宇電AI人工智能調(diào)節(jié)器在恒壓供水中的應(yīng)用

時(shí)間：2015-05-22 22:28:20 來(lái)源：中國(guó)五金商機(jī)網(wǎng) 點(diǎn)擊量：456

引言

??? 恒壓供水在工業(yè)和民用供水系統(tǒng)中已普遍使用，由于系統(tǒng)的負(fù)荷變化的不確定性，采用傳統(tǒng)的PID算法實(shí)現(xiàn)壓力控制的動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)很難收到理想的效果。在恒壓供水自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)初期曾采用多種進(jìn)口的調(diào)節(jié)器，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)總是不穩(wěn)定，通過(guò)實(shí)際應(yīng)用中的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用模糊控制理論形成的控制方案在恒壓系統(tǒng)中有較好的效果。在實(shí)施過(guò)程中選用了AI-808人工智能調(diào)節(jié)器作為主控制器，結(jié)合FX1N PLC邏輯控制功能很好地實(shí)現(xiàn)了水廠的全自動(dòng)化恒壓供水。對(duì)于單獨(dú)采用PLC實(shí)現(xiàn)壓力和邏輯控制方案，由于PLC的運(yùn)算能力不足編寫一個(gè)完善的模糊控制算法比較困難，而且參數(shù)的調(diào)整也比較麻煩，所以所提出的方案具有較高的性價(jià)比。
工作原理
??? 系統(tǒng)主要由AI-808人工智能調(diào)節(jié)器、變頻器、控制接觸器組、水泵、閥門、壓力變送器等組成。由于水泵功率較大，為節(jié)約成本，只用1臺(tái)變頻器，3臺(tái)水泵的其中2臺(tái)可以采用變頻調(diào)速，這樣在某1臺(tái)故障或維護(hù)時(shí)可以切換到另1臺(tái)進(jìn)行變頻控制。圖1為供水系統(tǒng)的原理框圖。
　　　　　　　　　　

壓力傳感器檢測(cè)出水總管壓力，經(jīng)變送器送至AI-808儀表，與設(shè)定值比較得到壓力誤差和誤差變化率，經(jīng)AI-808特有的模糊、PID相結(jié)合的控制算法運(yùn)算后，將輸出控制信號(hào)（4~20mA）送到變頻器控制端。通過(guò)調(diào)節(jié)頻率從而使出水管壓達(dá)到要求指標(biāo)。當(dāng)用戶和水量增加時(shí)，在一臺(tái)水泵變頻達(dá)到50Hz仍不能滿足供水壓力要求，PLC將檢測(cè)到AI-808調(diào)節(jié)器的壓力低信號(hào)，按其邏輯及工藝要求，加入另1臺(tái)水泵工頻運(yùn)行；同樣，在用戶用水量下降，PLC通過(guò)收到AI-808調(diào)節(jié)器的水壓高信號(hào)后，將其中1臺(tái)工頻水泵退出運(yùn)行。
系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，變頻器是固定控制某一臺(tái)水泵，不實(shí)施多臺(tái)水泵切換的方法。這樣可以避免頻繁切換對(duì)系統(tǒng)及變頻器造成的沖擊，并具有較高的可靠性。同時(shí)也考慮到靈活性及檢修等方面，系統(tǒng)可采用手動(dòng)方式選擇2臺(tái)水泵中的1臺(tái)變頻運(yùn)行，也可以減少某1臺(tái)水泵長(zhǎng)期低頻運(yùn)行所造成的損耗。
控制算法
??? 工業(yè)過(guò)程中常用的PID控制器適用于線性定常系統(tǒng)，而供水系統(tǒng)的對(duì)象時(shí)常含有非線性、時(shí)變環(huán)節(jié)，而且有些參數(shù)未知式緩慢變化，因此單獨(dú)采用PID控制較難達(dá)到理想的控制效果，AI人工智能調(diào)節(jié)器采用模糊控制和改進(jìn)PID相結(jié)合的雙模控制算法，入圖2所示

　　　　　　　　
當(dāng)控制開(kāi)始時(shí)，誤差e=Y-s較大，即偏差| e |≥EM時(shí)（EM為雙模控制算法e的邊界值），系統(tǒng)采用模糊控制算法，具有較好的動(dòng)態(tài)性能。在誤差逐漸減小，即偏差| e |