基于PLC和模糊控制的变频调速恒压供水系统毕业设计

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1、 基于基于PLC和模糊控制和模糊控制的变频调速恒压供水的变频调速恒压供水系统系统 摘要摘要 为了解决由高塔供水和水泵直接供水模式造成的水质低劣和浪 费电力问题，我们引入了恒压供水系统，它采用嵌入式的模糊控制技 术，使PLC及变频器作为其核心。当系统运行，水管的压力通过压力 传感器从终端X0输入到PLC。通过比较实测值与设定压力值，由模 糊计算器输出信号，PLC控制着变频器工作频率， 从而控制水泵的旋 转速度和调节水管的压力。本文设计的供水系统的实时控制性能，是 根据实验验证被全权证明了的。硬件模块是稳定且可靠的，模糊控制 器是合适且有效的，它能够保证更稳定的水压。 关键词关键词：模糊控制；PL

2、C；变频调速控制 一一 引言引言 随着高经济和社会的高速发展， ， 能源紧缺正变得越来越明显别 且人们对饮用水的水质和可靠性的要求也越来越高。 因此应用先进的 自动化技术来设计恒定的供水系统从而实现水资源的高节能型和高 可靠性变成了一种不可避免的趋势。 由于用户对供水的需求往往不稳定， 为了保持恒定水压力闭环监 管系统需要使用外围变频器， 这在过去已广泛地由PID实现了。 然而， 供水系统是一个具有巨大惯性且极为落后的系统同时用户对供水需 求已变得非常有随机性， 这可能会导致这条管道的水压的改变没有任 何规律， 因此使得用精确的数学模型来描述这个过程变成了一个艰苦 的工作。由此得出，利用传统的

3、PID控制技术很难得到满意的控制效 果。 模糊控制技术在使用模糊推理来实现系统的控制中是一个很好 的方法，它不需要建立数学模型1。近年来，许多研究人员将模糊 控制策略应用于多种控制方案，并取得了令人满意的结果。Li Zhong 和其他人设计了一种由 PLC 控制得模糊控制供水系统，它可以克服 上述问题能够调整传统 PID 控制很难修改的系统参数2。Zhao Bao-yong 设计出的模糊 PID 控制器，在单个芯片上具有自我调节的 要素， 它在供水控制系统的非线性和滞后特点的控制中发挥了重要作 用， 也解决在传统的PID控制中调整参数困难的问题 3。 LI Xin-chun 设计了一个基于 A

4、T89C51 和应用模糊自适应的 PID 算法的恒压供水 控制器 4。 Qiao Weide 提出了对管道压力的自适应闭环控制设计功 能，它通过组合管道网络和模糊逻辑，现在此技术已经很耐用和可靠 了5。Wang Cai-xia 设计了一个模糊的水供应一变频系统控制三个 水泵，此设计已大大降低了设计和操作成本6。 在上述计划中，大部分是基于 PID 控制，它们有更大的频率波 动并且容易导致管道中的水压不稳定。为了解决这些问题，在全面 系统得分析了供水的工作特点和为实现供水系统控制要求的技术 后， 我们已在 PLC 和变频器的基础上采取了模糊控制的方法来建立 一个恒压供水系统。我们利用模糊逻辑控制理论，来制造压力传感 器输出信号的输入和控制变量模糊根据操作经验实现模糊逻辑推理 的模糊控制表。在实时控制过程中，系统转换的输入信号检测到输 出实时的压力寻求模糊逻辑控制表，然后我们就得到了精确的输出 模糊决策。最后，系统根据精确的输出来控制电机的频率完成模糊 逻辑控制的全过程以恒定水压。经过大量的测试，我们已经证明， 本文设计的恒压供水系统具有良好的实时控制性能