自动化工程训练x教材.doc

潍坊学院自动化工程训练学生姓名:xxx 学号:09032130133 专业:自动化 班级:2009级3班指导老师:安宏伟刘海燕 2012年12月目录第一章过程控制系统工程训练 3第二章电力拖动控制系统训练 7第三章PLC应用技术工程训练 13参考文献 15第一章过程控制系统工程训练变频调速节能技术是一项集现代电力电子技术和计算机技术于一体的高效节能技术。随着电力电子技术的发展,变频调速技术的日臻完善,以变频调速为核心的智能供水控制系统取代了以往高位水箱和压力罐等供水设备。该控制系统起动平稳,起动电流可限制在额定电流以内,从而避免了起动时对电网的冲击;由于泵的平均转速降低了,从而可延长泵和阀门等的使用寿命;可以消除起动和停机时的水锤效应。其稳定安全的运行性能、简单方便的操作方式、以及齐全周到的功能,可使供水实现节水、节电、节省人力,最终达到高效率的运行目的。本课题是针对中、大容量供水系统中,一方面由于供水管网铺设复杂、弯管多,使供水系统参数变化较大,造成水压波动,难以用有效的解析式数学模型进行恒压调节;另一方面由于变频器循环控制多台水泵并联运行时,水泵电机由变频向工频切换会产生很强的过电压、过电流。针对这两个难题,研究将变频调速技术、锁相环切换技术、PID控制、模糊控制应用于恒压供水系统,从而提高变频调速恒压供水系统的稳定性、可靠性,以及多台水泵循环变频控制时变频电源向工频电源的同频率同相位无扰动平滑切换。在大力提倡节约能源的今天,研究这种高性能、经济型的恒压供水控制系统,对于提高劳动生产率、降低能耗具有重要的现实意义。,城市的供水系统普遍采用无塔上水的调节方式,按管网各节点的需求实时分配水量,即依照各分区的需水量来调节各分区管网入口的水压和流量[7,8]。这种系统庞大复杂,目前多采用集散控制等分散化、网络化和智能化的控制系统进行局部调节、集中管理[9,10]。整个系统有较强的控制能力和灵活性。对于一个高层建筑的供水管网水压的闭环控制,目前主要有如下几种控制方式:,己成为标准算法[1]。对于小型或用水量变化不大的供水系统,PID控制是常用的控制方式。一般的变频器均带有PID控制单元,仅需将反馈量接入到变频器的反馈端子并设定好参数,即可投入使用。目前国内多数的供水系统采用这种控制方式。但是供水系统是非线性系统,当用水量变化较大时,系统的运行状态变化范围也较大,那么固定参数的PID控制是无法适应这种变化的,因而控制品质将变差,甚至造成系统不稳定[11,12]。。对于参数变化无常的供水系统,模糊控制能很好地体现它的优越性。这种控制方式不需要知道对象的精确模型,是一种语言控制器,能够实现对非线性、大滞后特性对象的控制;对数学模型不清楚或参数时变的对象以及常规PID算法控制效果不理想的场合,也能得到很好的应用。模糊控制突出的优点是对不同过程控制的适应性强,具有强的鲁棒性,而且结构简单、易于实现。但是常规模糊控制的稳态响应不及PID控制,为此有不少文献中将模糊控制与PID控制结合起来形成恒压供水的混合模糊PID控制,改善了供水系统的静动态特性[13].[15]单纯采用模糊控制的恒压供水系统的静态性能较差,主要因为,通常的模糊控制器以误差和误差变化作为输入,具有相似于比例微分控制的作用,而缺少积分环节的控制,导致了模糊控制的静态性能较差。在线性控制理论中,积分控制的作用是消除静态误差,但动态响应慢;比例控制的作用是提高动态响应速度;比例积分控制的作用是既能获得较高的静态精度,又具有较快的动态响应。因此,把PID控制引入模糊控制中组成模糊PID复合控制,以解决强化调节作用和暂态过程稳定性之间的矛盾。模糊PID控制是在大误差范围内采用模糊控制以提高动态响应速度;在小误差范围内采用PID控制,引入积分控制作用以消除静态误差,提高控制精度。虽然模糊PID控制改善了静态性能,但因其控制规则固定不变,很难满足系统在不同状态下的要求,从而影响了控制效果。因此,在模糊控制中引入自修正因子以满足控制系统的自适应能力,构成自调整修正因子模糊PID控制的恒压供水系统,以期达到满意的控制效果。,以微处理器和变频器为主要单元组成变频恒压供水系统,实现对供水压力的实时控制,使管网水