PLC與模糊PID技術(shù)在恒壓供水中的應(yīng)用.pdf

1、隨著城市化的大力推進(jìn)和人們對(duì)住房要求的提高，高層樓房的需求量將會(huì)呈現(xiàn)出攀升的趨勢(shì)，高層樓房帶來(lái)的問(wèn)題也越來(lái)越多，高層供水就是一個(gè)突出問(wèn)題。傳統(tǒng)的供水方式都存在效率偏低、穩(wěn)定性差、能耗和浪費(fèi)較大的問(wèn)題，而高層供水則必須要求系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)定性和節(jié)能性。所以為了更好的解決高層供水問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了一套基于PLC和模糊PID技術(shù)的恒壓供水系統(tǒng)。本系統(tǒng)利用了先進(jìn)的模糊控制技術(shù)、變頻控制技術(shù)和電氣控制技術(shù)，加強(qiáng)了恒壓供水系統(tǒng)的智能性和高效性，使恒壓

2、供水系統(tǒng)能夠完全勝任高層供水的任務(wù)。
　　由于恒壓供水系統(tǒng)具有滯后性、大慣性和干擾因素多的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的變頻調(diào)速不能滿足水泵運(yùn)行的所有工況，所以必須采用具有自適應(yīng)能力的算法。本系統(tǒng)采用模糊PID算法，該算法同時(shí)具有PID算法與模糊算法的優(yōu)點(diǎn)，可以適應(yīng)水泵運(yùn)行的各種工況，能夠滿足高層樓房對(duì)恒壓供水系統(tǒng)的要求。本系統(tǒng)運(yùn)用MATLAB軟件和Simulink軟件包對(duì)模糊PID控制器進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，第一步確定系統(tǒng)的輸入輸出變量，并將其模糊化；第

3、二步確定恒壓供水系統(tǒng)的模糊規(guī)則，模糊規(guī)則是利用設(shè)計(jì)者的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的；第三步進(jìn)行模糊輸出變量的去模糊化。利用MATLAB軟件完成模糊PID控制器之后，選擇合適的供水模型就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)恒壓供水系統(tǒng)的仿真。通過(guò)仿真曲線來(lái)比較模糊PID算法和傳統(tǒng)PID算法，參數(shù)對(duì)比之后會(huì)得出模糊PID算法的動(dòng)態(tài)特性、靜態(tài)特性和魯棒性更好。
　　本系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)主要包括S7-200PLC、MM430變頻器、水泵電機(jī)和傳感器，系統(tǒng)的主要工作過(guò)程為：壓力傳感器

4、采集管網(wǎng)水壓信號(hào)送入PLC，在PLC的CPU進(jìn)行處理之后把模擬量信號(hào)送入變頻器，變頻器根據(jù)PLC送入的模擬量電壓來(lái)調(diào)節(jié)自身頻率的大小，進(jìn)一步來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的速度。程序設(shè)計(jì)主要分為自動(dòng)運(yùn)行控制和手動(dòng)運(yùn)行控制兩個(gè)部分，系統(tǒng)根據(jù)是否存在故障這一實(shí)際運(yùn)行狀況來(lái)判斷是采用自動(dòng)運(yùn)行控制還是手動(dòng)運(yùn)行控制。模糊PID控制器的應(yīng)用，使恒壓供水系統(tǒng)的自適應(yīng)能力增強(qiáng)，使變頻器和水泵電機(jī)高效的工作。本系統(tǒng)的管網(wǎng)水壓波動(dòng)小，大大減少了電能的浪費(fèi)，并且降低了設(shè)備故障