人工智能在自來水廠電氣自動化控制中的應用

黃明

摘要：本文首先簡述了人工智能的特點，然后主要分析了自來水廠電氣自動化控制對人工智能的應用，如提高電氣自動化產品的設計質量、監(jiān)測設備運行狀態(tài)以及優(yōu)化資源配置等，希望可以促進其在自來水廠電氣自動化控制中的應用發(fā)展，進而使供水更加安全穩(wěn)定。

關鍵詞：人工智能;自來水廠;電氣自動化控制

引言：人工智能的興起為社會各界的生產經營提供更多的可能性，其應用在自來水廠電氣化自動控制中可以有效的保證相關設備良好的運行情況，提高運行質量，實現(xiàn)科學智能化控制，從而提升供水質量。

1人工智能的特點

作為一門新型的技術科學，人工智能是社會科學和自然學科之間的交叉學科，主要是對人思維信息過程的模擬，可以很好的為使用者節(jié)省人力、物力個財力，具有獨特的特點。第一，人工智能具有研究領域廣泛性的特點，其屬于計算機科學的分支，研究領域包括語言識別、機器人以及圖像識別等?？梢詰糜谛畔⑻幚?、電力電子技術、運動控制等多種領域，其出現(xiàn)、研究的目的就是為了可以勝任一些復雜的工作，隨著科學技術的進步其已經逐漸被應用于各行各業(yè)的生產經營之中。

第二，人工智能有很強的靈活性，在應用過程中可以不斷的進行調整、改善來滿足使用者因時間的變化而產生的不同需求，可以由對多環(huán)境數(shù)據進行分類型處理轉化為跨環(huán)境的學習、推理等，保證工作的質量。第三，人工智能具有很強的抗干擾能力，在使用中可以解決使用者以往用常規(guī)方法無法解決的問題，外界環(huán)境對人工智能的影響不大，針對同一個對象人工智能可以采用不同的方法，適應性好，有很高的的處理效率^[1]。

2自來水廠電氣自動化控制對人工智能的應用分析

2.1提高電氣自動化產品的設計質量

傳統(tǒng)的自來水廠電氣自動化產品在設計中，部分設計人員會單純憑借一些技術含量不高的簡單實驗和手工經驗，最終形成的設計方案確定難度較大，有效性低，不利于實現(xiàn)自動化控制，在使用過程中往往需要專門的人員來監(jiān)管其運行狀態(tài)。而自來水廠電氣化控制中合理應用人工智能可以將人工設計和計算機設計充分結合起來，可以盡可能的縮短設計周期，將電氣自動化產品的設計質量和水平進行一定程度的提升。由于人工智能在其中的應用是需要在具體的產品設備作為載體進行體現(xiàn)，所以想要實現(xiàn)其在自來水廠電氣化控制中的應用需要將其運用到設計層中。而電氣自動化產品本身就具有復雜性，其包括各種電路、電機等，需要設計人員有充足的經驗才能完全實現(xiàn)。

除此之外，人工智能可以將自來水廠電氣自動化產品的運行效率進行整體性的提升，其通過提升相關產品的設計質量使產品含有的技術水平更高，具有先進性，從而實現(xiàn)科學的電氣自動化控制。例如，其可以采用功能分層分析的方法將自來水廠的電氣自動化控制系統(tǒng)進行分析，促進系統(tǒng)對各種數(shù)據的有效共享，讓相關人員可以根據自身需要，自由切換計算機控制和人工控制，便于管理。

2.2監(jiān)測設備運行狀態(tài)

自來水廠電氣自動化控制需要保證相關設備的運行狀態(tài)，通過合理化的控制將其發(fā)生故障的概率盡可能的縮小。傳統(tǒng)的故障診斷方法往往需要檢修人員的定期檢修，缺少一定的時效性，而且由于其本身構造的復雜，檢修人員在進行檢修時不會過于面面俱到，可能會出現(xiàn)漏洞，進而導致故障出現(xiàn)的可能性增加，影響供水安全甚至出現(xiàn)重大故障導致人員傷亡，需要相關人員格外重視。而運用了人工智能可以實現(xiàn)實時的監(jiān)測、控制，將故障發(fā)生的位置精確的找出進行預警并提供相應的解決方案，從而可以有效的將故障排除，最大化的節(jié)省人力、物力等各種資源，保障相關設備的使用壽命，提高自來水廠的經濟效益^[2]。

同時，人工智能在自來水廠電氣化控制中的應用還可以將模糊控制和神經網絡進行充分的結合，保證相關設備電氣傳動的方法是通過交流和直流互相交替完成的，可以最大程度的減少事故的發(fā)生，保證供水安全。此外，人工智能的應用也對自來水廠的整個電氣系統(tǒng)提出更嚴格的要求，將日常操作各項工作的具體步驟進行規(guī)范，防止其在運行過程出現(xiàn)意外，從而有效的降低各種風險，提高自來水廠電氣自動化控制的安全穩(wěn)定性。

2.3控制和優(yōu)化數(shù)據

自來水廠的電氣自動化控制需要進行數(shù)據大規(guī)模的收集和分析，由于其用戶的分布情況不同，傳統(tǒng)的控制方法并不能有效的進行解決，需要應用人工智能來滿足其在控制過程中處理大量數(shù)據的需要。首先，人工智能包括大數(shù)據技術，其可以將電氣自動化控制中來自設備自身和用戶等各種數(shù)據進行充分的分析，快速找出數(shù)據之間的關系，根據其發(fā)展規(guī)律實現(xiàn)合理的控制。其次，自來水廠的管理人員可以根據其提供的相關數(shù)據信息進行科學的決策，使決策更加貼近實際，有效的促進自來水廠的健康發(fā)展。

最后，人工智能具有自我優(yōu)化的功能，通過一定時間的數(shù)據積累，可以分析用戶需求的變化，為電氣自動化設備的參數(shù)設定提供依據提高對相關設備控制的精準度，使其運行更加穩(wěn)定。例如，人工智能可以根據實時生產控制的的技術數(shù)據和各管網壓力測定的數(shù)據，在保證正常供水的前提下將歷史的運行數(shù)據進行收集，通過建立具體的數(shù)學模型，將人工智能的算法完整的應用其中，從而將用戶在未來短時間內的用水需求量預測出。根據預測結果計算總輸出功率，結合其內部的泵房的不同設備情況實現(xiàn)控制狀態(tài)最優(yōu)化，進而實現(xiàn)節(jié)能增效、穩(wěn)定供水。

2.4控制自來水生產流程

在興華市興東自來水廠的實踐中，自來水的生產流程如下所示：取水泵房 ?應急加藥系統(tǒng)-加氯系統(tǒng)-沉淀池-砂濾池-反洗系統(tǒng)-臭氧消毒系統(tǒng)-提升水池 ?碳濾池-清水池-送水泵房-污泥壓濾間-污泥濃縮池-排水泵房。首先從泵房將水打到水池，經初濾;再加水沉淀劑聚合、過濾得到清水，加氯氣消毒，將水儲入清水池備用;最后經高壓泵壓出供水。在此過程中，涉及到大量且較為復雜的工序，依托人工智能技術展開控制，能夠促進自來水生產質量的提升。例如，在加入氯氣消毒的過程中，通過應用人工智能技術，能夠結合當前自來水的現(xiàn)實情況添加適量氯氣，達到良好消毒效果的同時，避免氯氣資源的浪費，實現(xiàn)對自來水生產成本的控制，推動自來水生產升級。

2.5優(yōu)化資源配置

部分自來水廠電氣自動化控制在使用傳統(tǒng)方式進行控制時偶爾會出現(xiàn)特殊人員缺失或者是冗員的現(xiàn)象，可能會由于相關人員的素質不夠高而出現(xiàn)各種生產問題，讓生產流程缺少安全穩(wěn)定性，不利于供水的進行。而人工智能在自來水廠電氣自動化的應用中可以有效的解決這一問題，將原有的資源配置進行充分優(yōu)化。首先，其可以將相關流程進行合理的精簡，在電氣自動化控制中最大化的減少了人員參與，降低人為因素對相關設備運行的影響，還可以將相關人員的工作壓力降低。自來水廠的管理人員可以根據工作人員已經被精簡之后的工作量進行工作內容的重新劃分，使每個人員的工作量都在合理范圍內，合理的將人力資源進行重新配置。

其次，人工智能具有收聲、拍攝的功能，可以將泵房的環(huán)境進行記錄，一旦出現(xiàn)問題可以有解決的依據。前文提到的故障診斷技術也可以有效的避免設備損壞等需要進行調換而花費的大量資金，可以將自來水廠的資金支出結構進行優(yōu)化，保證其經濟效益。最后，自來水廠電氣自動化通過對人工智能的合理應用可以實現(xiàn)真正意義上的數(shù)字控制化，將傳統(tǒng)應用在電氣自動化控制中的各種物資極大程度的節(jié)省下來，督促相關人員進行優(yōu)化，從而促進自來水廠的發(fā)展。

結語：綜上所述，人工智能在自來水廠電氣自動化控制中的應用可以將其運行的流程、性能等進行持續(xù)優(yōu)化，有效的提升供水質量，提高自來水廠的綜合效益，進而為我國社會的穩(wěn)定發(fā)展提供保障。

參考文獻：

[1]程光偉.試論自來水廠加壓泵站電氣自動化控制技術改造[J].建筑工程技術與設計，2020，（13）：3543.

[2]郭偉偉，吳文臣，佟若詩，等.電氣自動化控制中的人工智能技術[J].網絡安全技術與應用，2020，（8）：143-144.