摘要：科学技术的飞速发展带动人工智能技术的发展。人工智能技术的应用，提高了行业运行效率与精准度，增加控制稳定性，还能降低运行成本。尤其在数控系统电气自动化控制中应用人工智能技术，提高了整个系统控制过程中的准确性。故此文笔者将结合工作实际，介绍智能化技术的概况和发展，并分析如何在数控系统电气自动化控制中应用人工智能化技术，这对智能化技术在电气工程领域的应用有借鉴意义。
关键词：智能化技术；电气工程；自动化控制；
引言
智能化技术作为一门新兴的高科技技术，以计算机为整个工作核心，模拟人类的思考过程。人工智能化技术智能化技术在其运用的领域中主要体现了它的计算机技术、精密传感技术和精确定位技术。成为我国电气自动化控制不可或缺的一部分。同时数控机床的发展正朝着精密化、智能化、专业化、网络化和绿色环保等方向发展，人工智能化技术在航空数控机床上电气控制中的应用越来越多。
1人工智能化技术的简述
人工智能技术作为仿生学的一种，模仿人类的大脑做出决策，但相比人类大脑而言，没有疲倦认知、精准度更高，可以实现精准控制、实时控制、全面控制，是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。随着产品市场的竞争日益激烈，产品的人工智能化优势在无论是在实际操作还是在具体应用中都发挥着巨大的优势，这些优势主要表现在：极大改善了操作者的工作环境；大大减轻了作业人员的工作强度；提高了产品作业质量与工作效率；提升了机器的自动化程度和智能化水平；增强了设备可靠性，降低了设备的维护成本；实现了智能化故障诊断等。
2人工智能化技术在数控系统电气自动化控制的发展方向
人工智能化技术在数控系统电气自动化控制的发展，从性能上来讲，主要有4点：
2.1可视化的界面显像功能。
人机对话是智能化的主要内容之一，人工智能化的趋势就是能够通过技术手段 实现人与机器之间的简单交流。目前，很多产品都有这 样的功能，数控技术中，应用人机对话的理念可以大幅度提升生产精确度。可视化的界面显像功能就是实 现这一功能的有效途径，该技术的形成可以根据不同 用户的不同需求采取不一样的技术手段。图形界面设计，开发了更大的市场占有率。对于非专业的用户而 言，也可以简单的操作。而这正是符合未来技术发展的需要，简单的操作环境和强大的功能实现。
2.2运算能力的加强及其可视化实现
科学运算在很多技术领域中都是非常重要的，而智能化的数控技术更加需要强大的处理和分析能力。信息的处理不再局限于文字和语言，而是通过图像与图形进行可视分析。在实际的生产作业中，可以现实无纸设计、虚拟机 技术等等。该技术可以大幅度降低生产成本并且有效提高产品质量。仿真演示的功能可以将运算可视化，实现动态处理功能。
2.3实现柔性化。智能化在实现柔性化控制方面主要包含两点：第一，实现数控系统自身的柔性化，增加数控系统的功能覆盖面。第二，实现群拉系统的柔性化，即同一个群控系统能够根据不同的生产流程要求，对物料流与信息流进 行自动地动态调整，从而最大限度地实现群控系统的控制能力。
2.4 PLC 技术的高性能内嵌技术
PLC 为控制模块 的指挥中心，一般在数控系统中多为内嵌的方式进行设置。此外，PLC支持编程修改以及嵌入。可以方便用户建立自己的应用程序，进行控制技术的多元化。
3数控系统电气自动化控制中人工智能技术应用
目前，数控系统电气自动化控制中人工智能技术应用主要体现在加工过程自决策、自执行、自适应控制、实时故障诊断、优化设计等方面，如图1所示。
图1 智能制造单元
3.1加工过程自适应控制
一些难加工材料零件加工的数控机床，对加工效率和加工质量要求很高，为了使数控机床保持最佳动态性能加工零件状态，需要对数控机床进行刀具和运行状态的实时监控。人工智能技术的应用可以提高加工过程自适应控制，通过底 层传感器硬件连接，配合进行相关软件设计，实现根据监控信号的特征值，对钻、铣、攻丝等加工过程中的断刀、缺刀、刀具磨损、碰撞、加工过载、刀具不平衡等进行实时监控，监控结果可记录在日志文件中，也可在机床数控系统的人机界面上显示。过程监控是通过现场总线采集电机扭矩信号，对机床状况进行监控。
3.2实时故障诊断
机床数控系统内部数据由数控 系统内置 PLC 系统通过双口存储器 读取系统内部的驱动数据和控制数 据，机床外围状态数据通过 PLC 系统的输入/输出地址采集。采集和读取到的机床状态数据通过数据处理，一方面通过现场总线或以太网通讯，提供到智能故障诊断系统数据库；另一方面，通过在数控系统提供的开放接口上进行二次开发，设计智能化人机界面。
图2 机床关键部件实时诊断处理图
加工过程中的机床状态实时监测和故障诊断是数控装备用户最关心的问题，对于故障率出现较高的机床关键部件，可以采用加装不同类型传感器的方法来对机床状态进行实时监控。采集到的机床关键部件信号通过现场总线传输到控制系统，在机床控制程序中对出现的各种 故障进行处理，在人机界面进行实时监控和处理，实现故障的智能诊断。根据机床故障机理分析研究，在机床关键部件，如机械主轴、滚珠丝杠副、导轨副等传动部件加装不同类型传感器，这些传感器信号通过数据处理后，经现场总线传输到控制系统。通过数控系统的网络功能将数控机床的实时工作状态、加工信息等信息资源存储到智能诊断数据库中。如图2所示。
3.3优化设计
通过智能化技术，可以方便地对设计方案进行优化和重组，快速实现电气工程自动化控制方案的优化设计。比如在数控系统中，由于数控机床零件加工的复杂性，用户经常会提出一些针对不同结构机床和不同零件加工的人机界面特殊需求，要求人机界面具有智能诊断功能，因此根据机床结构和加工零件的不同，通过引入人工智能技术，对数控电气系统提供接口的二次开发，定制设计不同的智能化人机界面，既方便用户操作，又能满足用户的特殊需求。主要体现在以下几个方面：（1）机床输入输出信号状态显示；（2）主轴和坐标电机功率、扭矩、温度等实时显示和诊断；（3）主轴振动实时显示和预警；（4）主轴轴承温度实时显示和预警；（5）机械主轴换挡状态显示；（6）驱动测量系统一键式转换功能； （7）机床运行时间和加工时间统计显示；（8）机床故障信息一键式帮助文件在线显示。
4总结
智能化技术在电气工程自动化控制中具有重要的应用价值，可以大大提高电气工程自动化控制的可靠性、稳定性和高效性。鉴于笔者的工作性质，主要探讨适用于数控机床电气自动化控制的人工智能化技术，希望能够进一步完善自主研发数控机床的功能，提升数控机床的制造和应用水平。
参考文献
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[3]刘姜伟.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].电子世界，2017（15）：187.
论文作者:何树洋
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/17
标签：技术论文; 机床论文; 加工论文; 自动化控制论文; 人工智能论文; 数控系统论文; 数控机床论文; 《电力设备》2019年第7期论文;