試論人工智能技術在供水設備機械電氣自動化控制中的應用

梁國強

摘 要：作為社會發展過程中的一門新興學科，人工智能在各個領域都得到了廣泛的應用。人工智能是計算機技術發展到一定程度的產物，在供水設備機械電氣自動化控制中應用人工智能技術，能夠有效的提高供水設備的運行效率。本文簡要介紹了人工智能技術以及人工智能控制器的主要優勢，并對人工智能技術在供水設備機械電氣自動化控制中的具體應用進行了舉例說明。

關鍵詞：人工智能技術;供水設備;電氣自動化控制技術

人工智能技術在各行各業中的應用越來越普遍，極大地推動了生產效率的提高。作為一門邊緣學科，人工智能技術屬于自然學科和社會學科的交叉，涉及到的學科里面包括不定性論、控制論、計算機科學、心理學、數學、認知科學等等。在供水設備機械電氣自動化控制中應用人工智能技術，能夠有效地節約人力資源成本，提高供水設備的運行效率，減少供水設備的運行故障，推動供水企業的健康穩定發展。

1 人工智能技術

人工智能技術主要是對新設備、新技術和新理論進行拓展、研究和開發而形成的一種新興技術。計算機發展的過程中，人工智能是一個重要的發展方向和組成部分，在該領域產生了各種應用設備，例如圖像識別系統、語言識別系統、機器人等等。總體而言，人工智能技術是多個領域和技術的結合，可以使機械設備完成與人類智能相似的功能，從而達到提高生產效率的目的，減少人力資源方面的投入[1]。

2 在供水設備機械電氣自動化控制中應用人工智能控制器

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、模糊神經或者神經算法等等，本文將人工智能控制器作為非線性函數近似器進行研究，從而對人工智能進行開發和研究。與普通的函數估計其相比，人工智能非線性函數計時器具有非常明顯的優勢，其在供水設備機械電氣自動化控制中的應用也能夠取得良好的效果。首先，如果使用普通的函數估計器，研究的過程中會遇到一些不確定性因素，對供水設備的穩定性造成影響。而使用非線性函數近似解，則無需將研究對象的模型建立起來，能夠對個別對象進行便利的研究，從而推動了電氣自動化控制系統在供水設備中的應用。其次，為了達到一定的目的，研究者可以對供水機械設備的性能進行調整，從而有效地提高供水設備的適應性。第三，與控制器或者普通函數估計其相比，人工智能非線性函數近似器在調節數據方面更加便利，能夠對供水設備的數據進行便利的調節。第四，在設計供水設備機械電氣自動化控制系統的過程中，設計者只需獲取供水設備中的數據，就能夠應用人工智能技術對其進行設計。在設計供水設備機械電氣自動化控制系統時，只需根據其所響應的數據和語言，就可以完成全部的設計，極大地簡化了設計過程[2]。

在反模糊化和模糊化的過程中，使用隸屬函數、規則庫、自適應性模糊神經控制器能夠進行自動實時確定。

3 人工智能技術在供水設備機械電氣自動化控制中的具體應用

本文以恒壓供水中的AI 人工智能調節器為例，對人工智能技術在供水設備機械電氣自動化控制中的具體應用進行了簡要的介紹。

3.1 工作原理 該系統包括壓力變送器、閥門、水泵、控制接觸器組、AB-PLC-1756系統、AB軟啟動設備、AI- 808 人工智能調節器幾個組成部分。由于水泵具有較大的功率，380V的低壓電機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行檢測，由變送器向AI- 808 儀表進行傳送，通過比較設定值，將誤差的變化率和壓力誤差得出來。使用AB軟啟動設備進行降壓啟動，使用AB-PLC-1756系統進行機組開、停控制，及檢測各儀表，利用上位機組態軟件RSVIEW32對全廠生產設備進行監控，通過各監測設備在上位機人員控制調節供水壓力。AB軟啟動設備具有軟啟動功能，起動加速時間不超過30秒，并具有自行調節功能。在進行起動斜坡加速時，電機壓力會不斷上升，當電動機的壓力已經到達額定的轉速狀態時，軟啟動器的控制器就會對其進行監測，并自動將輸出電壓切換為全電壓。如果在30秒之內電動機就已經到達了額定轉速，則可以進一步縮短啟動加速的時間。

3.2 控制算法 供水系統的對象還有時變成非線性環節，一些參數會出現未知式的緩慢變化，如果要達到理想的控制效果，單獨使用PID 控制是不行的。因此使用改進PID和AI人工智能調節器進行模糊控制，形成雙模控制算法[3]。

3.3 AI-808人工智能工業調節器 AI- 808人工智能工業調節器具有參數自整定功能、模糊邏輯 PID調節的先進控制算法，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算法進行改進，對被控對象的特征進行自動學習和記憶，從而優化控制效果。這樣一來，即使對復雜的對象也能夠進行良好的控制，具有參數確定簡單、精度高、無超調的優點。

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，無需設置模擬量的輸入輸出模塊，有力地節省了造價投資。使用AI- 808人工智能儀表來進行系統的壓力閉環控制。

3.5 控制臺 手動和自動兩種操作模式在控制臺的設計中都有所兼顧，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行手動調節。如果處于自動模式之下，則可以通過開關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，不會對系統正常運行造成影響。

4 結語

本文對人工智能技術在工程設備機械電氣自動化控制中的具體應用進行了簡要的分析，人工智能技術得到了迅速的發展，在各行各業中都得到了廣泛的應用。應用人工智能技術的恒壓供水系統，在民用供水系統和工業供水系統中都已經得到了應用，并取得了良好的應用效果，已經成為了供水設備機械電氣化自動控制發展中的一個重要發展方向。

參考文獻：

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

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

[3]都繼偉.智能技術在電氣自動化控制中的應用[J].科技致富向導，2013（32）.