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和人們對住房要求的提高，高層樓房的需求量將會呈現(xiàn)出攀升的趨勢，高層樓房帶來的問題也越來越多，高層供水就是一個突出問題。傳統(tǒng)的供水方式都存在效率偏低、穩(wěn)定性差、能耗和浪費較大的問題，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題，本文設(shè)計了一套基于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，傳統(tǒng)的變頻調(diào)速不能滿足水泵運行的所有工況，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，該算法同時具有PID算法與模糊算法的優(yōu)點，可以適應(yīng)水泵運行的各種工況，能夠滿足高層樓房對恒壓供水系統(tǒng)的要求。本系統(tǒng)運用MATLAB軟件和Simulink軟件包對模糊PID控制器進行輔助設(shè)計，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)計者的知識和經(jīng)驗設(shè)計的；第三步進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現(xiàn)對恒壓供水系統(tǒng)的仿真。通過仿真曲線來比較模糊PID算法和傳統(tǒng)PID算法，參數(shù)對比之后會得出模糊PID算法的動態(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、水泵電機和傳感器，系統(tǒng)的主要工作過程為：壓力傳感器

4、采集管網(wǎng)水壓信號送入PLC，在PLC的CPU進行處理之后把模擬量信號送入變頻器，變頻器根據(jù)PLC送入的模擬量電壓來調(diào)節(jié)自身頻率的大小，進一步來調(diào)節(jié)電動機的速度。程序設(shè)計主要分為自動運行控制和手動運行控制兩個部分，系統(tǒng)根據(jù)是否存在故障這一實際運行狀況來判斷是采用自動運行控制還是手動運行控制。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，使變頻器和水泵電機高效的工作。本系統(tǒng)的管網(wǎng)水壓波動小，大大減少了電能的浪費，并且降低了設(shè)備故障