基于人工智能的礦山電氣自動化設(shè)備穩(wěn)定性控制

劉 成，徐 寶

（武威職業(yè)學(xué)院，甘肅 武威 733000）

電氣自動化設(shè)備是礦山井下作業(yè)的主要設(shè)備，但是由于礦山井下作業(yè)環(huán)境惡劣、生產(chǎn)條件較差，導(dǎo)致電氣自動化設(shè)備的穩(wěn)定性較差，而傳統(tǒng)的方法對于礦山電氣自動化設(shè)備穩(wěn)定性的控制較差，嚴(yán)重影響了礦山電氣自動化設(shè)備的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量[1]。

所以為了解決礦山電氣自動化設(shè)備穩(wěn)定性控制問題，將人工智能技術(shù)引入提高對礦山電氣自動化設(shè)備穩(wěn)定性的控制率，保證礦山井下作業(yè)順利生產(chǎn)，減少由電氣自動化設(shè)備出現(xiàn)故障而造成的損失，為礦產(chǎn)工業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

1 基于人工智能的礦山電氣自動化設(shè)備穩(wěn)定性控制方法

1.1 礦山電氣自動化設(shè)備穩(wěn)定性監(jiān)控手段

基于人工智能的礦山電氣自動化設(shè)備穩(wěn)定性控制方法利用中央處理器、邏輯編輯控制器、數(shù)據(jù)存儲器三大設(shè)備組成監(jiān)控平臺，實(shí)現(xiàn)對自動化設(shè)備工作穩(wěn)定性的參數(shù)監(jiān)測和遠(yuǎn)程控制功能。①中央處理器在整個方法中起著總指揮的作用，同時(shí)也是整個方法的運(yùn)算中心和控制中心。中央處理器負(fù)責(zé)診斷方法的電源和工作狀態(tài)，控制著整個方法的運(yùn)行[2]。②邏輯編輯控制器是整個方法實(shí)現(xiàn)對礦山電氣自動化設(shè)備穩(wěn)定性控制的關(guān)鍵設(shè)備，邏輯編輯控制器的工作程序主要包括輸入采樣、執(zhí)行用戶程序和輸入刷新三部分，這三部分作為一個控制周期，周期結(jié)束之后將自動循環(huán)控制，保證礦山電氣自動化設(shè)備的穩(wěn)定性。首先邏輯編輯控制器自動智能輸入礦山電氣自動化設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)，然后這些數(shù)據(jù)存入處理器，然后進(jìn)入執(zhí)行用戶程序部分，在該過程中，邏輯編輯器根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)編輯功能，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象，邏輯編輯器將自動調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，保證礦山電氣自動化設(shè)備的穩(wěn)定性，最后邏輯編輯器將自動刷新控制設(shè)備所有的電路，再重新驅(qū)動輸出電路控制設(shè)備運(yùn)行[3]。③數(shù)據(jù)存儲器分為兩部分，一部分是程序的存儲器，另一部分是用戶存儲器，用來存儲用戶的工作數(shù)據(jù)。程序的存儲器空間要比用戶存儲器空間相對大一些，以保證在運(yùn)行期間不會因?yàn)榇鎯ζ鲀?nèi)存小而導(dǎo)致出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象。

1.2 人工智能化的礦山電氣自動化設(shè)備穩(wěn)定性控制流程

基于人工智能的礦山電氣自動化設(shè)備穩(wěn)定性控制的流程主要是依托于組態(tài)王軟件實(shí)現(xiàn)的，組態(tài)王軟件是工業(yè)設(shè)備常用的智能遠(yuǎn)程控制軟件。通過引入組態(tài)王軟件，能將礦山所有的生產(chǎn)設(shè)備和應(yīng)用組織到一起，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的控制管理。此次組態(tài)王軟件選用Microsoft Windows CR/TS/2000/12控制方法，保證用戶能實(shí)時(shí)了解礦山所有的電氣自動化設(shè)備的工作狀態(tài)參數(shù)信息。運(yùn)用以太網(wǎng)絡(luò)將組態(tài)王軟件與基于人工智能的礦山電氣自動化設(shè)備穩(wěn)定性控制設(shè)備連接，中央處理器通過安裝組態(tài)王軟件的S8-100TCP驅(qū)動程序，實(shí)現(xiàn)方法軟件與各電氣自動化設(shè)備之間的通訊，將設(shè)備工作狀態(tài)信息采集到的礦山設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)傳遞到組態(tài)王軟件的設(shè)備控制模塊，設(shè)備控制模塊將收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理和分析并在顯示窗口進(jìn)行配置，然后組態(tài)王軟件通過礦山電氣自動化設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行仿真圖繪制，分析出設(shè)備的故障情況，以及所有的配件狀態(tài)，將出現(xiàn)故障的設(shè)備信息參數(shù)再傳送到參數(shù)設(shè)計(jì)模塊，該模塊將計(jì)算出礦山電氣自動化設(shè)備的電路閥值、電壓閥值等數(shù)據(jù)，對出現(xiàn)故障的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行修改，并分析出故障出現(xiàn)的原因以及具體故障部位，實(shí)現(xiàn)對礦山電氣自動化設(shè)備穩(wěn)定性的預(yù)警與遠(yuǎn)端控制。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)過程

為了確保此次設(shè)計(jì)的基于人工智能的礦山電氣自動化設(shè)備穩(wěn)定性控制的有效性，將其與原有的穩(wěn)定性監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)。將此次構(gòu)建的穩(wěn)定性控制方法運(yùn)用到某礦山電氣自動化設(shè)備穩(wěn)定性控制中，為了保證方法不受外部方法因素的影響，兩種控制設(shè)備的中央處理器選為同一型號，確保此次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的有效性，通過記錄兩種方法的運(yùn)行信息，檢驗(yàn)此次設(shè)計(jì)方法對礦山電氣自動化設(shè)備穩(wěn)定性的控制程度。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

以下為兩種控制方法在此次試驗(yàn)中對礦山電氣自動化設(shè)備穩(wěn)定性的控制情況。

從圖1可以很明顯的看出，此次設(shè)計(jì)的基于人工智能的礦山電氣自動化設(shè)備穩(wěn)定性控制方法在使用中遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于原有的方法。

圖1 兩種控制方法對比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄圖

在六次實(shí)驗(yàn)中，本文設(shè)計(jì)方法的控制率平均值都在75%以上，對設(shè)備穩(wěn)定性控制率最高達(dá)到80%以上，而原有設(shè)備對設(shè)備穩(wěn)定性控制率最高都不到50%，證明了此次設(shè)計(jì)的方法具有較高的實(shí)用性和科學(xué)性，能夠很好的控制礦山電氣自動化設(shè)備穩(wěn)定性。

3 結(jié)語

在礦山電氣自動化設(shè)備穩(wěn)定性控制中，通過人工智能技術(shù)的引用，提高了礦山設(shè)備作業(yè)中的穩(wěn)定性，降低了礦井內(nèi)各種電氣自動化設(shè)備的損耗，保證礦山作業(yè)能順利穩(wěn)定的進(jìn)行，同時(shí)也提高了電氣自動化設(shè)備的工作效率和工作質(zhì)量，具有良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。