1、PDF外文：http:/ 1：外文资料翻译译文 Wincc 在供热站恒压供水监控系统中的应用 1. 恒压供水基本工作原理 系统采用变频调速方式自动调节谁笨点击转速或加、减泵。它主要是由变频调速系统、 PID。调节器、压力传感器、液位传感器、动力控制线路等组成，用户通过上位监控系统或控制柜面板上的指示灯、按钮、转换开关来了解和控制系统的运行。在基于 PID 的控制方式下，操作人员在操作界面设定供水压力， PLC对压力设定值和测量值的偏差进行 PID 运算，并通过变频器调节配水泵系统转速，是供水压力保持在设定值。 2.系统的硬件配置 本系
2、统采用西门子公 司的 S7-200 系列 PLC 及其组态软件 Winccv6.0 构成恒压供水控制系统，实现供水过程的压力监控，工业以太网用于 PLC 控制器和计算机操作站之间的通讯，远程 I/O 网用于 PLC 控制器与变频器、软启动器的设备之间的通讯， PLC 控制权威主要用来检测和控制供水系统和供电系统、用于 1#4#加压泵的变频器采用 ABB 公司的 ACS510-01-031A4 变频器， HMI 操作站选用 DELL计算机，工控机。服务器的工业以太网通讯网卡采用西门子公司的 CP1612. 3.系统的软件设计 本控制系统软件采用西门子公司的 PCS7V5.2 软件包，
3、 PLC 控制器采用STEP7V5.2， HMI 监控系统采用 Winccv6.0 版本， HMI 服务器和操作站都采用的是Windows2000 操作系统具有开放的编程环境 . 供热站使用 Wincc 组态软件主要监控恒压供水系统和输煤廊两部分。实现对系统的自动检测和自动控制。检测恒压供水和输煤廊运行设备的各项参数，实现实时数据的采集、上传、实时显示和记录。控制机组运行、故障的自动停机和报警操作。在恒压供水系统设定供水压力参数，实时监控调节加压泵，使供水压力保持定值。在输煤廊中控制给煤量和给煤速度，检测给煤质量（煤的 粉碎成都和含杂质量）。 基于 PLC 的模糊空盒
4、子恒压供水系统设计 1 恒压供水系统组成 供水系统又可编程控制器、变频器、压力变送器、接触器组和水泵机组等组成。可编程控制器选用 AB 公司的 ControLogix 系统，它包括 Logix5550 控制器、模拟量输入模块、数字量输入输出模块及通信模块，其中模拟量输入模块用来检测出水口压力信号，数字量输入模块用来检测各种开关量，数字量输出模块用来控制点击和阀门的启、停。变频器选用 AB 公司的 1336Plos 变频器，变频器与控制器通过 Devi2 ceNet 网络进行通信。 2 恒压供水原理 在出水管道上安装压力传感器，将出口水
5、压力信号转换为电信号，送 PLC进行模糊推力运算后，输出控制信号到变频器，调节水泵点击的运转速度，知道消除实际谁呀与设定水压的偏差，实现恒压供水，可编程控制器同时控制水泵的启、停。当系统开始工作时由变频器控制启动 1 号泵变频运行。若用户用水量增加变频器的输出频率上升到 50Hz 水压仍达不到设定值，则将 2 号泵切换为工频运行 ；变频器再启动 3 号泵运转，知道输出水压达到设定值为止。繁殖托用户用水量减少，则依照“先启后停”原则一次将水泵切除 。 如此反复循环，实现系统的恒压供水 。 3 Fuzzy2PI 控制算法 由于供水系统的许多环节（如管网和水泵）存
6、在非线性、时变性，且各个变量之间还存在交叉耦合，所以难以建立系统精确的数学模型，对于这样一个复杂的过程，仅仅用传统的 PID 控制很难达到理想的控制效果。模糊控制具有不依赖于数学模型和对参数变化不敏感的优点，将模糊控制应用于供水系统中，可以提高控制系统的动态性能，但是模糊控制系统的稳态性能不佳，为此设计了一种Fuzzy2PI 双模控制，如图 2 所示，其设计思想是：当压力误差较大时采用 Fuzzy控制，以获得良好的瞬态响应；当压力误差较小进入稳 态后，则由程序切换到PI 控制，以获得良好的稳态精度， PI 控制算法和模糊控制算法均有 PLC 实现切换时机计算机程序根据事先给定的误差范围自动实现
7、。 本系统采用双输入单输出模糊控制器，以水压给定值和测量值的误差 e 及误差变化率 ec 作为模糊控制器的输入语言变量，一变频器频率变化量 u 作为输出语言变量。选取误差 e、误差率 ec 和控制量 u 的模糊自己为 NB,NS,ZE,PS,PB,并将它们的论域量化为 7 个等级，即 -3， -2， -1， 0， 1， 2， 3，模糊子集的隶属函数采用三角形，根据现场经验总结出模糊控制规则，如表 1 所示。 根据这些规则计算总的模糊关系 R: 式中 x、 U 代表模糊关系矩阵的“笛卡尔积”和“并”运算。再根据极大极小推力合成规则求出输出语言变量论域上的模糊集合 U： &
8、nbsp; 最后对 U 采用加权平均法进行解模糊，将模糊量 U 转换成精确量 u，上述过程是离线进行的，最终得到模糊控制查询表，如图 2 所示。将此表存放在 PLC内存中，实时控制实现模糊控制的过程便简化为查找查询表的过程。 4 程序设计 RSLogix5000 是支持 Logix5000 系统控制器的编程软件，程序用梯形图语言编写，包括水泵启动和切换主程序、 PI 控制子程序、模糊控 制子程序和故障报警子程序，当采样时间到时， PLC 采集水压信号，并与给定信号比较得到误差 e，若 e<=e0(e0>e0，则进入模糊控制子程序。图 3 是模糊控
9、制子程序框图。由于 RSLogix5000 软件提供了数组标签，因此可以用梯形图语言方便地实现模糊控制算法。在标签数据库中建立一个 7x7 的二维数组标签 array，将查询表 2 的结果按照从上倒下，从左到右的顺序一次输入到数组标签中，由于 E、 Ec 的量化等级为【 -3， 3】，而数组标签 array 的其实地址为【 0， 0】 ,因 此在寻址时需要加偏移量，即： u=array（ i+3，j+3），模糊控制器将计算得到的实测误差 e 和误差变化量 ec 量化，取得以相应论域元素表征的查找查询表所需的 i 和 j，通过数组标签 array 寻址得到控制量变化 uij， uij 再乘以比例因子便是控制量变化量 u。加在被控对象的实际控制量 uk=uk-1+u，其中 uk-1 为前一次的控制量。 uk 经过限幅后作为变频器的输出，
