智能化技術(shù)在泵站電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

范雪斌

（江蘇省張家港中等專業(yè)學(xué)校，江蘇 蘇州 215600）

0 引言

泵站電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的運(yùn)用場(chǎng)景越來越廣泛,越來越多的智能化技術(shù)運(yùn)用也為其注入了新的生機(jī),讓整個(gè)泵站的管理體制得到了優(yōu)化和發(fā)展,讓泵站的發(fā)展不再受制于有限的人力,可以為社會(huì)的發(fā)展提供更多的助益,同時(shí)也讓整個(gè)工程技術(shù)得到空前的發(fā)展。 在科技迅猛發(fā)展,全球化進(jìn)程勢(shì)不可擋的當(dāng)下,如何應(yīng)用智能化技術(shù)成為促進(jìn)這一行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵性因素。

1 智能化技術(shù)目前在泵站電氣自動(dòng)化控制中的相關(guān)應(yīng)用

1.1 應(yīng)用于控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化工作

泵站的主要結(jié)構(gòu)有3 部分,即油箱、電機(jī)以及不可缺少的水泵機(jī)組。 在現(xiàn)今的技術(shù)發(fā)展的背景下,智能化技術(shù)廣泛的應(yīng)用成為泵站運(yùn)行的基礎(chǔ)性技術(shù),可以通過智能技術(shù)對(duì)泵站電氣自動(dòng)化的整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行全面的優(yōu)化。 這對(duì)于提升控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)的效率有著重要的作用,同時(shí)它也可以更加智能的幫助讀取控制系統(tǒng)根據(jù)泵站內(nèi)正在運(yùn)行著的電氣設(shè)備的參數(shù),準(zhǔn)確判斷當(dāng)前電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況,并在此基礎(chǔ)上根據(jù)所觀測(cè)到的實(shí)際運(yùn)行情況采取進(jìn)一步科學(xué)的智能化管控措施。 通過運(yùn)用智能技術(shù),可以有效地提升電氣設(shè)備運(yùn)用場(chǎng)景中的控制效率,讓電氣設(shè)備的不同系統(tǒng)間所得到的反饋響應(yīng)得到更加有效地配合,也讓整體系統(tǒng)的運(yùn)行更加有保障,同時(shí)也可以顯著優(yōu)化提升整個(gè)泵站的電氣自動(dòng)化控制水平［1］。

1.2 在系統(tǒng)故障排查和診斷中應(yīng)用

隨著智能化技術(shù)的合理運(yùn)用,泵站的故障排查工作在很大程度上由智能化技術(shù)完成,并可以建立相關(guān)的智能化排查診斷系統(tǒng),應(yīng)用相關(guān)的智能化傳感器對(duì)應(yīng)用中的設(shè)備電路、電器使用的情況以及排水管道目前的壓力指數(shù)等進(jìn)行全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),所檢測(cè)到的參數(shù)也可以直接導(dǎo)入后臺(tái)的控制系統(tǒng)。 讓系統(tǒng)可以利用這些檢測(cè)到的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析和檢測(cè),再借助現(xiàn)代化的智能技術(shù)對(duì)參數(shù)是否發(fā)生變化,是否處于正常的區(qū)間等進(jìn)行細(xì)致的分析,以期能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)設(shè)備中的問題和故障,并且在故障尚未出現(xiàn)之前將其修復(fù),以此降低故障可能發(fā)生的概率,降低故障對(duì)整個(gè)水泵系統(tǒng)可能產(chǎn)生的影響。

1.3 優(yōu)化創(chuàng)新系統(tǒng)控制功能

智能化技術(shù)可以有效地對(duì)目前存在的系統(tǒng)控制進(jìn)行更加科學(xué)高效的優(yōu)化創(chuàng)新。 例如,可以將智能化技術(shù)運(yùn)用于傳統(tǒng)的人機(jī)交互界面的優(yōu)化,讓復(fù)雜的管理界面在智能技術(shù)的運(yùn)用下,先對(duì)現(xiàn)在使用的控制系統(tǒng)運(yùn)行的各個(gè)控制功能進(jìn)行圖像模擬,將各項(xiàng)具有復(fù)雜性的控制功能簡(jiǎn)化為相關(guān)的易于表達(dá)的圖形,再進(jìn)行相關(guān)的圖形模擬操作,使得非專業(yè)人員也可以很快適應(yīng)培訓(xùn)過程,了解到足夠多的相關(guān)知識(shí)和操作,同時(shí)進(jìn)行正確的科學(xué)的人機(jī)交互操作。 同時(shí),在有著某些特殊控制需求的技術(shù)應(yīng)用中,也可以借助圖形化的簡(jiǎn)單人機(jī)交互界面進(jìn)行更加高效和直觀的快速編程工作［2］。

1.4 增強(qiáng)系統(tǒng)智能安全防范系數(shù)

隨著現(xiàn)代化技術(shù)的不斷應(yīng)用,電氣自動(dòng)化技術(shù)也在不斷融合以太網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù),隨著網(wǎng)絡(luò)的廣泛使用,網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)問題也逐漸出現(xiàn),這對(duì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全問題造成了很大的影響,讓整個(gè)系統(tǒng)很容易遭受到網(wǎng)絡(luò)病毒的侵害。 但是,智能化技術(shù)具備較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)能力,在防范網(wǎng)絡(luò)病毒方面具有很大的優(yōu)勢(shì),可以建立起具有防火墻和病毒的檢測(cè)、消除等功能的嚴(yán)密的防護(hù)系統(tǒng)。 同時(shí)也可以在使用這一系統(tǒng)的過程中主動(dòng)檢測(cè)、收集相關(guān)信息,檢測(cè)是否存在未知的入侵病毒,建立專屬的網(wǎng)絡(luò)病毒庫為后續(xù)的工作提供參考。 隨著系統(tǒng)的不斷使用,系統(tǒng)的整體防范病毒能力也將得到較大提升,同時(shí)提升泵站的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全性。

2 智能化技術(shù)在泵站電氣自動(dòng)化控制的具體應(yīng)用

2.1 應(yīng)用于專家系統(tǒng)

泵站中相關(guān)的電氣設(shè)備在使用時(shí)的工作狀態(tài)會(huì)受到一系列如流量、壓力等參數(shù)的影響,不同的參數(shù)所呈現(xiàn)出的工作狀態(tài)不同,在確定好各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)之后,各個(gè)設(shè)備運(yùn)行時(shí)的參數(shù)關(guān)系也是非常復(fù)雜的,僅僅依靠電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)所計(jì)算出的理論值和預(yù)先設(shè)置好的程序,很難對(duì)泵機(jī)組以及泵站中的各個(gè)設(shè)備進(jìn)行有效的調(diào)試,尤其是在運(yùn)行參數(shù)受外界影響發(fā)生變化,設(shè)備出現(xiàn)腐蝕和磨損等現(xiàn)象時(shí),設(shè)備想要達(dá)到最好、最高效的運(yùn)行狀態(tài)會(huì)面臨很大的困難,可以使用專家系統(tǒng)來改善這些問題,通過建立相關(guān)知識(shí)庫、各項(xiàng)設(shè)參數(shù)及相關(guān)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫等來建立專家智能控制系統(tǒng),并以運(yùn)行的泵理論計(jì)算的結(jié)果和檢測(cè)到的相關(guān)數(shù)據(jù)作為參考,進(jìn)行過程的模擬運(yùn)行試驗(yàn),推理出在不同狀態(tài)下設(shè)備運(yùn)行時(shí)的潛在問題,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)精確的設(shè)備調(diào)試［3］。

2.2 應(yīng)用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

在對(duì)泵站機(jī)組進(jìn)行設(shè)計(jì)以及設(shè)計(jì)之后的試驗(yàn)和運(yùn)行檢測(cè)過程中,都需要借助一定的測(cè)試來檢驗(yàn)和確定當(dāng)前設(shè)備的工況性能,并依據(jù)測(cè)試內(nèi)容制作出當(dāng)前設(shè)備的性能曲線,為后續(xù)的機(jī)組設(shè)備的檢測(cè)、智能自適應(yīng)控制等提供數(shù)據(jù)支撐和基礎(chǔ)。 但對(duì)性能進(jìn)行檢測(cè)所需要的成本很高,所作假設(shè)的準(zhǔn)確程度以及測(cè)試條件不夠完善等問題,也將在很大程度上影響到模擬機(jī)器數(shù)據(jù)和對(duì)設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行換算時(shí)的精確性。 為解決上述問題,也為了讓整個(gè)泵站機(jī)組需要的設(shè)備的性能曲線可以在很大程度上變得更加精確,以便后續(xù)能夠成為可靠的參考,設(shè)計(jì)人員會(huì)在設(shè)計(jì)過程中使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),幫助有限離散數(shù)據(jù)下進(jìn)行泵機(jī)組的相關(guān)的測(cè)試活動(dòng)。 通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在這方面所提供的支持,建立起以泵機(jī)組設(shè)備所具有的特征為基礎(chǔ)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),并將其用于對(duì)運(yùn)行過程中的個(gè)性設(shè)備所具有的相關(guān)性能參數(shù)有關(guān)計(jì)算。

2.3 應(yīng)用于模糊邏輯控制系統(tǒng)

模糊控制系統(tǒng)是現(xiàn)代化信息基礎(chǔ)下使用計(jì)算機(jī)對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行控制的,具有反饋通道運(yùn)用技術(shù)中的一種具有先進(jìn)性的閉環(huán)結(jié)構(gòu)數(shù)字控制系統(tǒng),它可以利用智能化模糊控制器在泵站的運(yùn)行過程中對(duì)其中的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行相關(guān)的控制和模擬。 在現(xiàn)代化的泵站運(yùn)行中,對(duì)這一模塊的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也會(huì)面臨復(fù)雜性十足的要求和標(biāo)準(zhǔn),可以使用模糊控制對(duì)各項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控,計(jì)算出后續(xù)研究所需要的相關(guān)參數(shù),再結(jié)合設(shè)備的負(fù)荷變化以及運(yùn)行中存在的流量的變化等因素,構(gòu)建后續(xù)所需要指導(dǎo)的隸屬參數(shù),通過這樣的技術(shù)可以使設(shè)備狀態(tài)與之對(duì)應(yīng)。 以上方法可以達(dá)到更高效的優(yōu)化工作效果,保障整個(gè)泵站電器設(shè)備能夠安全、高效以及智能化的運(yùn)行,同時(shí)也可以降低電氣自動(dòng)化管控過程中的危險(xiǎn)性,為整個(gè)水利工程帶來更加高效安全的運(yùn)行方式,提升整體的運(yùn)行效率。

3 結(jié)語

智能化技術(shù)在泵站中應(yīng)用廣泛,不僅可以對(duì)其電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行一系列科學(xué)的故障排查及相關(guān)診斷工作,也可以對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行一定的優(yōu)化,促進(jìn)管理控制功能不斷更新優(yōu)化,還可以讓整體的安全防范工作得到更大的保障,反映出將智能化技術(shù)運(yùn)用于這一行業(yè)的科學(xué)合理性及必要性。