人工智能的本质就是需要模拟人类大脑的逻辑方式，建筑模拟计算的软件程序，通过分析传感器设备给回的数据信息，在极短的时间内进行快速反应，极大地提升了系统运作的效率。这项技术在结合电气自动化控制系统时，也具有专业性较强和技术复杂的特征，可以针对控制系统中需要高精度的操作环节进行自动控制和调节，电气自动化系统在控制和应用的过程中得到精确性的提升。最后，人工智能技术的应用能够保持电气自动化控制的每一个应用环节处在高度统一的控制模式下。传统的操控指令针对的执行对象是单一的，这种一对一下达指令并执行的方式工作效率较低。但如果通过同样的指令控制其他操作对象时，操作的精准性又无法得到保障。而人工智能技术的融入，就能够从根源上突破这种一对一指令下达和执行的工作模式，可以在同样的时间期限内同时下达多个指令并保障不同环节执行的精确性，实现了多执行功能下操作的一致性[4]。

四、人工智能信息技术在电气工业自动化操作中的应用环节

（一）人工智能技术在电气自动化设计过程中的应用

传统的工业电气自动化技术在工作处理的流程中，电气设备的所有操作处理作业通常需要由专业的工作人员负责控制，这也意味着，电气设备在前期的控制设计环节中，需要经过漫长的产品实验过程，并且通过数学的归纳总结方法，在得到相关经验后有产品的设计师手动对电气自动化的参数进行设计，但即使通过如此复杂和冗长的流程，也很难达到产品预期设计的精确性效果，并且在前期的试验以及后期的产品制作过程中需要消耗大量的人力和财力。而在现代工业市场竞争如此激烈的社会背景下，这样的生产方式效率过于低下，成本投入费用也较高，显然无法满足高速发展的社会环境需求。而在现代计算机信息技术迅猛发展的时代背景下，电器产品的设计也开始从传统的人为手工设计转向为计算机设备辅助设计的方式。尤其是随着人工智能技术的引进，也让传统的计算机辅助设计方式出现了新的突破点，为传统的辅助设计手段打开了新的大门，能够将大量较为复杂的计算流程和实验操作的模拟过程，通过软件设计直接输入指令并操作完成，极大地提升了电器产品的设计效率以及后续实验过程中的精确度。在人工智能技术应用过程中，需要相关的操作人员和设计人员根据电气设备应用的实际状况和实际需求，对人工智能的软件进行科学的筛选和指令的提前输入，能够使产品的整个设计流程不断优化和升级，极大的缩短了产品在前期设计及实验中的周期。

（二）人工智能技术在电气设备诊断中的应用

电气设备在出现故障问题时会存在较为强烈的不确定性和非线性特征，而面对电气自动化控制系统在运行过程中存在的各类型故障问题，人工智能技术在前期摸查故障的环节中成效显著。在前期的故障排查中，常见的人工智能应用模块主要包括模糊逻辑诊断、以专家经验为基础的构思型诊断，以及建立于人类逻辑的神经网络诊断这三种方式。例如，在诊断发动机以及电动机的故障问题时，就可以通过模糊逻辑学习和仿人类故障排查思维方式这两种模式相互融合的方法，在结合故障诊断经验的基础条件下，针对本次故障的具体状况进行进一步的探讨和分析，通过自动学习完成对本次故障的诊断和排除。再比如，在模糊控制诊断技术的应用实践案例中，就可以通过电气设备的直流和交流传动作用来发现电气设备的故障问题。通常情况下，设备的直流传动操作以及命令的下达可以通过Mamdani和Sugeno这两种模糊逻辑控制方法实现。其中，第一种模糊逻辑系统主要平衡的是设备直流传动中的速率，而Sugeno是在速度掌控出现意外状况下负责调节的系统。这两种方式相互交替，就能够实现对直流传动常规运行和非常规运行条件下的高效控制，进一步发挥故障诊断的实用性功能[5]。

（三）人工智能在交流传动领域中的应用

第一，模糊逻辑的应用。在国际国内平台中，大多数关于交流传动中人工智能技术的实践研究，都是关于不同模糊控制系统在常规和非常规模式下调节交流运转速度这方面而展开。但是，英国高校的工程专业，在持续不断地研究下发明了一种性能更加高效的传输控制系统，系统的结构组织中涵盖了多种模糊控制器，实现了对常规交流运转过程中速度的控制，也能够完成电气自动化操作平台中给予的其他任务。该学院的研究工作还进一步探讨了关于模糊神经控制系统在一些动态速率较高的传动设备中应用的水平，并取得了显著的研究成效。国际平台上也有一些研究工作，对于模糊逻辑控制感应电机的磁通和力矩展开了研究。第二，神经网络系统的应用。目前，国际平台中有许多文章和研究都开始讨论神经网络在交流，电机和驱动系统的条件监测和诊断过程中的应用方案。采用这种实验方案，能够极大的减少电气控制系统在应用过程中的精准定位时间，同时，对于电气控制系统的初始速度计算量和控制量也达到了满意的效果。

（四）人工智能技术在电气自动化控制过程中的应用

首先，人工智能技术在处理数据方面的应用。人工智能控制器可以对电气自动化设备在运行过程中所有传感器设备所收集的数据信息进行采集，并且，该系统能够完成对数据信息的自动存储以及预处理工作。其次，在数据界面的显示工作中。如果当前设备和系统正处在高速运转的状态，就会在人工智能模拟画面上显示数据信息的计算量、分析量和模拟量，并且通过数量对电气设备的断路器以及隔离开关运作状态进行深度的了解，一旦发现电气设备的某些功能在运行过程中已经出现了问题，在界面显示中就会显示挂牌检修功能，并且能够自动呈现与故障电气设备对应的历史检测和维修信息，为故障设备的检测和维修提供了有效的参考依据。最后，在电气设备运行过程中的动态性监控。一旦设备在运作过程中出现了开关量状态波动、数据模糊等问题，人工智能系统中的智能自动化监控系统就会自动锁定监视目标，并针对监视目标的工作状态发出自动报警信息，还会将整个设备的运转过程进行全程记录。

四、结语

综上所述，人工智能技术在电气自动化控制系统中的应用，不仅能够有效地打破电气自动化系统传统控制工作中存在的不足之处，同时，还能够进一步优化电气自动化控制系统的控制流程和控制结果，在电气自动化系统的故障诊断和维修、过程速度优化、控制精确性提升等多个方面都发挥着不可取代的重要价值。在未来，人工智能技术将会通过持续的发展逐渐取代传统的电气自动化控制系统，推动电气自动化控制，全流程控制效率以及控制精确性的大幅度提升。

原文刊于《电子元器件与信息技术》