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基于S7-300PLC的Fuzzy-PID控制恒压供水系统设计
作者:刘玉明
来源:《中国新通信》2017年第12期
【摘要】 传统的工频水泵供水系统存在着一定程度的缺陷,主要表现为能源消耗较大以及供水不稳定,这两个缺陷与工业迅速发展的实际情况相脱离,因此提出一种基于S7-300PLC的Fuzzy-PID控制恒压供水系统,本文针对这一供水系统的主要构造及其设计策略进行研究与分析。
【关键词】 供水系统 PID 变频 一、供水系统的总体构成
在基于S7-300PLC的Fuzzy-PID控制恒压供水系统之中,主要采用的是双层结构,分别是监控层与控制层。监控层的主要作用是监控与记录,针对的对象主要有工业计算机、水泵运行状态与相关参数等;在控制层当中,主要包含了有S7-300系列PLC,其主要作用是对现场变频器的调速进行一定程度上的控制,同时还能够对仪表的相关数据进行有效的采集。 二、控制方法分析 2.1 控制要求
一般情况下,系统需要根据工艺用水量的变化来对水泵转速以及投用的数量进行一定程度上的调整,这样才能对供水压力的恒定进行合理而有效的保证,系统的要求主要如下:①要求系统能够对多种变化的启停控制进行有效实现,并在此基础之上保证出水压力恒定;②系统操作功能要求多样性,主要有手动操作、自动操作以及就地操作;③需要应用 PLC对变频器操作实现软起动软停止,这样一来就能够对泵在启停过程中的磨损进行一定程度上的减少,同时为了对变频器的使用寿命进行保证,还需要保证变频器输出大于最低安全频率;④要求这一系统必须具备完善的电器安全措施,并在此基础之上实现对于过压、过流、过载等状况的报警功能;
2.2 控制策略
在实际情况下,恒压供水中的水量浮动相对较大,且具有很强的随机性,这样就导致管路压力存在不稳定的情况,如果只是采用常规的PID控制,难以达到理想的效果。针对这一情况,在本系统中采用模糊控制与 PID 控制混合控制系统对变频器进行控制。需要注意的是,模糊系统存在着的一定的盲区,需要对系统进行阈值的设定:当控制器输入e(=SV-PV)大于