一種模糊控制的全自動供水及顯示、報警系統的製作方法
2023-05-18 05:46:46
專利名稱：一種模糊控制的全自動供水及顯示、報警系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於工業自動控制領域，具體是一種模糊控制的供水及顯示、報警系統。
目前較先進的全自動供水系統是採用PLC機控制的自動供水系統(中國專利CN92216500，名稱PLC機控制自動供水設備)。PLC機控制的自動供水系統包括壓力值給定電路，壓力傳感器，變頻器，作為調速、切換指令及故障報警用控制元件的可編程控制器PLC機，中間傳感器、交流接觸器構成的切換水泵變頻或工頻運行的主控制電路。其控制過程是先人為設定水泵出口壓力值，此壓力值與實測壓力值相比較得到一個差值，PLC機對此差值進行處理，並控制變頻器的頻率，從而控制水泵電機的轉速，達到自動調整供水壓力與流量的目的。其不足之處在於1、設定壓力值是人為根據外界用水情況而設定的，不能自動跟蹤用戶所需的供水壓力，電耗較桓壓供水系統有所下降，但仍然存在節約的空間未被利用。
2、因為是人為調節，操作工的操作水平決定了節約效果的好壞，而人的操作技術有一定的差異，且受情緒等的影響較大，這就制約了節約效果，更有甚者人工操作可能造成供水事故。
3、無法實現無人值班。
本發明的目的是提供一種利用模糊控制理論能自動跟蹤用戶所需的供水壓力和流量的自動控制供水系統，在滿足用戶需要的同時，使水泵運行在高效區間，最大限度地降低水泵電耗，同時節約用水，並實時顯示壓力、流量等參數，故障情況即時報警。
本發明的技術方案是壓力傳感器、流量傳感器採集的水泵出口壓力及管網流量信號傳送到工業控制微型計算機，在工業控制微型計算機中進行模糊計算後，將頻率信號傳送到變頻調速器，變頻調速器改變輸出電源頻率進而改變水泵電機的轉速，調整供水壓力及流量，壓力傳感器、流量傳感器將採集到新的壓力及流量信號傳送到工業控制微型計算機開始下一個循環過程；將顯示列印、報警信號傳送到印表機和報警裝置；向自動切換保護裝置發送開、停水泵的信號，交流接觸器動作後，變頻調速器啟、停電機，向自動電磁閥發送開、關閥信號。
利用模糊控制理論在工業控制微型計算機中實現自動跟蹤用戶所需的供水壓力和水量的控制，其特徵在於1、通過收集運行經驗和運行的數據統計，經過模糊控制理論計算(模糊控制理論計算採用的方法是模糊推理法)制定出水泵出口設定期望壓力值的查詢表，通過查詢表確定每一時間的期望壓力值Ps，並存放在PRG3模塊中。
2、檢測到的壓力與流量值，由模擬量輸入模塊(AI1-AI3)採集，經過標度模塊PRG1進行模/數轉換輸送到壓力濾波模塊PRG9，得到實測壓力值Pz，Pz與Ps一同送到比較模塊PRG2進行比較，得到Pc＝Ps-Pz，將Pc送到模糊計算模塊PRG 3中進行模糊計算確定出相應的頻率信號Zc值，Zc信號經過調度模塊PRG6送到各泵的模擬量輸出模塊D01-D0n，此信號經下一步轉換，輸送到變頻調速器。
3、檢測到的流量值Qz由模擬量輸入模塊AI2採集，經過標度模塊PRG1進行模/數轉換輸送到流量濾波模塊PRG4在顯示模塊DISP6中顯示並與Pc值一起送到調度模塊PRG6，在該模塊中與增開一臺水泵或減少一臺水泵的條件進行比較後，將增開一臺水泵或減少一臺水泵的信號送到D01-D0n及D0模擬量輸出模塊，經下一步轉換後，確定運行泵的數量。
4、接收到的開關量信號經開關量輸入模塊DI1-DIn輸送到開關量轉換模塊PRG7轉換成數位訊號，送入調度模塊PRG6參與報警，同時輸送到顯示模塊DISP3進行顯示。
5、時鐘模塊ET1用於向其它模塊提供標準時間。
本發明的有益效果本發明利用了模糊控制理論，對運行經驗和運行的數據統計進行模糊計算，制定出一年中隨季節的變化，一天中隨時間的變化的水泵出口設定期望壓力值的查詢表，工業控制微型計算機控制水泵始終運行在出口壓力值很接近或等於設定期望壓力值這一區間，這一運行狀態中，與人為設定並操作的PLC機供水系統比較，本系統水泵的運行在滿足用戶用量的同時，水泵電機可運行在最佳高效區間，最大限度地降低了水泵電耗，因不需人為操作，避免了人為因素造成的不利和事故；本系統的接收響應裝置均為自動裝置，因此，可實現無人值班。
圖1為本發明系統方框2為模糊控制方框圖本發明的實施方式是壓力傳感器、流量傳感器採集的水泵出口壓力及管網流量信號傳送到工業控制微型計算機，在工業控制微型計算機中進行模糊計算後，將頻率信號傳送到變頻調速器，變頻調速器改變輸出電源頻率進而改變水泵電機的轉速，調整供水壓力及流量，壓力傳感器、流量傳感器將採集到新的壓力及流量信號傳送到工業控制微型計算機開始下一個循環過程；將顯示列印、報警信號傳送到印表機和報警裝置；向自動切換保護裝置發送開、停水泵的信號，交流接觸器動作後，變頻調速器啟、停電機，向自動電磁閥發送開、關閥信號。利用模糊控制理論在工業控制微型計算機中實現自動跟蹤用戶所需的供水壓力和水量的控制，其特徵在於1、通過收集運行經驗和運行的數據統計，經過模糊控制理論計算(模糊控制理論計算採用的方法是模糊推理法)制定出水泵出口設定期望壓力值的查詢表，通過查詢表確定每一時間的期望壓力值Ps，並存放在PRG3模塊中。
2、檢測到的壓力與流量值，由模擬量輸入模塊(AI1-AI3)採集，經過標度模塊PRG1進行模/數轉換輸送到壓力濾波模塊PRG9，得到實測壓力值Pz，Pz與Ps一同送到比較模塊PRG2進行比較，得到Pc＝Ps-Pz，將Pc送到模糊計算模塊PRG3中進行模糊計算確定出相應的頻率信號Zc值，Zc信號經過調度模塊PRG6送到各泵的模擬量輸出模塊D01-D0n，此信號經下一步轉換，輸送到變頻調速器。
3、檢測到的流量值Qz由模擬量輸入模塊AI2採集，經過標度模塊PRG1進行模/數轉換輸送到流量濾波模塊PRG4在顯示模塊DISP6中顯示並與Pc值一起送到調度模塊PRG6，在該模塊中與增開一臺水泵或減少一臺水泵的條件進行比較後，將增開一臺水泵或減少一臺水泵的信號送到D01-D0n及D0模擬量輸出模塊，經下一步轉換後，確定運行泵的數量。
4、接收到的開關量信號經開關量輸入模塊DI1-DIn輸送到開關量轉換模塊PRG7轉換成數位訊號，送入調度模塊PRG6參與報警，同時輸送到顯示模塊DISP3進行顯示。
5、時鐘模塊ET1用於向其它模塊提供標準時間。
權利要求
1.一種模糊控制的全自動供水及顯示、報警系統，包括水泵、供水管及管系附件，其特徵是還設有工業控制微型計算機、變頻調速器、壓力傳感器、流量傳感器，以上設備是在利用模糊控制理論基礎上，通過工業控制微型計算機的控制，構成一個隨時自動跟蹤設定期望壓力值的閉環控制系統，還設有印表機、報警裝置，在接收到工業控制微型計算機的顯示列印或報警信號時執行列印及報警。
2.一種如權利要求1所述的系統，利用模糊控制理論在工業控制微型計算機中實現自動跟蹤用戶所需的供水壓力和水量的控制，其特徵在於(1)、通過收集運行經驗和運行的數據統計，經過模糊控制理論計算(模糊控制理論計算採用的方法是模糊推理法)制定出水泵出口設定期望壓力值的查詢表，通過查詢表確定每一時間的期望壓力值Ps，並存放在PRG3模塊中。(2)、檢測到的壓力與流量值，由模擬量輸入模塊(AI1-AI3)採集，經過標度模塊PRG1進行模/數轉換輸送到壓力濾波模塊PRG9，得到實測壓力值Pz，Pz與Ps一同送到比較模塊PRG2進行比較，得到Pc＝Ps-Pz，將Pc送到模糊計算模塊PRG3中進行模糊計算確定出相應的頻率信號Zc值，Zc信號經過調度模塊PRG6送到各泵的模擬量輸出模塊D01-D0n，此信號經下一步轉換，輸送到變頻調速器。(3)、檢測到的流量值Qz由模擬量輸入模塊AI2採集，經過標度模塊PRG1進行模/數轉換輸送到流量濾波模塊PRG4在顯示模塊DISP6中顯示並與Pc值一起送到調度模塊PRG6，在該模塊中與增開一臺水泵或減少一臺水泵的條件進行比較後，將增開一臺水泵或減少一臺水泵的信號送到D01-D0n及D0模擬量輸出模塊，經下一步轉換後，確定運行泵的數量。(4)、接收到的開關量信號經開關量輸入模塊DI1-DIn輸送到開關量轉換模塊PRG7轉換成數位訊號，送入調度模塊PRG6參與報警，同時輸送到顯示模塊DISP3進行顯示。(5)、時鐘模塊ET1用於向其它模塊提供標準時間。
全文摘要
一種模糊控制的全自動供水及顯示、報警系統,包括水泵、供水管及管系附件,其特徵是:還設有工業控制微型計算機、變頻調速器、壓力傳感器、流量傳感器,以上設備是在利用模糊控制理論基礎上,通過工業控制微型計算機的控制,構成一個隨時自動跟蹤設定期望壓力值的閉環控制系統,還設有印表機、報警裝置,在接收到工業控制微型計算機的顯示列印或報警信號時執行列印及報警。本發明可在滿足用戶用量的同時,使水泵運行在最佳高效區間,降低了水泵電耗,並設有自動開停水泵及確定運行水泵數量的功能,可實現無人值班。
文檔編號G05D16/20GK1194389SQ97107588
公開日1998年9月30日 申請日期1997年7月7日 優先權日1997年7月7日
發明者鄒川, 周佐生, 劉繼月, 李 榮, 詹玉韜, 鄧仁明 申請人:重慶鋼鐵股份有限公司