試論人工智能技術(shù)在供水設(shè)備機(jī)械電氣自動化控制中的應(yīng)用

梁國強(qiáng)

摘 要：作為社會發(fā)展過程中的一門新興學(xué)科，人工智能在各個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。人工智能是計算機(jī)技術(shù)發(fā)展到一定程度的產(chǎn)物，在供水設(shè)備機(jī)械電氣自動化控制中應(yīng)用人工智能技術(shù)，能夠有效的提高供水設(shè)備的運行效率。本文簡要介紹了人工智能技術(shù)以及人工智能控制器的主要優(yōu)勢，并對人工智能技術(shù)在供水設(shè)備機(jī)械電氣自動化控制中的具體應(yīng)用進(jìn)行了舉例說明。

關(guān)鍵詞：人工智能技術(shù);供水設(shè)備;電氣自動化控制技術(shù)

人工智能技術(shù)在各行各業(yè)中的應(yīng)用越來越普遍，極大地推動了生產(chǎn)效率的提高。作為一門邊緣學(xué)科，人工智能技術(shù)屬于自然學(xué)科和社會學(xué)科的交叉，涉及到的學(xué)科里面包括不定性論、控制論、計算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、數(shù)學(xué)、認(rèn)知科學(xué)等等。在供水設(shè)備機(jī)械電氣自動化控制中應(yīng)用人工智能技術(shù)，能夠有效地節(jié)約人力資源成本，提高供水設(shè)備的運行效率，減少供水設(shè)備的運行故障，推動供水企業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

1 人工智能技術(shù)

人工智能技術(shù)主要是對新設(shè)備、新技術(shù)和新理論進(jìn)行拓展、研究和開發(fā)而形成的一種新興技術(shù)。計算機(jī)發(fā)展的過程中，人工智能是一個重要的發(fā)展方向和組成部分，在該領(lǐng)域產(chǎn)生了各種應(yīng)用設(shè)備，例如圖像識別系統(tǒng)、語言識別系統(tǒng)、機(jī)器人等等?？傮w而言，人工智能技術(shù)是多個領(lǐng)域和技術(shù)的結(jié)合，可以使機(jī)械設(shè)備完成與人類智能相似的功能，從而達(dá)到提高生產(chǎn)效率的目的，減少人力資源方面的投入[1]。

2 在供水設(shè)備機(jī)械電氣自動化控制中應(yīng)用人工智能控制器

不同類別的人工智能控制器需要不同的研究手段，例如遺傳算法、模糊神經(jīng)或者神經(jīng)算法等等，本文將人工智能控制器作為非線性函數(shù)近似器進(jìn)行研究，從而對人工智能進(jìn)行開發(fā)和研究。與普通的函數(shù)估計其相比，人工智能非線性函數(shù)計時器具有非常明顯的優(yōu)勢，其在供水設(shè)備機(jī)械電氣自動化控制中的應(yīng)用也能夠取得良好的效果。首先，如果使用普通的函數(shù)估計器，研究的過程中會遇到一些不確定性因素，對供水設(shè)備的穩(wěn)定性造成影響。而使用非線性函數(shù)近似解，則無需將研究對象的模型建立起來，能夠?qū)€別對象進(jìn)行便利的研究，從而推動了電氣自動化控制系統(tǒng)在供水設(shè)備中的應(yīng)用。其次，為了達(dá)到一定的目的，研究者可以對供水機(jī)械設(shè)備的性能進(jìn)行調(diào)整，從而有效地提高供水設(shè)備的適應(yīng)性。第三，與控制器或者普通函數(shù)估計其相比，人工智能非線性函數(shù)近似器在調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)方面更加便利，能夠?qū)┧O(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行便利的調(diào)節(jié)。第四，在設(shè)計供水設(shè)備機(jī)械電氣自動化控制系統(tǒng)的過程中，設(shè)計者只需獲取供水設(shè)備中的數(shù)據(jù)，就能夠應(yīng)用人工智能技術(shù)對其進(jìn)行設(shè)計。在設(shè)計供水設(shè)備機(jī)械電氣自動化控制系統(tǒng)時，只需根據(jù)其所響應(yīng)的數(shù)據(jù)和語言，就可以完成全部的設(shè)計，極大地簡化了設(shè)計過程[2]。

在反模糊化和模糊化的過程中，使用隸屬函數(shù)、規(guī)則庫、自適應(yīng)性模糊神經(jīng)控制器能夠進(jìn)行自動實時確定。

3 人工智能技術(shù)在供水設(shè)備機(jī)械電氣自動化控制中的具體應(yīng)用

本文以恒壓供水中的AI 人工智能調(diào)節(jié)器為例，對人工智能技術(shù)在供水設(shè)備機(jī)械電氣自動化控制中的具體應(yīng)用進(jìn)行了簡要的介紹。

3.1 工作原理 該系統(tǒng)包括壓力變送器、閥門、水泵、控制接觸器組、AB-PLC-1756系統(tǒng)、AB軟啟動設(shè)備、AI- 808 人工智能調(diào)節(jié)器幾個組成部分。由于水泵具有較大的功率，380V的低壓電機(jī)5臺供水，分別為2臺355KW，2臺220KW，1臺160KW。

出水總管的壓力可以由壓力傳感器進(jìn)行檢測，由變送器向AI- 808 儀表進(jìn)行傳送，通過比較設(shè)定值，將誤差的變化率和壓力誤差得出來。使用AB軟啟動設(shè)備進(jìn)行降壓啟動，使用AB-PLC-1756系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)組開、?？刂?，及檢測各儀表，利用上位機(jī)組態(tài)軟件RSVIEW32對全廠生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，通過各監(jiān)測設(shè)備在上位機(jī)人員控制調(diào)節(jié)供水壓力。AB軟啟動設(shè)備具有軟啟動功能，起動加速時間不超過30秒，并具有自行調(diào)節(jié)功能。在進(jìn)行起動斜坡加速時，電機(jī)壓力會不斷上升，當(dāng)電動機(jī)的壓力已經(jīng)到達(dá)額定的轉(zhuǎn)速狀態(tài)時，軟啟動器的控制器就會對其進(jìn)行監(jiān)測，并自動將輸出電壓切換為全電壓。如果在30秒之內(nèi)電動機(jī)就已經(jīng)到達(dá)了額定轉(zhuǎn)速，則可以進(jìn)一步縮短啟動加速的時間。

3.2 控制算法 供水系統(tǒng)的對象還有時變成非線性環(huán)節(jié)，一些參數(shù)會出現(xiàn)未知式的緩慢變化，如果要達(dá)到理想的控制效果，單獨使用PID 控制是不行的。因此使用改進(jìn)PID和AI人工智能調(diào)節(jié)器進(jìn)行模糊控制，形成雙?？刂扑惴╗3]。

3.3 AI-808人工智能工業(yè)調(diào)節(jié)器 AI- 808人工智能工業(yè)調(diào)節(jié)器具有參數(shù)自整定功能、模糊邏輯 PID調(diào)節(jié)的先進(jìn)控制算法，能夠通過模糊算法來避免PID的飽和積分。如果誤差減小，則可以對PID算法進(jìn)行改進(jìn)，對被控對象的特征進(jìn)行自動學(xué)習(xí)和記憶，從而優(yōu)化控制效果。這樣一來，即使對復(fù)雜的對象也能夠進(jìn)行良好的控制，具有參數(shù)確定簡單、精度高、無超調(diào)的優(yōu)點。

3.4 可編程控制器 可編程控制器的輸出是繼電器類型，主要使用Micrologix系列。水泵的邏輯功能主要由PLC來完成，無需設(shè)置模擬量的輸入輸出模塊，有力地節(jié)省了造價投資。使用AI- 808人工智能儀表來進(jìn)行系統(tǒng)的壓力閉環(huán)控制。

3.5 控制臺 手動和自動兩種操作模式在控制臺的設(shè)計中都有所兼顧，通過手動操作來單獨開啟或停止每一臺水泵和閥門，并通過多圈電位器來對變頻器的頻率進(jìn)行手動調(diào)節(jié)。如果處于自動模式之下，則可以通過開關(guān)來將需要投入運行的水泵選擇出來。如果某臺水泵需要維修，則可以令其自動退出運行行列，不會對系統(tǒng)正常運行造成影響。

4 結(jié)語

本文對人工智能技術(shù)在工程設(shè)備機(jī)械電氣自動化控制中的具體應(yīng)用進(jìn)行了簡要的分析，人工智能技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，在各行各業(yè)中都得到了廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用人工智能技術(shù)的恒壓供水系統(tǒng)，在民用供水系統(tǒng)和工業(yè)供水系統(tǒng)中都已經(jīng)得到了應(yīng)用，并取得了良好的應(yīng)用效果，已經(jīng)成為了供水設(shè)備機(jī)械電氣化自動控制發(fā)展中的一個重要發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫斌.解析電氣自動化控制中人工智能技術(shù)的運用[J].科技傳播，2014（04）.

[2]唐鵬.智能技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2014（06）.

[3]都繼偉.智能技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用[J].科技致富向?qū)В?013（32）.