基于專家系統(tǒng)的井群優(yōu)化調(diào)度設(shè)計(jì).pdf

1、水資源對(duì)于社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的提高具有重要的意義。隨著現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，自來水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)為供水過程提供了有力保障。取水系統(tǒng)處于整個(gè)供水系統(tǒng)的第一個(gè)環(huán)節(jié)，是自來水廠的重要組成部分，其主要功能是從天然水源或人工水源中取得供水廠處理或居民直接使用的原始水源，在這一過程中取水泵的電能消耗占據(jù)了取水成本很大一部分，所以取水系統(tǒng)是否能夠合理、高效、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行對(duì)于保證水廠供水質(zhì)量和水廠良好運(yùn)營具有重要意義。在當(dāng)前供水自動(dòng)

2、控制系統(tǒng)的取水環(huán)節(jié)中存在著不盡合理的一些控制方法，具體包括以下幾方面：首先，由于地下水位的變化每臺(tái)水泵的出水情況不是恒定不變的，所以采取按照水源地蓄水池液位的變化范圍來固定使用某些水泵的方法有可能會(huì)導(dǎo)致總出水量不能滿足要求需要人工參與水泵調(diào)度的情況發(fā)生，系統(tǒng)運(yùn)行的自動(dòng)化程度有待提高：其次，由于每臺(tái)水泵的瞬時(shí)出水量和所消耗的電能之比處于動(dòng)態(tài)變化中，所以就出現(xiàn)了在一定時(shí)期內(nèi)某些水泵出水效率高、某些水泵出水效率低的情況，因此如何聚集并動(dòng)態(tài)計(jì)算

3、出水泵的出水效率從而采取合理的水泵使用策略成為設(shè)計(jì)者需要考慮的問題；最后，由于用電分時(shí)計(jì)費(fèi)政策的影響，在不同用電時(shí)段應(yīng)該采用不同的水泵使用策略以進(jìn)一步降低自來水廠的取水用電成本。
　　 本研究采用專家系統(tǒng)的控制方法對(duì)水泵的調(diào)度實(shí)現(xiàn)智能控制。專家系統(tǒng)是人工智能領(lǐng)域的一個(gè)重要應(yīng)用分支，區(qū)別于傳統(tǒng)的控制方法，專家系統(tǒng)不是建立在具有被控對(duì)象精確數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行控制的，而是根據(jù)該領(lǐng)域中專家的經(jīng)驗(yàn)和被控對(duì)象的特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)的，專家控制主要應(yīng)

4、用在很難建立數(shù)學(xué)模型的過程控制領(lǐng)域，其具有描述模型多樣化、實(shí)時(shí)在線處理、控制策略靈活等特點(diǎn)。在本系統(tǒng)中根據(jù)實(shí)時(shí)采集的水泵瞬時(shí)流量和用電量信息計(jì)算各個(gè)水泵效率并進(jìn)行排序，根據(jù)當(dāng)前所在時(shí)間區(qū)間決定水泵調(diào)度優(yōu)化方向，達(dá)到節(jié)省電費(fèi)和節(jié)省用電量的目的，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行特點(diǎn)設(shè)定水泵效率變化死區(qū)，保證整個(gè)取水系統(tǒng)工作平穩(wěn)可靠，防止頻繁切換水泵的情況出現(xiàn)。由于水源地各個(gè)水井和值班室分布較為分散，距離二水廠中控室較遠(yuǎn)，所處地理環(huán)境惡劣，所以通過數(shù)傳電臺(tái)

5、建立了無線RS-485通信網(wǎng)絡(luò)，利用RTU實(shí)時(shí)采集相關(guān)信息和控制水泵運(yùn)行。通過上位機(jī)組態(tài)王集成設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境，本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了二水廠中央控制室的水源地監(jiān)控畫面設(shè)計(jì)，完成了對(duì)水泵瞬時(shí)出水量、用電量、蓄水池出口流量和液位等信息的實(shí)時(shí)采集和閥門、水泵等設(shè)備的遠(yuǎn)程無線控制，利用組態(tài)王的開放外部程序接口DDE通信功能實(shí)現(xiàn)了調(diào)用Visual Basic程序?qū)崟r(shí)處理水源地?cái)?shù)據(jù)的功能，同時(shí)建立變量歷史數(shù)據(jù)變化曲線功能，方便查看井群的參數(shù)變化特點(diǎn)為完善專家知識(shí)