這篇電力工程師論文發(fā)表了電廠給水泵運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)的專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，電力工業(yè)行業(yè)的管理水平和經(jīng)濟(jì)效益得到提高，對(duì)于推進(jìn)我國(guó)電力行業(yè)設(shè)備檢修改革起到重大的推動(dòng)作用。

　　關(guān)鍵詞：電力工程師論文,給水泵,機(jī)械論文發(fā)表

　　1 引言

　　隨著電力行業(yè)設(shè)備檢修體制改革的推進(jìn)，電力工業(yè)設(shè)備科學(xué)管理水平和整體經(jīng)濟(jì)效益的提高，我國(guó)各省電力公司從歷年的機(jī)組計(jì)劃?rùn)z修體制中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提出了在火電廠推行狀態(tài)檢修的設(shè)想。給水泵運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)與故障診斷只是其中之一，為了保證給水泵穩(wěn)定地運(yùn)行，預(yù)防故障的發(fā)生，采用專家系統(tǒng)(Expert System)對(duì)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)異常狀態(tài)的預(yù)測(cè)和消除給出具有專家水準(zhǔn)的建議和方法。專家系統(tǒng)是近年來(lái)人工智能領(lǐng)域內(nèi)最為活躍的分支，是人工智能開始走向?qū)嵱没�的�?biāo)志和里程碑,也是人工智能從一般思維規(guī)律走向?qū)ｉT知識(shí)利用的突破口。它將人類專家的特殊知識(shí)賦予機(jī)器，使機(jī)器對(duì)問(wèn)題的解決達(dá)到專家水平。它來(lái)源于人類專家的頭腦，而又高于人腦，是一個(gè)專家群體的智能機(jī)系統(tǒng)。將電廠給水泵的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷用專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)具有智能化和可靠性高的特點(diǎn)，不僅減少了人力的投入，而且能在最大程度上模擬專家，準(zhǔn)確地分析找到故障所在。可見，專家系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)和故障診斷中的應(yīng)用，能夠防范于未然，把故障發(fā)生的概率減少到最小，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

　　2 專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理

　　簡(jiǎn)單地說(shuō)，專家系統(tǒng)是一種智能的計(jì)算機(jī)程序，但與傳統(tǒng)程序有所區(qū)別:

　　*傳統(tǒng)程序:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法=程序

　　*專家系統(tǒng):知識(shí)+推理=系統(tǒng)

　　其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　圖1 專家系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)

　　其中，知識(shí)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)和推理機(jī)是專家系統(tǒng)的核心。知識(shí)庫(kù)用來(lái)存放領(lǐng)域?qū)＜抑�識(shí);數(shù)據(jù)庫(kù)用于存放初始數(shù)據(jù)、證據(jù)、推理過(guò)程中得到的中間結(jié)果等;推理機(jī)是運(yùn)用知識(shí)庫(kù)的知識(shí)進(jìn)行推理的一組程序，主要有正向推理、反向推理以及正反向混合推理三種。知識(shí)獲取是知識(shí)庫(kù)的基礎(chǔ)，是專家系統(tǒng)開發(fā)中最難最關(guān)鍵的一步，被稱為專家系統(tǒng)開發(fā)的“瓶頸”，當(dāng)前知識(shí)獲取的形式主要有:手工獲取、自動(dòng)獲取、手工自動(dòng)相結(jié)合三種。人機(jī)解釋接口使用戶能夠以自觀、方便的形式與機(jī)器、進(jìn)行對(duì)話，盡可能避免誤操作。

　　專家系統(tǒng)的工作過(guò)程如圖2所示。

　　圖2 專家系統(tǒng)的工作原理圖

　　3 分析思路

　　對(duì)于給水泵來(lái)說(shuō)，設(shè)備本體的監(jiān)測(cè)一般通過(guò)分析振動(dòng)信號(hào)來(lái)進(jìn)行，而且這方面已有不少的應(yīng)用實(shí)例，并且隨著近代數(shù)字信號(hào)處理理論以及技術(shù)的發(fā)展而不斷進(jìn)步。而設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行工況(包括與泵相連的管路系統(tǒng))則一般通過(guò)分析過(guò)程量進(jìn)行，例如泵的工作點(diǎn)的概念，是從宏觀上來(lái)衡量泵的工作狀況，它是建立在流體力學(xué)計(jì)算和水力試驗(yàn)相結(jié)合的基礎(chǔ)之上的，這是一種較經(jīng)典的方法，具有豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。

　　機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的振動(dòng)及其特征信息是反映系統(tǒng)狀態(tài)及其變化規(guī)律的主要信號(hào)。因而利用振動(dòng)信號(hào)對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，是設(shè)備故障診斷方法中最常用、最有效的方法。但是鑒于給水泵在火電廠的重要地位，應(yīng)建立以振動(dòng)監(jiān)測(cè)為主，輔以過(guò)程量監(jiān)測(cè)的檢測(cè)方法。通常，電廠輔機(jī)狀態(tài)檢修中的基本監(jiān)測(cè)參數(shù)可包括:

　　(1) 動(dòng)態(tài)參數(shù):振幅、頻率、相位、振動(dòng)速度、加速度。

　　(2) 靜態(tài)參數(shù):軸向位置、偏心位置、機(jī)殼膨脹。

　　(3) 過(guò)程參數(shù):轉(zhuǎn)速、溫度、流量、壓力、壓差。

　　根據(jù)給水泵運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)，可采用分析型專家系統(tǒng)，將給水泵可能出現(xiàn)的問(wèn)題和相對(duì)應(yīng)的解決辦法抽象變成形式化的數(shù)據(jù)，預(yù)先存入知識(shí)庫(kù)，它們的可能組合便構(gòu)成狀態(tài)空間或問(wèn)題空間，于是，搜索求解就在這一限定空間中進(jìn)行。當(dāng)系統(tǒng)接受到形式化后的數(shù)據(jù)時(shí)，就對(duì)這些數(shù)據(jù)與抽象解之間進(jìn)行啟發(fā)式匹配，找出相應(yīng)的抽象解集，最后經(jīng)過(guò)解的求精從解集中識(shí)別出具體解，方便用戶理解接受。

　　4 給水泵運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)專家系統(tǒng)的建立

　　對(duì)于專家系統(tǒng)，最主要和最困難的就是建立知識(shí)庫(kù)，這首先需要有可靠的知識(shí)來(lái)源和合理的知識(shí)獲取機(jī)制。由于知識(shí)庫(kù)的建立需要領(lǐng)域?qū)＜液椭�識(shí)工程師的長(zhǎng)期合作，才能比較完備地建立起來(lái)，因而在此，僅構(gòu)造一個(gè)演示型專家系統(tǒng)，即只對(duì)鍋爐給水泵的兩組動(dòng)態(tài)參數(shù)(軸前X方向振動(dòng)，軸后Y方向振動(dòng))和一些過(guò)程參數(shù)(給水泵轉(zhuǎn)速,溫度，流量，壓力、壓差等)進(jìn)行檢測(cè),以驗(yàn)證系統(tǒng)方案的可行性和有效性，以后若條件成熟再進(jìn)行擴(kuò)展。

　　可采用Visual C++的MFC來(lái)開發(fā)這個(gè)專家系統(tǒng)，其運(yùn)行需要MFC的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(DLL), 除此之外還需要兩個(gè)DLL:MisData.dll和DspData.dll，這兩個(gè)DLL是專為專家系統(tǒng)開發(fā)的，它們僅以幾個(gè)接口函數(shù)與之相聯(lián)系。

　　專家系統(tǒng)采用了面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)(OOP)來(lái)組織程序，其運(yùn)行就是建立在下面幾個(gè)模塊的相互作用之上的，如圖3所示。

　　各模塊具體功能如表1所示。

　　圖3 專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

　　各個(gè)模塊開發(fā)好以后，可進(jìn)行連接編譯，生成應(yīng)用程序NetExp.exe，運(yùn)行后調(diào)出一個(gè)用戶窗口畫面，使用戶通過(guò)該畫面及時(shí)了解給水泵的工作狀態(tài)，并進(jìn)行相應(yīng)的操作。該畫面實(shí)現(xiàn)的功能如表2所示。

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　專家系統(tǒng)已廣泛用于各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，取得了很大的成功。專家系統(tǒng)用于狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷還有很大的發(fā)展空間，特別是在專家系統(tǒng)的知識(shí)獲取技術(shù)上，當(dāng)前我國(guó)主要采取人工獲得為主的方法，而更高級(jí)的是機(jī)器自動(dòng)獲取知識(shí)，既減少人力，又節(jié)約時(shí)間，但至今沒(méi)有突破性進(jìn)展。另外，還可以將知識(shí)庫(kù)和用戶控制界面分開來(lái)，開發(fā)一個(gè)具有通用性的骨架系統(tǒng)，使之與不同的知識(shí)庫(kù)連接，從而能快速地開發(fā)不同的專家系統(tǒng)，當(dāng)然，這需要定義統(tǒng)一的接口。

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　　推薦期刊：《安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)》(季刊)創(chuàng)刊于1999年，是安徽電力職工大學(xué)主辦的以反映本校科研和教學(xué)成果為主的學(xué)術(shù)理論刊物，是我校開展國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)交流的重要園地，是反映電力系統(tǒng)尤其是安徽電力系統(tǒng)科研、工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)管理成果的重要園地。學(xué)報(bào)堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際的嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)，為教學(xué)科研服務(wù)，促進(jìn)學(xué)術(shù)交流。