數(shù)控專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)外文翻譯--wincc在供熱站恒壓供水監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用-數(shù)控設(shè)計(jì)-資料下載頁
2025-05-12 01:33本頁面
【導(dǎo)讀】畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯
【正文】 50 控制器、模擬量輸入模塊、數(shù)字量輸入輸出模塊及通信模塊，其中模擬量輸入模塊用來檢測(cè)出水口壓力信號(hào)，數(shù)字量輸入模塊用來檢測(cè)各種開關(guān)量，數(shù)字量輸出模塊用來控制點(diǎn)擊和閥門的啟、停。變頻器選用 AB 公司的 1336Plos 變頻器，變頻器與控制器通過 Devi2 ceNet 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。 2 恒壓供水原理 在出水管道 上安裝壓力傳感器，將出口水壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，送 PLC 進(jìn)行模糊推力運(yùn)算后，輸出控制信號(hào)到變頻器，調(diào)節(jié)水泵點(diǎn)擊的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，知道消除實(shí)際誰呀與設(shè)定水壓的偏差，實(shí)現(xiàn)恒壓供水，可編程控制器同時(shí)控制水泵的啟、停。當(dāng)系統(tǒng)開始工作時(shí)由變頻器控制啟動(dòng) 1 號(hào)泵變頻運(yùn)行。若用戶用水量增加變頻器的輸出頻率上升到 50Hz 水壓仍達(dá)不到設(shè)定值，則將 2 號(hào)泵切換為工頻運(yùn)行 。變頻器畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯 再啟動(dòng) 3 號(hào)泵運(yùn)轉(zhuǎn)，知道輸出水壓達(dá)到設(shè)定值為止。繁殖托用戶用水量減少，則依照“先啟后?！痹瓌t一次將水泵切除 如此反復(fù)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的恒壓供水。 3Fuzzy2PI控制算法 由于供水系統(tǒng)的許多環(huán)節(jié)（如管網(wǎng)和水泵）存在非線性、時(shí)變性，且各個(gè)變量之間還存在交叉耦合，所以難以建立系統(tǒng)精確的數(shù)學(xué)模型，對(duì)于這樣一個(gè)復(fù)雜的過程，僅僅用傳統(tǒng)的 PID 控制很難達(dá)到理想的控制效果 。模糊控制具有不依賴于數(shù)學(xué)模型和對(duì)參數(shù)變化不敏感的優(yōu)點(diǎn)，將模糊控制應(yīng)用于供水系統(tǒng)中，可以提高控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，但是模糊控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能不佳，為此設(shè)計(jì)了一種 Fuzzy2PI 雙模控制，如圖 2 所示，其設(shè)計(jì)思想是：當(dāng)壓力誤差較大時(shí)采用 Fuzzy 控制，以獲得良好的瞬態(tài)響應(yīng)；當(dāng)壓力誤差較小進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，則由程序切換到 PI 控制，以獲得良好的穩(wěn)態(tài)精度， PI 控制算法和模糊控制算法均有 PLC 實(shí)現(xiàn)切換時(shí)機(jī)計(jì)算機(jī)程序根據(jù)事先給定的誤差范圍自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。 本系統(tǒng)采用雙輸入單輸出模糊控制器，以水壓給定值和測(cè)量值的誤差e 及誤差變化率 ec 作 為模糊控制器的輸入語言變量，一變頻器頻率變化量 u 作為輸出語言變量。選取誤差 e、誤差率 ec 和控制量 u 的模糊自己為 {NB,NS,ZE,PS,PB},并將它們的論域量化為 7 個(gè)等級(jí)，即{3， 2， 1， 0， 1， 2， 3}，模糊子集的隸屬函數(shù)采用三角形，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出模糊控制規(guī)則，如表 1 所示。根據(jù)這些規(guī)則計(jì)算總的模糊關(guān)系 R: 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯 式中 x、 U 代表模糊關(guān)系矩陣的“笛卡爾積”和“并”運(yùn)算。再根據(jù)極大極小推力合成規(guī)則求出輸出語言變量論域上的模糊集合 U： 最后對(duì) U 采用加權(quán)平均法進(jìn)行解模糊，將模糊量 U 轉(zhuǎn)換成精確量 u，上述 過程是離線進(jìn)行的，最終得到模糊控制查詢表，如圖 2 所示。將此表存放在 PLC 內(nèi)存中，實(shí)時(shí)控制實(shí)現(xiàn)模糊控制的過程便簡(jiǎn)化為查找查詢表的過程 。 程序設(shè)計(jì) RSLogix5000 是支持 Logix5000 系統(tǒng)控制器的編程軟件，程序用梯形圖語言編寫，包括水泵啟動(dòng)和切換主程序、 PI 控制子程序、模糊控制子程序和故障報(bào)警子程序，當(dāng)采樣時(shí)間到時(shí)， PLC 采集水壓信號(hào)，并與給定信號(hào)比較得到誤差 e，若 e=e0(e0 為 PI 和模糊控制切換閥值 )，則進(jìn)入 PI 控制子程序；若 ee0，則進(jìn)入模糊控制子程序。圖 3 是模糊控制子程序框圖。由于 RSLogix5000軟件提供了數(shù)組標(biāo)簽，因此可以用梯形圖語言方便地實(shí)現(xiàn)模糊控制算法。在標(biāo)簽數(shù)據(jù)庫中建立一個(gè) 7x7 的二維數(shù)組標(biāo)簽 array，將查詢表 2 的結(jié)果按照從上倒下，從左到右的順序一次輸入到數(shù)組標(biāo)簽中，由于 E、 Ec 的量化等級(jí)為【 3， 3】，而數(shù)組標(biāo)簽 array的其實(shí)地址為【 0， 0】 ,因此在尋址時(shí)需要加偏移量，即： u=array（ i+3， j+3），模糊控制器將計(jì)算得到的實(shí)測(cè)誤差 e 和誤差變化量畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯 ec 量化，取得以相應(yīng)論域元素表征的查找查詢表所需的 i 和 j，通過數(shù)組標(biāo)簽 array 尋址得到控制量變化 uij， uij 再乘以比例因子便是控制量變化量 ?u。加在被控對(duì)象的實(shí)際控制量 uk=uk 1+u，其中 uk1 為前一次的控制量。 uk 經(jīng)過限幅后作為變頻器的輸出，控制水泵點(diǎn)擊的轉(zhuǎn)速，是水壓保持在給定值上。 變頻恒壓供水系統(tǒng)的參數(shù)選取 合理選取壓力控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)低能耗恒壓供水。這個(gè)目的的實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵在于壓力控制參數(shù)的選取，通常管網(wǎng)壓力控制點(diǎn)的選擇有兩個(gè)；一個(gè)就是管網(wǎng)最不利點(diǎn)壓力恒壓控制，另一個(gè)就是泵出口壓力恒壓控制。兩者如何選擇，我們來簡(jiǎn)單分析一下管網(wǎng)最不利點(diǎn)壓力恒定時(shí)。管網(wǎng)用水量由 QMAX 減少到 Q1 與 Ha 交與 B 點(diǎn)，用水管路特性曲線 A 上移并 通過 B 點(diǎn)，管網(wǎng)最不利點(diǎn)壓力變?yōu)镠b,HbH0 的揚(yáng)程差即為能量浪費(fèi)，所以選擇管網(wǎng)最不利點(diǎn)的最小水頭為壓力控制參數(shù)，形成閉環(huán)壓力自控系統(tǒng)，是得水泵的轉(zhuǎn)速與 PID 調(diào)節(jié)器設(shè)定壓力相匹配，可以達(dá)到最大節(jié)能效果，而且實(shí)現(xiàn)了恒壓供水的目的。 變頻器在投入運(yùn)行后的調(diào)試是保證系統(tǒng)達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)的必要手段。變頻器根據(jù)負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小，在啟動(dòng)和停止電機(jī)時(shí)所需的時(shí)間不相同，設(shè)定時(shí)間過短會(huì)導(dǎo)致變頻器在加速時(shí)過電流、在減速時(shí)過電壓保護(hù)；設(shè)定時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致變頻器在調(diào)速運(yùn)行時(shí)使系統(tǒng)變的調(diào)節(jié)緩慢，反應(yīng)遲滯，應(yīng)變能力差，系統(tǒng)易處在短期不穩(wěn)定狀態(tài)中。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯 為了變頻器不跳閘保護(hù)，現(xiàn)場(chǎng)使用當(dāng)中的許多變頻器達(dá)不到最佳運(yùn)行狀態(tài)。所以現(xiàn)場(chǎng)使 用時(shí)要根據(jù)所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載性質(zhì)不同，測(cè)試出負(fù)載的允許最短加減速時(shí)間， 運(yùn)行設(shè)定。對(duì)于水泵電機(jī)，加減速時(shí)間的選擇在 秒之間。
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