前言：作为生产重要工具的供水设备，不仅为生产各个环节提供水资源，还用于满足生产人员生活需求。整个生产系统较为复杂，需要精准控制水资源温度、用量，尽管可以通过电气自动化技术优化水资源控制，仍然无法做到根据生产需求提供水资源。为此，有必要研究人工智能控制技术的应用方法。
1人工智能控制器算法
作为控制领域使用频率最高的算法，PID全称为Proportional Integral Differential，涉及比例、积分、微分三个方面。想要实现精准控制供水设备的供水温度，需要设置具体的输入目标，根据使用需求，经过比例、积分、微分的三重调节，检测水资源温度是否达到预先设计温度。PID算法可以让供水温度在短时间内快速上升，并让水体温度持续保持预设温度。在具体应用时，需要研究不同供水设备材质的散热效率问题[1]。同时，等到供水温度达到预设温度时，比如35℃，水体会携带一部分余温，而原本用于加热水体的管道也会残留部分余温，会让原本已经处于稳定的35℃水体温度再次提升，这导致水体温度呈现动态变化状态，难以保持稳定。从实际生产需求角度出发，需要设置误差比例值p，每次对水体温度调节时，都需要以最开始设计的比例系数
，做水体温度的误差调整，让水体温度可以长时间保持35℃。比如，供水设备需要35℃的供水，水体初始温度为10℃，可以将误差温度设为1℃。因为第一次水体温度误差为30℃-10℃=20℃，所以需要提升温度为
；而第二次水体温度误差为30℃-20℃=10℃，所以需要提升温度为
。通过这种方式重复这个操作步骤，最后会获得一条符合实际供水温度变化情况的测温曲线。需要注意，这条测温曲线呈现缓慢上升趋势，并不是从原本的10℃，突然上升到需要的35℃。
2 PID技术在恒压供水设备中的实际应用
以恒压方式进行供水的电气自动化人工智能调节技术，其最基础的工作原理是保持一定的水体压力，利用人工智能技术科学控制供水系统，并使两者相互协调，从而达到供水设备的自动化管理。既可以有效控制供水温度，也可以根据生产各个环节需求控制供水量，从而达到节省资源，提升生产效益的效果。对水体压力进行控制时，和控制水体温度相似。但是水体压力控制存在一定的时滞性，导致系统响应时期会产生振荡，不具备更高的动态性。面对这种使用需求，建议使用改进的PID技术，配合人工智能调节器，对水体压力做模糊控制，其算法框图如图1所示。
图1 改进PID算法框图
在最开始进行控制期间，e=Y-s，
系统存在较大的误差；而在当误差逐渐降低，
，并在更换控制对象后，则启动改进PID算法，同时解决系统的积分饱和问题，让整个系统处于最佳静止状态，即输出量可以准确反映输入量，不会在这个过程中出现过于严重的失真问题[2]。其中，s代表给定值、e是系统误差、Y为最后的输出值，
为预设数值。
3恒压供水设备机械电气自动化人工智能控制系统
3.1系统构成
该系统可以划分为以下几个部分：上位机软件选择RSView32，负责对整个人工智能调节装置作统一控制，并优化算法控制模式、用于传输水体压力的传送设备、负责进行人工智能控制的接触器组、调节供水系统运行启动关闭的变频器、根据系统使用需求，测定误差变化率和压力误差的人工智能调节器、供水设备启动关闭的阀门、负责提供系统水资源的水泵等几个部分。
3.2设备功能
应用电气自动化技术，让原本需要大量人力资源看管的供水流程，转变成不需要太多人参与的自动化供水模式，极大提升供水效率。而且，使用人工智能技术可以通过实时监控方式，监管电气设备的运行状态，并根据电气设备的故障问题，智能捕捉相应数据波，稳定提升包括供水设备在内的系统所有电气设备使用安全性，提升设备运行稳定性。该文选择恒压供水设备的人工智能调节器，作为案例对其展开系统性分析。
3.3人工智能调节器工作原理
本文选择新型人工智能技术设计人工智能调节器，输入系统选择数字校正系统，并通过改进PID智能调节算法，对系统进行精准控制，适用于各类生产场合。用于检测出水总管压力数值的压力感应器，在获得水体压力信息后，会将其传递给人工智能调节器，而人工智能调节器在获得水体压力信息后，会自动将其和预设数值进行比较，并获得实际压力误差。配合PID控制算法，把4mA~20mA的控制信号，以电流传导模式，传递给变频系统控制端，根据水管供水需求，调节当前水体运动频率[3]。如果用户需要更多的用水量，水泵工作频率会迅速提升到预设数值，通常预设频率为50Hz。如果水泵工作频率达到50Hz，仍然没有达到用户所需的供水压力，需要更换水泵，为用户继续供水；如果用户用水需求下降，系统会自动停止几台水泵，仅保留一定数量的水泵，从而达到小规模的供水自动化控制。
3.4人工智能调节器控制说明
本文使用的人工智能调节器，其调节仪表拥有自整定性能，不需要用户进行超调作业。在实际应用时，如果需要进行自整定作业，仪表盘执行位置会产生2次~3次的振荡，系统会计算采样时间、比例与积分参数。如果遇到部分特殊场合，则会将积分参数直接提升50%，或是削减50%。如果系统逐渐恢复到正常工作状态，则继续以原本调整方法进行调节，如果系统工作状态继续恶化，则会以反方向进行调节。同时，人工智能调节器也会分析系统的响应曲线变化情况，如果存在过长的振荡周期，则会首先降低比例参数，并增加积分参数与采样时间；如果振荡周期过短，则会优先增加比例参数，并增加积分参数与采样时间。通过这种方式，即使面对一些足够较为复杂的对象，也可以获得较好的控制效果。操作人员无须做其他工作，仅对设备运行参数调节即可。
3.5水泵控制台工作原理
控制台设置两种工作模式，分别为手动控制与自动控制。如果选择手动模式，可以调节多圈电位器，对水泵进行单独开启、关闭。如果需要对某个水泵进行维修作业，建议选择手动控制模式，从当前运行序列中顺利退出；如果选择自动控制模式，则需要操作人员利用开关，对系统水泵进行控制。拥有较大的供水需求时，使用压力感应开关，让更多水泵参与到供水作业中。如果供水需求下降，则由系统自动关闭若干水泵，减少资源消耗。
结论：虽然本文对供水设备机械电气自动化人工智能控制技术展开深层次的研究，具有一定应用价值。但是在实际使用时，仍需要以实际控制需求为准，合理分析人工智能控制技术的应用方法。希望更多从业人员可以通过本文内容，拓展人工智能控制技术应用方法，为我国可持续发展贡献力量。
参考文献
[1]葛瑞国.供水设备机械电气自动化控制技术[J].中国设备工程,2020(14):164-166.
[2]王学林.基于供水设备机械电气自动化控制技术研究[J].科技创新导报,2019,16(11):68-69.
[3]李健安.浅谈二次供水泵房电气设备的配置与智能监控[J].中国设备工程,2021(13):185-186.
