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摘 要：人工智能是指“人工制作”的具有智能化的科学系统，具有诸多优越的显著功能，广泛运用于科研、生产、实际工程中，如能提高电气设备设计的水平，精确诊断出引起电气设备发生事故及故障的原因，实现控制和保护双重功能等等。
关键词：人工智能 自动化 电气工程 控制系统
中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）012-160-02
人工智能与传统方法相比较，具有许多方面的优良性能，智能化的系统大大代替了大量的人工繁琐的工作，又提高了系统操作的灵敏性和精确性，在功能要求越来越高的许多行业中应用相当广泛。最近10多年来，各种电子技术和高科技手段的日新月异，许多科研机构就自动化控制中的人工智能技术开展了大量的研究工作，取得了丰硕的成果。下面笔者就人工智能在在电气工程方面的应用做一综述。
1 人工智能技术的优势
（1）控制对象的模型在设计之前已经成型。在电气工程方面，由于许多参数具有复杂性，利用传统技术无法确定哪些具体的参数变化会导致结果的相应变化，从而表现出的外在结果复杂多样，难以归纳出具有一定规律性的结论来，这就是信息的非线性特征必然决定了随机结果出现的原因。人工智能通过专家系统，利用控制器能对各种参数进行精密分析，并给出正确的指令，而使得各种对象在动态变化中得到精确地控制。
（2）人工智能控制器的自身性能能够自我调节，以趋更加完善，应用的技术及参数可以有实际响应时间、下降时间、鲁棒性能等变化。
（3）人工智能控制器操作起来比较直观、简洁，即使经过一般的专业操作技术岗前培训，也能很快掌握人性化的人机交互对话系统，还能依照各种实际情况进行适应本人习惯或工作需要的界面设计。
（4）人工智能控制器性能稳定，能对各种数据进行科学的处理，可适范围比较宽泛，由于驱动器的特性很多，控制器都能对输入的各种数据信息做出很好的筛选和判断。
2 电气工程中人工智能的运用
2.1 提高了电气设备设计的水平
计算机技术的更新换代率非常快，引导了电气产品的设计手段发生了革命性变化，CAD（计算机辅助设计）的引入，大大缩短了产品研发的周期。在CAD中嵌入人工智能，使得电气设计变得非常直观，模块化的操作设计模式和大大缩短了设计的周期，同时由于计算机技术的精确化，也使得产品的质量得到很大程度的改良。人工智能系统能够优化电气产品的设计，主要借助于遗传算法和专家系统两方面来完成。遗传算法具有明显的算法优势，计算结果的精度也很高，因此遗传算法及其衍生算法普遍应用于对电气产品的智能化优化设计中。电气设备发生故障一般是不确定性的，具有很大的随机性，表现在发生故障的部位和发生故障的时间方面，但一般会在故障发生之前总会出现一定的先兆，利用专家系统就可以将预兆和故障之间的复杂关系准确而及时地反映出来，并给出预警信号。
2.2 精确诊断出引起电气设备发生事故及故障的原因
由于目前电气设备的自动化和集成化很高，一旦发生故障，利用传统的分析方法难以准确找出故障发生的部位。如发动机、发电机和变压器等设备出现故障的频率一般比较高，其原因是非常复杂和多变的，并且具有很强的突发性，还具有快速解决的特定要求，若处理不当或不及时，就会造成二次损失或事故，甚至会造成非常严重的不可预见性后果。人工智能系统融入了神经网络和模糊理论等技术，可以很好地解决传统分析方法所出现的延时处理或诊断失误等问题。传统方法诊断故障的原理是：变压器等电器设备一旦发生故障，其中的油的成分会发生一定的变化，因而对提取的样本进行成分分析，就可以判断出变压器等电气设备是否发生了功能性故障。采用这种传统方式耗时较多，浪费人力，准确性不高。
2.3 对电气控制过程中的有效应用进行分析
电气技术越来越复杂，越来越现代化，其控制过程就显得愈来愈重要，是确保电气设备稳定而高效运行的保护神。长期以来这一问题是学术界和工程界所面临的一大棘手课题。功能越来越完善、技术含量越来越丰富，这些均对技术人员的理论水平和操作技能提出了非常严格的高要求，在目前阶段下，提高操作人员的技能水平和效率就成为科研人员孜孜追求的一个目标。人工智能的引入和广泛地应用，和计算机运算能力等核心技术的长足进步，以及交互性的界面，都使得日常化的操作变得直观、简洁，还可以实现远程控制及其监控，大大提高了操作人员的安全性，也对电气设备的良好运行提供了可靠的保证。另外，还对某些重要的数据和信息进行了即时的存储和备份，以便以后进行调用、对比分析等。还可以自动生成各种报表，大大降低了人工费用，也减少了物力、财力等资源的大量投入，工作效率大幅度得到提高，精确度更加细致。
2.4 实现了控制和保护双重功能
在电气设备中，人工智能能对所有开关量、模拟量数据实时自动采集并进行科学的处理，并能做到定时、批量地整理和储存。还可以通过对系统的历史运转情况进行画面模拟显示，电流、电压、隔离开关、断路器等电机设备的运转状态到直观形象的反应，一目了然。技术操作人员可以根据实际情况进行相关数据的分析及建立图表。综合集成了声光、语音、电话、图象等多模式同时或选择性报警。在操作控制方面，智能化技术使技术人员可以通过键盘或鼠标实现对隔离开关，断路器等的现场或者远程控制，励磁电流的调整。
2.5 在电力系统自动化中的应用
人们对电力行业在生产中要保持稳定性和流畅性的要求不断提高，现在很多大型的电力企业均将PLC 控制系统逐步代替辅助系统中的比较传统落后的继电控制器。通过PLC 控制系统可以一方面对某个工艺流程进行实时的控制，另一方面协调全厂的安全生产。火力发电厂中的输煤控制系统由主站层、现场传感器和远程IO站三部分组成连贯的网络体系结构。其中，由人机接口和PLC 共同构成主站层，少许工作人员在设置有主站层的集控室内，通过系统的显示屏以自动控制为主手动控制为辅对系统进行监视和控制，可以大幅提高发电企业生产效率。随着PLC 技术的应用，实现了电厂不同发电机组在供电系统之间自动切换，供电的可靠性和稳定性得到很大程度上的提高。
3 结束语
综上所述，随着微电子技术的飞速发展和软件技术的快速提高，人们的日常生活发生了很大的变化，无数的科研成果慢慢转换成生产力，改变着我们的生活方式，同时也促进了人工智能技术的不断提高。硬件方面的技术和工艺水平同样也在飞速发展，电子集成技术更加成熟，功能更加强大。芯片制造技术更是锦上添花，人工智能的控制能力和控制精度愈加得到提高，应用范围日趋广泛而深入，产品成本的下降也带动终端销售价格的大幅度下降，良性循环下的技术催生，使得人工智能技术在生活和生产中的许多方面都得到更加广泛的应用，高度的自动化特征使人们体验到神奇的便利性。可以预见，人工智能在电气自动化控制中将会有更加广阔的远景。
参考文献：
[1] 郭策，范然.设计智能建筑电气自动化系统的思路[J].中国新技术新产品，2012（05）.
[2] 周超.人工智能技术在电气自动化控制中的运用[J].硅谷，2012（08）.
[3] 朱子龙.人工智能技术在电气自动化控制中的运用探讨[J].科技创新与应用，2012（17）.
[4] 陆伟民.人工智能技术及应用[M].上海：同济大学出版社，1998.
[5] 王洪钟.人工智能技术在电气自动化控制中的应用探讨[J].科技创新导报，2012（25）.
[6] 杨状元，林建中.人工智能的现状及今后发展趋势展望[J].科技信息，2009（4）.
[7] 陈洪峰.国内电气自动化发展状况与趋势[J].科技创新报，2009（01）.
关键词：人工智能 自动化 电气工程 控制系统
中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）012-160-02
人工智能与传统方法相比较，具有许多方面的优良性能，智能化的系统大大代替了大量的人工繁琐的工作，又提高了系统操作的灵敏性和精确性，在功能要求越来越高的许多行业中应用相当广泛。最近10多年来，各种电子技术和高科技手段的日新月异，许多科研机构就自动化控制中的人工智能技术开展了大量的研究工作，取得了丰硕的成果。下面笔者就人工智能在在电气工程方面的应用做一综述。
1 人工智能技术的优势
（1）控制对象的模型在设计之前已经成型。在电气工程方面，由于许多参数具有复杂性，利用传统技术无法确定哪些具体的参数变化会导致结果的相应变化，从而表现出的外在结果复杂多样，难以归纳出具有一定规律性的结论来，这就是信息的非线性特征必然决定了随机结果出现的原因。人工智能通过专家系统，利用控制器能对各种参数进行精密分析，并给出正确的指令，而使得各种对象在动态变化中得到精确地控制。
（2）人工智能控制器的自身性能能够自我调节，以趋更加完善，应用的技术及参数可以有实际响应时间、下降时间、鲁棒性能等变化。
（3）人工智能控制器操作起来比较直观、简洁，即使经过一般的专业操作技术岗前培训，也能很快掌握人性化的人机交互对话系统，还能依照各种实际情况进行适应本人习惯或工作需要的界面设计。
（4）人工智能控制器性能稳定，能对各种数据进行科学的处理，可适范围比较宽泛，由于驱动器的特性很多，控制器都能对输入的各种数据信息做出很好的筛选和判断。
2 电气工程中人工智能的运用
2.1 提高了电气设备设计的水平
计算机技术的更新换代率非常快，引导了电气产品的设计手段发生了革命性变化，CAD（计算机辅助设计）的引入，大大缩短了产品研发的周期。在CAD中嵌入人工智能，使得电气设计变得非常直观，模块化的操作设计模式和大大缩短了设计的周期，同时由于计算机技术的精确化，也使得产品的质量得到很大程度的改良。人工智能系统能够优化电气产品的设计，主要借助于遗传算法和专家系统两方面来完成。遗传算法具有明显的算法优势，计算结果的精度也很高，因此遗传算法及其衍生算法普遍应用于对电气产品的智能化优化设计中。电气设备发生故障一般是不确定性的，具有很大的随机性，表现在发生故障的部位和发生故障的时间方面，但一般会在故障发生之前总会出现一定的先兆，利用专家系统就可以将预兆和故障之间的复杂关系准确而及时地反映出来，并给出预警信号。
2.2 精确诊断出引起电气设备发生事故及故障的原因
由于目前电气设备的自动化和集成化很高，一旦发生故障，利用传统的分析方法难以准确找出故障发生的部位。如发动机、发电机和变压器等设备出现故障的频率一般比较高，其原因是非常复杂和多变的，并且具有很强的突发性，还具有快速解决的特定要求，若处理不当或不及时，就会造成二次损失或事故，甚至会造成非常严重的不可预见性后果。人工智能系统融入了神经网络和模糊理论等技术，可以很好地解决传统分析方法所出现的延时处理或诊断失误等问题。传统方法诊断故障的原理是：变压器等电器设备一旦发生故障，其中的油的成分会发生一定的变化，因而对提取的样本进行成分分析，就可以判断出变压器等电气设备是否发生了功能性故障。采用这种传统方式耗时较多，浪费人力，准确性不高。
2.3 对电气控制过程中的有效应用进行分析
电气技术越来越复杂，越来越现代化，其控制过程就显得愈来愈重要，是确保电气设备稳定而高效运行的保护神。长期以来这一问题是学术界和工程界所面临的一大棘手课题。功能越来越完善、技术含量越来越丰富，这些均对技术人员的理论水平和操作技能提出了非常严格的高要求，在目前阶段下，提高操作人员的技能水平和效率就成为科研人员孜孜追求的一个目标。人工智能的引入和广泛地应用，和计算机运算能力等核心技术的长足进步，以及交互性的界面，都使得日常化的操作变得直观、简洁，还可以实现远程控制及其监控，大大提高了操作人员的安全性，也对电气设备的良好运行提供了可靠的保证。另外，还对某些重要的数据和信息进行了即时的存储和备份，以便以后进行调用、对比分析等。还可以自动生成各种报表，大大降低了人工费用，也减少了物力、财力等资源的大量投入，工作效率大幅度得到提高，精确度更加细致。
2.4 实现了控制和保护双重功能
在电气设备中，人工智能能对所有开关量、模拟量数据实时自动采集并进行科学的处理，并能做到定时、批量地整理和储存。还可以通过对系统的历史运转情况进行画面模拟显示，电流、电压、隔离开关、断路器等电机设备的运转状态到直观形象的反应，一目了然。技术操作人员可以根据实际情况进行相关数据的分析及建立图表。综合集成了声光、语音、电话、图象等多模式同时或选择性报警。在操作控制方面，智能化技术使技术人员可以通过键盘或鼠标实现对隔离开关，断路器等的现场或者远程控制，励磁电流的调整。
2.5 在电力系统自动化中的应用
人们对电力行业在生产中要保持稳定性和流畅性的要求不断提高，现在很多大型的电力企业均将PLC 控制系统逐步代替辅助系统中的比较传统落后的继电控制器。通过PLC 控制系统可以一方面对某个工艺流程进行实时的控制，另一方面协调全厂的安全生产。火力发电厂中的输煤控制系统由主站层、现场传感器和远程IO站三部分组成连贯的网络体系结构。其中，由人机接口和PLC 共同构成主站层，少许工作人员在设置有主站层的集控室内，通过系统的显示屏以自动控制为主手动控制为辅对系统进行监视和控制，可以大幅提高发电企业生产效率。随着PLC 技术的应用，实现了电厂不同发电机组在供电系统之间自动切换，供电的可靠性和稳定性得到很大程度上的提高。
3 结束语
综上所述，随着微电子技术的飞速发展和软件技术的快速提高，人们的日常生活发生了很大的变化，无数的科研成果慢慢转换成生产力，改变着我们的生活方式，同时也促进了人工智能技术的不断提高。硬件方面的技术和工艺水平同样也在飞速发展，电子集成技术更加成熟，功能更加强大。芯片制造技术更是锦上添花，人工智能的控制能力和控制精度愈加得到提高，应用范围日趋广泛而深入，产品成本的下降也带动终端销售价格的大幅度下降，良性循环下的技术催生，使得人工智能技术在生活和生产中的许多方面都得到更加广泛的应用，高度的自动化特征使人们体验到神奇的便利性。可以预见，人工智能在电气自动化控制中将会有更加广阔的远景。
参考文献：
[1] 郭策，范然.设计智能建筑电气自动化系统的思路[J].中国新技术新产品，2012（05）.
[2] 周超.人工智能技术在电气自动化控制中的运用[J].硅谷，2012（08）.
[3] 朱子龙.人工智能技术在电气自动化控制中的运用探讨[J].科技创新与应用，2012（17）.
[4] 陆伟民.人工智能技术及应用[M].上海：同济大学出版社，1998.
[5] 王洪钟.人工智能技术在电气自动化控制中的应用探讨[J].科技创新导报，2012（25）.
[6] 杨状元，林建中.人工智能的现状及今后发展趋势展望[J].科技信息，2009（4）.
[7] 陈洪峰.国内电气自动化发展状况与趋势[J].科技创新报，2009（01）.