一种新型高层恒压智能供水系统研究.pdf

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1、2013年第32卷第i期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)53一种新型高层恒压智能供水系统研究唐亮，陆明刚，施银中(上海大学机电工程与自动化学院，上海200072)摘要：通过对供水系统原理与能耗的深入分析，提出了变流量恒压控制策略，结合模糊PID控制算法利用Matlab中的Simulink软件对控制系统进行仿真，并对以ARM7LPC-2119微控制器为核心的恒压智能供水系统进行了实验，仿真和实验结果都证明了该系统具有良好的控制效果和节能性。关键词：恒压供水；模糊PID控制；AR

2、M；节能中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1000-9787(2013)01-0053--03Researchonanovelintelligentcontrolsystemofconstant-pressurewatersupplyforhighbuildingTANGLiang，LUMing-gang，SHIYin—zhong(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China)Abstract：Thro

3、ughanalyzingthetheoryandenergyconsumptionofwatersupplysystem，akindofvariableflowconstantpressurecontrolstrategyisputforward，thecontrolsystemissimulatedbySimulinksoftwareofMatlabcombinedwithfuzzyPIDcontrolalgorithm，andexperimentofwatersupplysystembasedonmicrocontrollerA

4、RM7LPC-2119iscarriedon，theresultsofthesimulationandtheexperimentprovethesystemhasgoodcontroleffectandenergyconservationperformance．Keywords：constant-pressurewatersupply；fuzzyPIDcontrol；ARM；energysaving0引言在经过控制器内写入的控制算法处理得到输出量，并通过近年来，随着人民生活水平不断提高，人们对供水系统D／A转换将输出控制量转换为模拟

5、量输入到变频器，变频的可靠性与供水质量提出了更高的要求，然而在目前城市器调节设定频率控制水泵转速使实际压力值趋向目标压力系统供水中存在的不合理因素较多，如系统自动化调节程值，实现闭环控制。由于系统采用多台水泵运行，控制器需度不高，可靠性较差，设备维护不便等，无法较好地保障供要根据当前反馈压力与设定压力的差值选择是否加泵运行水质量，供水系统设计或运行不合理也时常发生水资源浪或减泵运行，同时，根据水泵的连续运行时间和水泵循环运费，管网漏损等现象J。由于目前常规恒压供水系统的压行次序进行水泵运行切换。系统结构框图如下图1所示。力设定值是根

6、据高层建筑的实际高度加以设定的，对实际应用中实时水的流量变化对控制系统的影响没有加以考虑。为此，本文提出实时恒压供水系统在满足高层建筑用水的情况下，其目标恒压设定值可以根据自来水实时流量图1系统结构框图与预先设定的流量值的比较，通过结合模糊PID控制算法Fig1Blockdiagramofsystemstructure的ARM7LPC-2119微控制器进行微调，以达到在供水系统2供水系统模式的能耗分析与选择稳定前提下进一步降低供水系统能耗的目的。现今，在楼房建筑的供水系统存在多种运行方式：传统1系统工作原理供水运行模式(楼顶水箱，水

7、塔气压供水)、节流调节供水本系统通过水泵出口端的压力传感器测得压力值，通模式、恒压供水模式，因为传统供水模式基本已不用于高层过A／D转换为数字量输入到控制器的输入模块，通过建筑中，因此，本文主要对节流调节供水模式和恒压供水模ARM控制器将实时输入量与目标设定量进行运算比较，式的能耗进行分析。收稿日期：2012-07-2754传感器与微系统第32卷2．1节流调节供水模式能量浪费为。，恒压供水模式HA(H册>。)，因此，采节流调节供水模式主要是通过对供水管道中阀门的开用恒压供水模式，系统更加节能。度进行调节，使供水管路的特性曲线发生变化

8、，以改变水泵的工况点，如图2所示。H为水泵的特性曲线，为管路中阀门全开时的管路特性曲线，日为管路中阀门关闭一定}≥群’开度后的管路特性曲线。当供水系统所需流量从Q减小Js：；为Q时，阀门关闭一定开度。由图可知，此时供水系统理+1—0。