基于arm的换热站数据采集与控制系统研究

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1、国内图书分类号：TP277学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文基于ARM的换热站数据采集与控制系统研究硕士研究生：刘晓萍导师：何平教授申请学位：工学硕士学科：控制科学与工程所在单位：控制科学与工程系答辩日期：2009年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP277U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONDATAACQUISITIONANDCONTROLSYSTEMOFTHEHEATEXCHAN

2、GESTATIONBASEDONARMCandidate：LiuXiaopingSupervisor：Prof.HePingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlScienceandEngineeringAffiliation：Dept.ofControlScienceandEngineeringDateofDefence：June，2009Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔

3、滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着城市建设和经济的飞速发展，节能与环保已成为未来发展永恒的主题，集中供热亦为城市供热发展的大势所趋。操作管理水平和能源利用率低下，以及污染、浪费严重已成为我国集中供热事业发展的瓶颈。如何使供热系统处于一个稳定、高效的运行状态，成为供热控制系统所必须解决的问题，其中一个重要的措施就是通过提高现有能耗设备的操作运行水平，在不增加更新设备投资的前提下，以实现最大限度的节能增效。本文基于集中供热系统现状，结合其中枢机构——换热站，运行的特点，对集中供热系统自动化监控技术的实现、热源的合理利用及稳定而高效的供热进行分析，

4、试图为达到合理分配热源、优化供热效果、充分发挥集中供热系统的性能，提高集中供热的供热效率，降低一次能源消耗提供可靠保证。本文首先介绍了供热系统的发展现状、换热站工作原理及其存在的问题。在对水、热力工况及其对系统影响的分析基础上，建立了换热站运行参数控制模型，为模拟热网运行和理想工况下参数的获取以及热网调节提供了依据。同时，提出了基于自动控制理论思想和方法的换热站控制系统优化方案。针对换热站控制系统中，被控对象具有不确定性、非线性、变参数等特性，经典PID控制难以满足控制要求。本文提出了基于模糊PID的换热站运行参数控制方法。仿真结果表明，该方

5、案明显优于经典PID控制，具有超调量小、调节时间短、稳定性好、适应性强等特点，有利于增强换热站控制系统的鲁棒性及提高控制精度。为了在不增加更新设备投资前提下，实现集中供热系统最大限度的节能，本文设计了基于微处理器F040的换热站数据采集与控制模块。该模块具有功能完善、可靠性高、功耗低、体积小等特点，为供热系统提供了一种新型现代化监控器，对于保证安全生产、提高换热站运行效率及自动化水平有着重要意义和广阔的应用前景。最后，针对目前换热站运行多凭人工经验操作，管理水平和运营效率较低的缺点，本文基于ARM一体机设计了一套嵌入式人机交互平台，为换热站的

6、运行和管理提供了良好的人机界面，从而实现了换热站管理、调度、系统仿真的集成化，为供热系统的现代化运行和高效管理提供了一个有力的工具。关键词ARM；换热站；数据采集；WindowsCE；模糊PID控制-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththerapideconomicaldevelopmentandurbanconstruction,energysavingandenvironmentalprotectionhavebecometwoprincipalthemesofdevelopmentinthefuture,andt

7、hedistrictheatingwillbeamajordevelopmenttrendofurbanheatingsystem.However,poorlevelofoperationmanagement,lowefficiencyofenergyutilizing,andseriouspollutionandwaste,havebeenthemainimpedimenttothedevelopmentofthedistrictheatingsystem.Tokeepsteadyandhighefficientisakeyproblemo

8、ftheheatingsystemandoneeffectivemeansforsolvingtheproblemistoimprovetheoperantleve