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

1、水資源對于社會的發(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)自動控制技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，自來水廠自動控制系統(tǒng)為供水過程提供了有力保障。取水系統(tǒng)處于整個供水系統(tǒng)的第一個環(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)濟的運行對于保證水廠供水質(zhì)量和水廠良好運營具有重要意義。在當(dāng)前供水自動

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)運行的自動化程度有待提高：其次，由于每臺水泵的瞬時出水量和所消耗的電能之比處于動態(tài)變化中，所以就出現(xiàn)了在一定時期內(nèi)某些水泵出水效率高、某些水泵出水效率低的情況，因此如何聚集并動態(tài)計算

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)計者需要考慮的問題；最后，由于用電分時計費政策的影響，在不同用電時段應(yīng)該采用不同的水泵使用策略以進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)的控制方法對水泵的調(diào)度實現(xiàn)智能控制。專家系統(tǒng)是人工智能領(lǐng)域的一個重要應(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象精確數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上進行控制的，而是根據(jù)該領(lǐng)域中專家的經(jīng)驗和被控對象的特點來實現(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、實時在線處理、控制策略靈活等特點。在本系統(tǒng)中根據(jù)實時采集的水泵瞬時流量和用電量信息計算各個水泵效率并進行排序，根據(jù)當(dāng)前所在時間區(qū)間決定水泵調(diào)度優(yōu)化方向，達到節(jié)省電費和節(jié)省用電量的目的，同時根據(jù)現(xiàn)場的運行特點設(shè)定水泵效率變化死區(qū)，保證整個取水系統(tǒng)工作平穩(wěn)可靠，防止頻繁切換水泵的情況出現(xiàn)。由于水源地各個水井和值班室分布較為分散，距離二水廠中控室較遠，所處地理環(huán)境惡劣，所以通過數(shù)傳電臺

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