基于ARM的换热站数据采集与控制系统研究-控制科学与工程专业论文.docx

ClassifiedIndex::: LiuXiaopingSupervisor: : MasterofEngineeringSpeciality: ControlScienceandEngineeringAffiliation: Dept. of Control Science andEngineeringDateofDefence: June,2009Degree-Conferring-Institution: HarbinInstituteofTechnology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,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AbstractWiththerapideconomicaldevelopmentandurbanconstruction,etwoprincipalthemesofdevelopmentinthefuture,,poorlevelofoperationmanagement,lowefficiencyofenergyutilizing,andseriouspollutionandwaste,