基于模糊控制的变压变量供水系统的设计与实现

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1、内蒙古科技大学硕士学位论文摘要本课题目标是设计一个供水控制系统实施方案，以水厂蓄水池水位和供水的最不利用水点压力为最终控制对象，对远程水源地各水井泵的引水及变频泵的对外供水进行总体协调控制，使其运行在最合理、最节能、最高效的情况下，来保证蓄水池水位为最合理水位以及最不利用水点压力满足供水需求。该系统的实现将大大提高远程输水的自动化程度，保证供水的质量。本系统采用德国SiemensPLC(可编程序控制器)s7200作为现场级测控设备，选用了带MPI接口的PLCs7．300为主站，它为每一个现场级站点分配一个地址，在预定的信息周期内与分散的站点交换信息，采用SimaticWin

2、CC作为上位监控软件。加压泵站的s7200在每一个信息周期内收集变频器状态、压力、流量、水位等信息，把这些信息传送到上位机，并把上位机的优化信号送回，控制各输水泵的启停及转速。主站PLC通过电台与四个单井从站通讯，形成了多级远程分布式控制系统。主站通过蓄水池液位控制水源地各水泵的启停。其中在变频供水系统中，采用了更为节能的变压变量供水方式。针对变压供水系统中控制对象数学模型难于精确建立，系统具有非线性和时滞性的特点，设计了模糊控制器，通过模糊规则在线调整变频器输出频率。供水系统通过安装在供水管道出口的流量变送器每半小时采集一次出水口流量，由于出水口流量和出水口压力有一定线性

3、关系，所以每采集一个流量就可以算出一个压力，将这个压力作为PLC里的设定压力。再通过安装在供水管道出口的压力变送器实时采集出水口压力，与当前设定压力进行比较，算出压差和压差变化率送进设计好的模糊控制器，通过模糊控制器来调节变频器的输出频率，进而调节水泵转速实现分时段变压供水。当PLC接收到变频器的频率超限信号，可适时进行变频泵逻辑切换。与传统的供水方式相比，该系统具有明显的节能效果和稳定特性，具有广阔的应用前景。本系统集通信、网络、模糊控制、计算机、自动化、远程控制等诸多先进技术于一体，充分体现了现代信息技术和自动化技术在城市供水系统中的应用。关键词tPLC：变压变量；模糊

4、控制内蒙古科技大学硕士学位论文AbstractThegoalofthisprojectistodesignacontrolsystemfortheimplementationofurbanwatersupplyprogram，Thewaterlevelincistemandthepressureofthelowestutilizationratiowaterpointfortheurbanpeople’Swatersupplyasthefinalcontrolobject，theoverallcoordinatedcontrolonthediversionwateroflo

5、ng-rangewatersupplywellsandwatersupplyforvariablefrequencypumptomakeitrunonthemostreasonable，themostenergy—efficientandthemostefficientcircumstances，toensurethecistemwaterleveliSthemostreasonableandmeetdemandofthelowestutilizationratiowaterpoint．Therealizationofthesystemwillgreatlyenhancet

6、heautomationoftheremotewaterconveyanceandensurewaterquality．ThissystemusedtheGermanSiemensPLC(ProgrammableLogicController)s7200asafieldmeasurementandcontrolequipment，PLCs7-300withMPIinterfaceWasselectedasbasedstation，whichdynamicallocateaaddressforeachsite，theinformationwereexchangebetween

7、scatteredsiteinthescheduledperiod，usingSimaticWinCCasuppersupervisionsoftware．$7200boosterpumpingstationcollectedinverter’Sstate，pressure，flow，waterlevelinformation，etc．ineachinformationcycle，theinformationsenttothehostcomputerandPCoptimizationofthesignalsentb