【正文】 1 III 確定各變量的隸屬度函數(shù)和賦值表 .....................................................11 模糊控制規(guī)則的確定 ........................................................................... 14 模糊控制響應(yīng)表的生成 ....................................................................... 14 模糊動(dòng)態(tài)前饋控制器的設(shè)計(jì) ................................................................... 16 PID 控制的設(shè)計(jì) ....................................................................................... 16 控制的基本公式 ............................................................................. 16 PID 的參數(shù)設(shè)置 ................................................................................... 16 5. PLC 選型及資源分配 ................................ 17 PLC 電氣圖和 I/O 分配表 ........................................................................ 17 PLC 選型 ................................................................................................... 18 傳感器選型 .............................................................................................. 18 ........................................................................................... 18 .................................. 18 ................................................................................................... 19 ....................................................................................... 19 控制系統(tǒng)總流程圖設(shè)計(jì) ....................................................................... 19 模糊控制流程圖 ................................................................................... 19 控制流程圖 ..................................................................................... 20 動(dòng)態(tài)前饋流程圖 ................................................................................... 20 ....................................................................................... 21 水位控制 ............................................................................................... 21 模糊控制算法的 PLC 實(shí)現(xiàn) ................................................................... 21 IV PID 控制的 PLC 實(shí)現(xiàn) ........................................................................... 22 7 結(jié)束語(yǔ) ........................................... 23 致謝 ............................................... 24 參考文獻(xiàn)： .......................................... 25 附錄： ............................................. 26 1 1. 引言 在鍋爐運(yùn)行中 ,水位是一個(gè)很重要的參數(shù)。 模糊控制是以模糊集合理論為基礎(chǔ)的一種新興的控制手段，它是模糊系統(tǒng)理論和模糊技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。 圖 21工業(yè)鍋爐工藝流程 首先除氧水通過給水泵進(jìn)入給水調(diào)節(jié)閥，通過給水調(diào)節(jié)閥進(jìn)入省煤器，冷水在經(jīng)過省煤器的過程中被由爐膛排出的煙氣預(yù)熱，變成溫水進(jìn)入汽包，在汽包內(nèi)加熱至沸騰產(chǎn)生蒸汽，為了保證有最大的蒸發(fā)面因此水位要保持在 鍋爐 上汽包的中線位置，蒸汽通過主蒸汽閥輸出。自動(dòng)控制的目的是實(shí)現(xiàn)各種最優(yōu)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)率，節(jié)約能源，改善勞動(dòng)環(huán)境條件。 3）過熱蒸汽系統(tǒng)的控制 維持過 熱器出口溫度在允許范圍內(nèi)，并保證管壁溫度不超過允許的工作溫度。 3 鍋爐汽包水位的基本特性和 汽包水位控制系統(tǒng)方案選擇 鍋爐汽包水位控制對(duì)象的基本特性 工業(yè)鍋爐的汽水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 31所示。 圖 311 所示是給水流量作用下，水位的階躍響應(yīng)曲線。用傳遞函數(shù)來(lái)描述時(shí)，它近似于一個(gè)積分環(huán)節(jié)和時(shí)滯環(huán)節(jié)的串聯(lián)。但實(shí)際情況并非這樣，由于蒸汽用量的增加，瞬間必然導(dǎo)致汽包壓力的下降。 燃料量擾動(dòng)下汽包水位的動(dòng)態(tài)特性 汽包水位在燃料量Ｂ擾動(dòng)下的響應(yīng)曲線如圖 313所示，當(dāng)燃料量增加時(shí)，鍋爐的吸熱量增加，蒸發(fā)強(qiáng)度增大。 然而，在停留時(shí)間較短，負(fù)荷變化較大時(shí)，采用單沖量水位控制系統(tǒng)就不能適用。因而能極大的減小給水量和水位的波動(dòng)，縮短過度過程時(shí) 間。如果給水中斷，可能在很短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)水位；如果僅是給水量和蒸汽量不相適應(yīng)， 也可能在幾分鐘呢出現(xiàn)缺水和滿水事故，這樣對(duì)汽包水位要求就更高了。但是各種參數(shù)又存在不同程度的時(shí)變性，且過程具有非線性，強(qiáng)耦合的特點(diǎn)，特別是蒸汽負(fù)荷變化對(duì)水位的影響，當(dāng)蒸汽負(fù)荷增加和減小時(shí)，汽包水位在蒸汽作用下的動(dòng)態(tài)特性不一致，這樣很難確定三沖量控制系統(tǒng)中蒸汽前饋系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型，這就使得三沖量控制系統(tǒng)的控制規(guī)律很難找到， 10即使找到控制規(guī)律也很難作的精確。將模糊集合理論運(yùn)用于自動(dòng)控制而形成的模糊控制理論，在近年來(lái)得到了迅速的發(fā)展，其原因在于對(duì)那些時(shí)變的非線性的復(fù)雜系統(tǒng)，當(dāng)無(wú)法獲得精確的數(shù)學(xué)模型的時(shí)候，利用具有智能的模糊控制器能給出有效的控制。則得偏差 e 的量化因子 ke=6/50=3/25=，為語(yǔ)言變量選取 7個(gè)語(yǔ)言值： PB， PM， PS， Z， NS， NM 和 NB。同樣，為語(yǔ)言變量 U 選取 PB， PM， PS， Z， NS， NM 和 NB 共 7 個(gè)語(yǔ)言值。對(duì)求得的輸出模糊集合用加權(quán)平均法解模糊，得到精確量，即模糊控制響應(yīng)表。 在圖 41 中，模糊動(dòng)態(tài)前饋控制器采用單輸入單輸出結(jié)構(gòu)，輸入變量為：正常工況下蒸汽母管流量與擾動(dòng)后蒸汽母管流量之差 e，輸出語(yǔ)言變量為閥門開度變化量 u，模糊動(dòng)態(tài)前饋控制器的 設(shè)計(jì)步驟如下： （ 1）輸入變量 e、輸出變量 u 的論域均取為 [4 4]，輸入變量 e的語(yǔ)言值取為 {PB， PM，PS， Z， NS， NM， NB}，輸出變量 e、輸出變量 u的語(yǔ)言值的隸屬函數(shù)都選擇三角形的隸屬度函數(shù)。增益取大時(shí)，響應(yīng)快，但過大將產(chǎn)生振 17蕩。模擬量模塊輸入地址分配表如表 52 所示。 控制系統(tǒng)流程圖 控制系統(tǒng)總流程圖設(shè)計(jì) 圖 621 控制系統(tǒng)總流程圖 模糊控制流程圖 圖 622 模糊控制流程圖 20 控制流程圖 圖 623 PID 流程圖 動(dòng)態(tài)前饋流程圖 圖 624 動(dòng)態(tài)前饋流程圖 21 系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì) 水位控制 當(dāng)輸入起動(dòng)的指令時(shí) (X0= 1) , 輔助繼電器 Y0 被激勵(lì) , 給出系統(tǒng)運(yùn)行指示 (Y0= 1) , 并且工作指示燈亮。 圖 631 模糊控制算法的 PLC 實(shí)現(xiàn) 首先將模糊化過程的量化因子 ek 、 eck 、 uk 存入 PLC 的保持繼電器中，然后利用 A/D模塊將輸入量采集到 PLC的 D數(shù)據(jù)區(qū)，根據(jù)它們所對(duì)應(yīng)的的輸入模糊論域中的相應(yīng)元素，查模糊控制量表求出模糊輸出量 U，再乘以輸出量化因子即可得實(shí)際輸出量 u,由 D/A 模塊輸出對(duì)閥門度進(jìn)行控制。 24致謝 首先要感謝我的導(dǎo)師朱笑花老師。 UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3t nGK8! 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