本發(fā)明涉及電機調(diào)節(jié)，具體為一種基于人工智能的電機調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、通過人工智能，能夠進行大范圍控制多種設(shè)備，在數(shù)據(jù)調(diào)用方面也基本同步，同時，隨著水處理行業(yè)在我國的興起，水處理系統(tǒng)中設(shè)備的類型復(fù)雜和數(shù)量越來越多，系統(tǒng)往往采用人工智能的方式通過既定的程序保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行，如水處理系統(tǒng)中的反滲透膜過濾部分，系統(tǒng)通常通過ro水泵前后水箱的水位設(shè)置ro水泵的啟停。

2、由于用戶的用水量隨時改變，導(dǎo)致ro膜產(chǎn)水量消耗速度難以確定的情況下，可能會導(dǎo)致ro水泵內(nèi)電機的頻繁啟停，對控制期間和電機損耗極大，增加不必要的安全風(fēng)險，一方面，水處理系統(tǒng)設(shè)定既定程序的同時，難以考慮到水泵電機的自身狀況，對電機的調(diào)節(jié)和保護不夠精細化，一方面，系統(tǒng)往往在啟動水泵電機供水的時候直達既定頻率，可能會導(dǎo)致后續(xù)管道和ro膜壓力過大的問題，在高頻啟動電機時也可能導(dǎo)致ro部分產(chǎn)水量過剩，由于水箱內(nèi)過濾水長時間的不流通而降低水質(zhì)。

3、所以，人們需要一種基于人工智能的電機調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法來解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于人工智能的電機調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于人工智能的電機調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：電機監(jiān)測模塊、流程監(jiān)測模塊、水箱監(jiān)測模塊、數(shù)據(jù)庫和調(diào)節(jié)模塊；

3、通過所述電機監(jiān)測模塊采集實時的電機運行狀態(tài)數(shù)據(jù)；

4、通過所述流程監(jiān)測模塊采集實時的電機后端的設(shè)備數(shù)據(jù)和管道數(shù)據(jù)；

5、通過所述水箱監(jiān)測模塊采集實時的電機后端水箱的水位高度和水質(zhì)數(shù)據(jù)；

6、通過所述數(shù)據(jù)庫存儲當前電機使用數(shù)據(jù)和電機后端設(shè)備使用數(shù)據(jù)；

7、通過所述調(diào)節(jié)模塊整合數(shù)據(jù)，分析水處理系統(tǒng)需求，實時調(diào)節(jié)電機狀態(tài)。

8、進一步的，所述電機監(jiān)測模塊采集電機的實時頻率，通過振動傳感器采集電機的實時振幅數(shù)據(jù)，通過溫度傳感器采集電機的實時溫度數(shù)據(jù)，所述電機為水處理系統(tǒng)中ro膜前端ro水泵內(nèi)的ro電機，所述電機監(jiān)測模塊與傳感器通過屏蔽型控制電纜連接。

9、進一步的，所述流程監(jiān)測模塊通過壓力傳感器采集實時的電機后端的設(shè)備數(shù)據(jù)和管道數(shù)據(jù)，所述設(shè)備數(shù)據(jù)為ro膜的前后端壓差，所述管道數(shù)據(jù)為電機后端管道的管道壓力。

10、進一步地，所述水箱監(jiān)測模塊通過水位傳感器采集水箱水位高度，通過電阻率傳感器采集水箱水質(zhì)數(shù)據(jù)。

11、進一步地，所述電機使用數(shù)據(jù)包括電機的最大壽命和使用時長，所述設(shè)備使用數(shù)據(jù)包括ro膜影響水質(zhì)的最佳壓差、ro膜最大壽命和通水時長，所述調(diào)節(jié)電機狀態(tài)包括調(diào)整電機頻率和關(guān)閉電機。

12、一種基于人工智能的電機調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟：

13、s1：采集實時的電機運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，采集實時的電機后端的設(shè)備數(shù)據(jù)和管道數(shù)據(jù)，采集實時的電機后端水箱的水位高度和水質(zhì)數(shù)據(jù)；

14、s2：監(jiān)測水箱水質(zhì)，當水箱水質(zhì)差時報警，分析水箱的水位高度，計算水位高度變化速度；

15、s3：當水位高度升高時，根據(jù)水位升高速度判斷電機頻率下降需求，當下降后的電機頻率低于最小電機頻率時，系統(tǒng)關(guān)閉電機；當下降后的電機頻率高于最小電機頻率時，調(diào)整電機頻率；

16、s4：當水位高度下降時，根據(jù)水位下降速度判斷電機頻率升高需求，綜合分析電機數(shù)據(jù)、ro膜數(shù)據(jù)和管道數(shù)據(jù)，計算電機頻率升高值；當電機未開啟時，則開啟電機升高至最小電機頻率；當電機已開啟時，則按電機頻率升高值升高電機頻率。

17、進一步的，在步驟s1中，采集電機運行狀態(tài)數(shù)據(jù)：電機實時頻率為x1，電機實時振幅數(shù)據(jù)為y1，電機的實時溫度數(shù)據(jù)為z1；采集實時的電機后端的設(shè)備數(shù)據(jù)：ro膜的前后端壓差為p1；采集實時管道數(shù)據(jù)：電機后端管道的管道壓力為f1；采集水箱內(nèi)的水質(zhì)數(shù)據(jù)：水質(zhì)電阻率為r1；采集水箱實時水位高度為h1；運用人工智能技術(shù)采集系統(tǒng)信息，實時準確的為調(diào)節(jié)電機狀態(tài)提供數(shù)據(jù)庫；

18、進一步的，在步驟s2中：調(diào)用在采集實時水位高度h1的t時前的水位高度，記為h2，水位變化速度為v1：

19、v1＝(h1-h2)/t；

20、其中t為設(shè)定的采集水位高度的時間間隔，當水箱中水質(zhì)電阻率r1＜r時，系統(tǒng)判斷水箱中水質(zhì)差，r為用戶要求的水質(zhì)最低要求；采用電阻率數(shù)值判斷水質(zhì)的原因：電阻率在純水制備和廢水回收中作為水質(zhì)判斷的最重要要求，在ro反滲透過濾過程中作為ro膜優(yōu)劣程度的判斷數(shù)據(jù)。

21、進一步的，當v1大于0時，系統(tǒng)判斷水位升高，系統(tǒng)進入步驟s3，根據(jù)水位變化速度v1對電機頻率降低需求b評分，當v1≥m1時，電機頻率降低需求評分b＝b1；當m1＞v1≥m2時，電機頻率降低需求評分b＝b2；當v1＜m2時，電機頻率降低需求b＝b3，b1＞b2＞b3，計算降低頻率后的電機頻率x1_1：

22、

23、其中a為系統(tǒng)設(shè)定的電機最小頻率，m1為電機降低頻率的第一閾值，m2為電機降低頻率的第二閾值，當電機頻率x1_1＝0時系統(tǒng)關(guān)閉電機，調(diào)節(jié)電機狀態(tài)后，回到步驟s2，以當前水位高度為初始水位高度計算水箱水位變化情況。此處考慮到電機頻率過小時依然啟動電機可能造成資源浪費，在預(yù)測電機頻率減低后過小時關(guān)閉電機，當產(chǎn)水量消耗速度略小于生產(chǎn)速度時，水箱水位上升緩慢，系統(tǒng)將減小電機頻率，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行，也避免了電機的頻繁啟停。

24、進一步的，當v1小于0時，系統(tǒng)判斷水位下降，系統(tǒng)進入步驟s4，根據(jù)水位變化速度v1對電機頻率降低需求q評分，當|v1|≥m1時，電機頻率升高需求評分q＝q1；當m1＞|v1|≥m2時，電機頻率升高需求評分q＝q2；當|v1|＜m2時，電機頻率升高需求q＝q3，其中m1為系統(tǒng)升高頻率的第一閾值，m2為系統(tǒng)升高頻率的第二閾值，q1＞q2＞q3，計算水箱水質(zhì)對電機升高頻率支持程度k1：

25、k1＝(r1-r)*u1；

26、其中u1為設(shè)定的水箱水質(zhì)對電機升高頻率影響權(quán)重，計算電機實時振幅數(shù)據(jù)y1對電機升高頻率支持程度k2：

27、k2＝y(tǒng)2-u2*y1；

28、其中u2為設(shè)定的電機實時振幅對電機升高頻率影響權(quán)重，y2為電機實時振幅數(shù)據(jù)y1對電機升高頻率支持程度最大值，計算ro膜最大壽命n和ro膜通水時長n對電機升高頻率支持程度k3：

29、

30、其中u3為設(shè)定的ro膜最大壽命和ro膜通水時長對電機升高頻率影響權(quán)重，計算電機的實時溫度數(shù)據(jù)z1對電機升高頻率抑制程度k1：

31、k1＝u1*z1；

32、其中u1為設(shè)定的電機的實時溫度對電機升高頻率影響權(quán)重，計算ro膜的前后端壓差p1對電機升高頻率抑制程度k2：

33、k2＝u2*(p1-p)；

34、其中u2為設(shè)定的ro膜的前后端壓差對電機升高頻率影響權(quán)重，p為任一種類ro膜過濾效果最好時的標準壓差，計算電機后端管道的管道壓力f1對電機升高頻率抑制程度k3：

35、k3＝u3*f1；

36、其中，u3為設(shè)定的電機后端管道的管道壓力對電機升高頻率影響權(quán)重，綜上數(shù)據(jù)計算對電機升高頻率影響系數(shù)g1：

37、g1＝1+k1+k2+k3-k1-k2-k3；

38、計算升高頻率后的電機頻率x1_2：

39、

40、其中a為系統(tǒng)設(shè)定的電機最大頻率，調(diào)節(jié)電機狀態(tài)后，回到步驟s2，以當前水位高度為初始水位高度計算水箱水位變化情況；在調(diào)節(jié)電機狀態(tài)的過程中，避免了過度調(diào)大電機頻率對ro膜的損傷，通過對ro膜前后端壓差的分析保障產(chǎn)水水質(zhì)，從而合理的調(diào)節(jié)電機狀態(tài)。

41、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達到的有益效果是：通過人工智能技術(shù)，能夠?qū)崟r獲取系統(tǒng)內(nèi)電機、ro膜和設(shè)備的信息。一方面本發(fā)明考慮到產(chǎn)水量的變化，對電機頻率調(diào)節(jié)進行精細化管理，減少了由于用戶的用水量隨時改變，ro膜產(chǎn)水量消耗速度難以確定情況下電機啟停的次數(shù)，精準調(diào)節(jié)電機狀態(tài)保護了電機安全，一方面，本發(fā)明考慮到電機自身使用的狀態(tài)，考慮電機溫度和振幅，對電機的頻率調(diào)節(jié)加以限制，保護了電機安全；一方面，本發(fā)明考慮到水箱水質(zhì)數(shù)據(jù)、ro膜影響水質(zhì)的最佳壓差、ro膜最大壽命和ro膜通水時長，綜合電機頻率升高需求計算電機頻率升高值，增強了整個系統(tǒng)的聯(lián)動性，為調(diào)節(jié)電機狀態(tài)提供了更準確的數(shù)據(jù)保障，保障了調(diào)節(jié)電機狀態(tài)的安全性和準確性。