反渗透海水淡化故障诊断专家系统的研究与开发

摘要

随着经济社会的快速发展，人们以前所未有的规模和速度开发利用水资源，日益增大的淡水资源缺口已经成为了社会进步和经济发展的制约因素。海水淡化作为一种环境友好型的产业，与其他的淡水资源获取途径相比，具有源头无限、规模巨大、技术水准高、对环境影响小等优点。反渗透海水淡化技术推动着海水淡化工程向着集成化、智能化以及产业化的趋势发展，与此对应，子系统之间的耦合度增加，系统结构更加复杂，发生故障的可能性增大，仅仅依靠传统人工巡检的方式排查故障已经不能满足系统可靠性要求。因此，开发一套集故障预测、分析、诊断和处理为一体的智能故障诊断专家系统对海水淡化系统的可靠运行具有重要的学术价值和实用价值。
　　 对反渗透海水淡化系统的三大部件：反渗透膜、能量回收装置和高压泵的常见故障进行了分析，并针对其中的主要故障建立了相应的故障树模型，以此作为知识获取的重要手段。在故障树模型基础上，结合语义表示方法和产生规则式表示方法建立了专家系统的诊断知识库。通过对专家系统知识库的结构设计，在数据库中建立了故障事实表、推理规则表、规则条件表、规则结论表和维修策略表。针对海水淡化故障诊断专家系统中的知识表达方式和知识库特点，采用正反混合推理方式和全局择优搜索策略，通过不精确推理机制，实现了专家系统的推理机。在专家系统进行诊断推理的同时，对推导出的故障结论给出合理的解释，并制定了详细的维修策略。此外，故障诊断专家系统还提供了知识库管理接口，用户可以通过接口方便地增加、删除和更新诊断知识。
　　 在Visual Studio2008和SQL Server2005开发平台下，采用面向对象的C＃语言，对故障诊断专家系统的可视化界面进行了开发。用户输入一些相关的故障症状，专家系统启动推理机制，触发诊断规则，推理出最终的诊断结果。