湿法烟气脱硫专家系统的开发研究

胡志光 ,马苗云 ,邓 倩,常爱玲

(华北电力大学环境科学与工程学院,河北 保定 071003)

1 湿法烟气脱硫专家系统知识库的开发

湿法烟气脱硫系统(WFGD)是我国电厂应用最广泛的脱硫系统,开发研究WFGD专家系统不仅可以用于培训运行人员、进行现场所有的启停和运行操作训练,还可以做现场不可能进行的事故演习和操作实验,分析事故原因,保证电厂安全生产和提高脱硫效率及运行经济性。

湿法烟气脱硫知识库是以 Access数据库和Word文档的形式体现的,共有2个A ccess数据库和233个w ord文档,2个数据库分别命名为“数据库.mdb”和“db.mdb”。“数据库.mdb”应用于湿法烟气专家帮助界面,按照湿法烟气脱硫知识层次创建了2个表,分别为“一级分类表”和“二级分类表”,一级分类中将烟气湿法脱硫知识分为10类,以分类编号和标题为字段名,如图1所示。“二级分类”中将这十类再分为233类,同样以分类编号和标题为字段名,在二级分类中湿法烟气脱硫故障知识库表如图2所示。

图1 湿法烟气脱硫专家系统知识库一级分类

2 湿法烟气脱硫专家系统的推理机制

湿法烟气脱硫专家系统采用的是正向推理和元知识搜索。正向推理就是按由数据推出结论的方向推理,即由湿法烟气脱硫知识库出发,找出满足搜索条件的知识,逐级向下,反复推理得出结论。

IF(条件句)

Then(结论事件)

正向推理能充分运用用户提供的信息,只要某数据加入到知识库中,其就可以被用于推理。将湿法烟气脱硫的知识从高级到低级划分为3个层次,较高层知识可以管理、解释、使用较低层次知识,而该设计的专家系统属最低层次知识,元知识的作用就是使对象级知识得到有效的使用。

3 湿法烟气脱硫专家系统界面的开发

3.1 主界面的开发

专家系统的主界面即为启动界面。另外湿法烟气脱硫专家系统还建立了专家帮助界面、故障诊断界面、工艺仿真界面、知识库管理界面、关于界面和权限界面共6个界面。在启动界面用菜单编辑器编辑菜单栏,编辑6个一级菜单分别为专家帮助、故障诊断、工艺仿真、知识库管理、关于和退出。图3为湿法烟气脱硫专家系统主界面。

3.2 帮助系统的开发

3.2.1 加载数据库至窗体

专家帮助界面的设计,主要是依靠T reeview控件和Rich TextBox控件,在form load()事件中加载树形目录结构到Treeview控件,即在加载窗体的时候,T reeview控件中的目录同时加载完成。主要代码如下:

图2 湿法烟气脱硫故障知识库二级分类

图3 湿法烟气脱硫专家系统主界面

3.2.2 建立Rich Textbox中的文本与目录内容的关

将知识库的分类标题与系统知识库的最终数据链接起来,在窗体上显示将为Tree view控件的二级目录标题与 Rich Textbox中的文本链接起来。当点击T ree view控件时,会触发T reeview控件中的nodeClick事件,在此,引一个条件语句来实现Rich Textbo x中的文本与目录中标题的关联。具体操作为,在加载树型目录结构的过程中,每个目录标题均有一个唯一的关键词与之匹配,将这些关键词作为条件的Key,当nodeClick事件发生时,所有关键词都有匹配,即当用户点击相应的标题时,与之相对应的文本将在 Rich Textbox中显示出来。具体程序代码如下:

3.2.3 实现检索切换

当点击“检索”按钮,界面切换至湿法烟气脱硫专家帮助检索界面,在文本框中输入要检索的关键词,点击“查询”,软件将会在湿法烟气脱硫知识库中检索与关键词有关知识目录,显示在下列表框List1中,点击目录,同样右侧Rich TextBox1中将显示该知识。如知识库中没有该条知识,系统将提醒工作人员录入,使得软件逐渐完善。

3.3 故障诊断系统的开发

故障诊断界面主要由1个List列表框控件、3个Textbox控件和Date控件组成。由List列表框列出故障名称,3个 Textbox控件分别输出故障现象、发生故障的可能原因以及解决故障的办法。另外,最关键的Date控件的 visible属性为 false,因此在途中无显示,Date控件是常用的数据库访问控件,专家帮助系统由于知识的描述性及图表等字段不易控制等原因未使用该控件,Date控件最大的优点就是基本不用编写代码,就可执行数据库访问工作。考虑系统的稳定性,故障的添加和修改不能在本部分使用,需从管理界面输入权限后进入。

3.4 工艺仿真界面的开发

本界面的开发目的是为了将湿法烟气脱硫工艺流程整体、形象的用计算机程序表示出来,为运行人员提供学习帮助,湿法烟气脱硫工艺仿真界面如图4所示。工艺仿真系统模拟了湿法烟气脱硫整体运行的工艺流程,动态的显示了主要脱硫设备的运行状态。模拟并捕集主要在线数据,如进塔烟气流量、烟气入口SO2浓度、出口SO2浓度、GGH前温度、GGH 后温度、GGH 前后压力差 、p H 值、密度值 、塔内液位高度、除雾器压力差、CaCO3浆液流量等参数值。软件依照FGD系统设计值为所捕集的运行参数设置了限值,当运行参数超出限值,系统将弹出对话框进行报警,并激发故障诊断界面。

系统仿真的实现主要依靠Timer控件,本窗体共设计了9个Timer控件,来实现脱硫仿真图的运行状态。语法为Private Sub Object_Timer()。

图4 湿法烟气脱硫工艺仿真界面

3.5 知识库管理界面的开发

知识库管理界面主要包括 DataGrid控件、Adodc控件 、Common Dialog控件 、Combo控件、Label控件,为保障软件的稳定运行,必须具备一定的权限才能修改知识库。本系统通过在管理员登陆界面输入用户名和密码来识别权限。输入正确的用户名和密码后,点击确定对知识库进行管理,知识库的管理功能包括:湿法烟气脱硫系统的知识添加、修改、删除和检索等。

4 结语

将专家系统应用于湿式石灰石/石膏法烟气脱硫系统中,利于帮助运行人员稳定和优化电厂脱硫设备运行,提高脱硫效率,降低能源消耗,实现机组的经济安全运行。

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