基于神经模糊PID混合控制的恒压供水系统硬件设计

时间:2012-08-22来源:网络


4 水位控制电路
本系统采用DCB958型液位压力测控器来完成水库水位的控制。该控制器对水位的显示精度可以精确到0.01 m,并可以对水位进行上、下限报警。根据实际情况,将水位传感器设置为5点:上上限、上限、中间位置、下限、下下限。它的外形管脚如图3所示。其中,P/I是压力变送器,把实际的水位的高低转换为压力,再转换为标准的4~20 mA的电流信号.输送给DCB958型液位压力测控器,然后将此信号转换后接至水泵M1-M4的控制电路中,来改变水库的进水量和投入水泵的台数,以控制水位。系统把水位的控制过程分为了几个档,水位达到不同的标准,实现不同的操作。

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由于水库中的水位波动较大,水位传感器在检测的过程中,会出现一定的误差,特别是在系统报警的临界状态,由此会造成水泵的频繁启/停,从而对水泵甚至整个控制系统造成损坏。采取以下两种方法进行解决:一个是增加监测点,另外一个就是在控制回路中增加延时电路。鉴于实际线路的控制要求和成本,文中采用了第二种方法。当在系统中检测到报警信号后,打开延时,延时时间到后,若报警信号仍然存在,表明此信号为正确信号,再根据此信号进行控制。延时时间在现场根据具体情况进行调试。

5 压力控制电路
实际供水系统中用户管网压力的波动很大,如果系统把这个信号传送给变频器,会造成电机转速的频繁调整,同时电机与水泵的联接造成很大的损坏。采用PID调节器对系统的压力波动进行范围性调节、控制,能够很好大的解决这个问题。本系统选用E5AX-LA作为专用的PID调节器,其调节简单,精度高,能够显示当前管网水压,并且可设置两档报警信号,完全符合系统的控制要求;压力传感器选用E8AA-M05,如图4所示。

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6 控制电路设计
本系统具有优良的调速特性,可实现主回路启动/停止、变频器的启动/停止、手动/自动切换、工频/变频转换等功能。保证该系统在任何情况下均能满足用户的要求。具有缺相、欠压、过流、过载、短路、过热、失速和误操作等自我保护功能,并可进行显示报警;能够迅速、准确地反映水库水位的变化,进行水位上、下限声光报警;对供水管网的压力、流量的变化进行跟踪.保证不间断供水,并能使系统的供水压力在0~0.5 Mpa范围内任意可调。通过对供水压力的跟踪,实现变频调速,达到节省电能的目的。在控制回路里设置变频器的短路、断路及过热保护;当变频器工作环境温度达到40 ℃以上时,变频器将会造成损坏;当电机线圈的温度达到85℃时,电机线圈会造成损坏,并有可能烧毁,在电机线圈上增加温度传感器,检测电机线圈温度,当电机线圈温度过高时,变频器自动停止运行,如图5所示。
本控制电路中有许多的保护,例如引用FUSE是为了保护整个电路的安全。每个单独的电路回路中都并联有电阻R和电容C串联组成的放电电路,以保证继电器的安全。本控制电路的设计和主电路的设计相关联,很多继电器都和水位,水压的控制电路有很密切的关系,可以说是整个系统的控制核心。

7 结束语
该供水系统采用变频调速恒压技术供水后,故障率极低,延长了设备的使用寿命,同时操作容易,节能效果十分明显。

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关键词: 供水 系统 硬件 设计 控制 混合 神经 模糊 PID 基于

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