于颖[1]2010年在《基于ARM的高楼恒压供水控制器的研究与开发》文中进行了进一步梳理近年来,随着我国城市化进程的不断加快,城市居民对住房的需求量呈现逐年激增的态势,随之而来的是居民区的不断扩建与改造,楼房层数的不断增加,致使城市居民用水难的问题越来越突出,原有的自来水管网的压力难以维系居民对用水的需求,为居民生活带来极大的不便。因此,如何提供一套安全、可靠、高质量的生活恒压供水控制器以保证高层建筑的恒压供水已经成为国内外研究的主要课题。鉴于此,本文将具备良好节能性、可靠性的变频调速技术引入到供水系统,结合有效的控制算法,研究和设计了高楼恒压供水控制器。本文在充分了解高楼恒压供水系统的研究背景,国内外恒压供水系统的研究现状,以及目前市场上流行的几种变频恒压供水控制系统的基础上,确立了以通用变频器与PID控制器相结合的总体方案,将控制电路设计成以LM3S1138为核心的独立控制器,安置于变频器的外部,同时增加了PID参数的自整定功能；并分别对控制器中主控制器模块、输入输出模块、液晶显示模块、键盘输入模块、E2PROM模块、日历时钟模块、与上位机通信模块进行了硬件设计,以及对系统主程序、按键处理子程序、显示子程序的软件设计,并制作供水控制器样机。另外,在设计中引入了可靠的抗干扰技术,有效地提高了系统的稳定性。本文使用C语言编制了基于ARM的模糊自整定PID子程序,通过调用该子程序,来实现对压力偏差值的运算。鉴于供水系统是一个复杂的具有滞延的系统,各环节存在非线性和时变性,难以对被控对象确定精确的数学模型,提出一种将模糊控制与PID控制相结合的恒压供水控制方案,使二者的动态响应与稳态响应相互补充。利用MATLAB工具,对改进的PID自整定算法以及PID控制器进行仿真,通过仿真结果来确定PID参数自整定的效果,仿真结果说明了将模糊控制与PID控制相结合时,系统响应曲线没有超调,系统的建立时间比较短,抗干扰能力强,是一种鲁棒性很强的控制器。最后,通过对控制器样机的调试,来进一步完善所设计控制器的功能,以满足用户需求。
周泽明[2]2003年在《变频器、可编程控制器在高楼供水系统的应用研究》文中研究指明本论文的主要内容是受攀枝花市农行的委托在融海开源大厦实施的一套供水系统。该系统改变了以前生活和消防两套独立供水的模式，同时克服了传统有塔有箱供水方式的缺点，是一种节能、占地少、投资小、系统安全可靠、维护和管理方便的供水控制系统。 本论文基于变频器内置PID调节系统，以管网的压力变送器压力信号作为反馈信号，由上位机发出的当前状态作为给定输出，调节生活供水压力使其保持低恒压状态；当火灾发生时，调节系统管网压力为高恒压状态。同时，系统设计考虑了夜间低流量状态下，水泵机组停止运行，由气压罐进行低流量供水，保证了系统避免频繁启停，同时保证水泵的高效运行。 论文基于供水系统和消防系统构筑了一个DCS集散系统。2台变频器和PLC作为下位机设备，工控机作为上位机集中控制，上下位机之间通过通讯，把系统当前状态、当前给定通过上位机来综合判断，并通过上位机以汉化界面形式予以显示，而下位机的变频部分则实现管网的恒压功能，PLC实现4台水泵机组逻辑控制和定期巡检，及部分故障综合报告。 本系统从2002年5月投入运行至今，通过不断改进和完善，系统运行稳定，节能明显，同时消防通过检查可靠，操作和控制方便。
王芹[3]2006年在《单片机在高楼恒压供水系统中的应用》文中指出近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。目前对高楼供水恒压控制的研究以及已开发的系统各有所长。随着微机技术及变频技术的发展，设备简单、投资少、可靠性高、抗干扰能力强、节能高效的控制系统将是高楼恒压供水系统研究的方向。 本文根据目前单片机控制的恒压控制系统的研究现状，充分利用现代化新型、先进的元器件和最新的智能控制理论与算法，将变频调速技术和单片机技术融合到一起，设计高楼恒压供水智能控制系统。设计的高楼恒压供水智能控制系统具有可靠性高、抗干扰能力强、节能效率高等特点。 首先在绪论中介绍了此系统的课题背景以及控制系统中各种关键元器件的发展、性能等。 在第二章中研究了单片机恒压供水系统的系统构成及工作原理。在系统构成部分，给出了系统框图、控制原理图，并对此系统中的硬件和软件的主要功能做了简要的介绍。 在第叁章论述了系统硬件设计过程，研究了控制系统的总体硬件结构，并确立了各部分硬件模块的功能，给出了一些典型电路；研究了机型及器件的选择，对所使用各种芯片的功能与特性进行了详细介绍；研究了系统硬件设计电路，给出了系统硬件设计结构图和电动机的控制图。 在第四章中重点剖析了软件设计开发的过程，详细研究了PID控制算法以及程序总体设计思路，确立了模块化的设计思路，研究了主程序模块、PID模块、报警检测模块、水泵控制等模块的功能，开发出了主程序、PID控制子程序等的工作流程。 最后在第五章中具体论述了系统的软、硬件调试，介绍了系统调试所使用的工具及调试方法。
陈少雄[4]2004年在《变频器在水泵应用中的研究》文中研究说明本论文完成的硕士课题-----“变频器在水泵控制中的应用研究”是根据工业现场要求设计的水压控制系统.它主要应用于高尔夫球场、高楼供水等场合。变频调速是优于以往任何一种调速方式(如调压调速、变极调速、串级调速等),是当今国际上一项效益最高、性能最好、应用最广、最有发展前途的电机调速技术。它采用微机控制技术、电力电子技术和电机传动技术实现了工业交流电动机的无级调速,具有高效率、宽范围和高精度等特点。PLC 是一种专为工业环境应用而设计的数字运算电子系统,它是以微处理机为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置,是当今工业发达国家自动控制的标准设备之一。PLC 在小型化、大型化、大容量、强功能等方面有了质的飞跃。以变频器为核心结合 PLC 组成的控制系统具有高可靠性、强抗干扰能力、组合灵活、编程简单、维修方便和低成本等诸多特点,本论文主要研究了变频器在水泵中的应用,并对应用中的一些问题及系统的特点进行了分析,指出变频技术在控制领域所取得的成果及应用中的局限性,提出了本课题的选题意义、立项依据、主要的研究内容和创新点。
陈润泰, 袁细林, 谭骏珊[5]1996年在《PLC在高楼恒压供水控制系统中的应用》文中进行了进一步梳理介绍由一个变频器带动多台泵的恒压供水系统,它采用PLC实现PID调节和泵的有效状态循环程序控制,解决了多泵系统变频调速恒压供水的可靠性和优化控制问题。现场运行表明:该系统稳定性好,可靠性高,静态精度可达±1%,完全符合工艺要求。
尹超[6]2013年在《变频恒压供水系统的智能控制策略》文中进行了进一步梳理随着经济社会的高速发展，人们对供水系统可靠性的要求不断提高，采用先进的控制技术来设计高节能、高可靠性的恒压供水系统成为必然趋势。为了保证城市供水质量，常常采用变频恒压供水方式。针对恒压供水系统的非线性、随机性、大惯性和纯滞后特性，提出了PID-模糊混合控制、基于专家规则的自适应PID控制和带Smith预估的PID-模糊控制策略。这些控制策略融合了模糊控制及专家控制动态响应性能好和鲁棒性强、PID控制调节精度高和Smith预估纯滞后补偿的优点。常规的PID控制方法难以获得满意的静、动态性能。模糊控制作为智能控制领域的一个分支，对于纯滞后的参数时变或模型不太精确的复杂控制系统，具有较强的鲁棒性。重点研究了PID控制与模糊控制相结合的PID-模糊控制方法，并进行PID-模糊控制器的设计。通过仿真表明PID-模糊控制器具有模糊控制的灵活性、适应性，又具有PID控制的高精度性，使其控制具有很好的鲁棒性和很好的控制效果。将专家控制与常规PID控制结合，提出了一种基于专家规则的自适应PID控制策略。这种控制策略基于在实践中总结出来的专家规则选择PID控制器结构和参数，构造基于专家规则的变频恒压供水系统自适应PID控制器。仿真实验结果表明：这种控制策略在保留了系统很好的动态过程平稳性和稳态性能的基础上，明显改善了系统的动态过程快速性，同时对被控对象模型参数变化具有很好的适应性，能较好的解决恒压供水系统因其非线性、随机性、大惯性等引起的水压不稳定问题，在城市二次供水系统中具有广阔的应用前景。模糊控制器虽然能克服模型失配带来的不良影响，但是当大时滞系统的模型误差增大时，控制效果有所下降，将PID-模糊控制器与Smith预估器相结合。这种控制方法可进一步降低控制系统对被控对象模型精度的要求，使系统的鲁棒性和抗干扰性都得到显着提高。结合MATLAB仿真，分析比较几种控制方法在系统参数发生变化时的控制结果，证明本文提出的控制方法取得了较好的控制效果，在时滞过程的控制中具有一定的应用前景。
曾繁玲[7]2008年在《基于施耐德变频器调速技术在高楼恒压供水系统的设计与实现》文中认为以广东省罗定市龙庭花园居住小区的恒压供水系统为例,详细介绍了应用施耐德变频器实现恒压供水的结构和原理、控制方式及变频器的选择和参数设置.
柳栋梁[8]2016年在《基于PLC的无塔恒压供水控制系统的研究与开发》文中提出高楼供水系统的可靠、经济和稳定与用户的正常工作和生活息息相关,运营商和消费者也在不断追求水资源的高效利用和有效管理。近几年来,二次供水加压技术将无塔装置与变频调速技术有效结合,并将微机控制技术应用于水泵机组的全自动控制,此无塔恒压供水系统高效节能、安全可靠。论文的主要内容如下:1.建立无塔恒压供水系统模型,确定无塔恒压供水系统设计方案,配置供水系统所需的主要硬件组成部分,分析无塔恒压供水系统的节能原理,确定出恒压供水系统中的水泵循环及切换条件。2.设计控制系统的主电路和控制电路,利用STEP 7软件完成供水控制系统的硬件组态和控制程序编制,其中分析PID调节原理并利用PID模块实现恒压控制,最后在PLCSIM中仿真模拟,实现全自动恒压供水功能。3.分析模糊PID控制基本理论,通过模糊推理整定出控制规则,设计了模糊PID控制器,并建立供水系统的近似模型,采用MATLAB中的Simulink模块将所设计的模糊PID控制器与常规PID控制器对供水系统模型的恒压控制进行仿真对比。4.利用Win CC组态软件设计HMI人机交互界面,对现场运行的设备进行监控和管理,实现实时数据采集、各类信号的报警归档等功能,同时,监控系统也能完成对设备的控制、参数的调节等功能。
陈润泰, 杨爱莲[9]1998年在《高楼恒压供水电气传动及控制系统》文中提出对高楼供水电气传动系统方案及ＰＬＣ变频调速控制技术作了分析；介绍了模糊控制技术的应用，并对ＰＩＤ控制、Ｆｕｚｚｙ控制及Ｆｕｚｚｙ－ＰＩＤ控制应用于高楼恒压供水的优缺点作了比较。运行结果表明：采用Ｆｕｚｚｙ控制及Ｆｕｚｚｙ－ＰＩＤ复合控制均能取得良好的控制效果，而后者更优于前者。
程岩[10]2016年在《半透膜微润灌溉自动控制技术研究》文中进行了进一步梳理微润灌溉是目前国际上公认的最节水的灌水技术,其用水量约为滴灌用水量的20~30%,节水达70%以上,是当前国内外节水灌溉发展的重要方向。智能化微润灌溉技术,可以利用温室大棚水桶、丘陵山区自然落差进行自压灌溉,具有节水节能、抗堵塞能力强、灌水精准、高效节肥、增产增收、智能管理、设备利用率高等优点,适应丘陵山区高效农业生产的需要。本研究设计出一套半透膜微润灌溉智能装备,以PLC为核心控制器,水泵、电磁阀为执行元件。系统模型中,作物需水量选用联合国粮农组织FAO作物需水量专家咨询组推荐的充分供水条件下的作物需水量。根据监测温度、净辐射等气象因素获得作物的腾发量,再由不同作物系数,推导出不同作物日常需水量。通过半透膜微润带压力与流量试验,可以得出微润带水头高度,根据压力水头调控原则,设计出系统水位高度上下限,监测液位传感器值,得出水箱液面到微润带进口处高度h,由控制器控制执行元件水泵和电磁阀,使得高度h在设计水位上下限以内。主要研究内容如下:1、简介本文所选用半透膜微润带,并在微润带埋设土壤10cm条件下对其压力与流量关系进行分析。选用深圳市微润工程有限公司生产的半透膜微润带,试验场所在江苏大学流体技术研究中心喷灌大厅,现场温度在5℃-9℃,所处环境相对湿度为50%-60%,通过升降台,改变试验水头,分别在1.10m、1.50m、1.90m、2.30m、2.50m等压力水头下,对微润带在埋设土壤10cm条件下流量进行了测定,用软件对试验结果进行拟合,得到流量与水头的关系。2、建立温度、净辐射与参考作物腾发量关系,进而确定作物日常需水量,通过作物日常需水量来确定灌溉决策。根据现有气象条件,确定参考作物腾发量计算公式,由不同作物作物系数,得到作物日常需水量。根据微润带埋设土壤所得流量与水头关系,确定微润带灌溉水头高度h,由灌溉压力水头调控方式,确定灌溉系统设计水位上限:1.1h,水位下限:0.9h。最终将水位的高度控制在0.9h-1.1h范围内。3、分析灌溉决策模型来设计系统整体布局并设计电路图,进而设计系统硬件部分,对硬件进行合理选型。硬件部分主要包括监测元件、执行元件、控制元件,监测元件主要由液位、温度、净辐射传感器组成,执行元件主要由水泵、电磁阀组成,控制元件为可编程逻辑控制器,即PLC。根据系统电路图将硬件进行组件并对硬件进行调试。4、根据控制原则,确定软件设计方案。软件部分包括控制器编程软件、组态王监控软件。控制器编程软件采用梯形图与C语言模块,实现传感器信号采集与处理、技术模型中数值运算、实际值与设定值比较等,根据调控方案,将灌溉压力水头控制在设计范围内,以达到作物灌溉最佳效果。组态王监控软件则是对整个系统现场数据进行记录,实现对液位、温度、净辐射、灌溉压力水头上下限等重要参数记录与监测,灌溉压力水头实时变化曲线图绘制,历史数据查询与报表打印等,最终将系统控制过程以图画的形式展现出来。5、对系统进行调试。将系统处于特定运行环境中,对系统进行在正常运作状态及一些突发状态下系统运行情况进行测试,如水箱中液位过低或者过高,在突发状况下是否会报警,水泵及阀门运行状况是否达到预期效果,进而确定整个灌溉系统是否可靠。
参考文献：
[1]. 基于ARM的高楼恒压供水控制器的研究与开发[D]. 于颖. 中国海洋大学. 2010
[2]. 变频器、可编程控制器在高楼供水系统的应用研究[D]. 周泽明. 重庆大学. 2003
[3]. 单片机在高楼恒压供水系统中的应用[D]. 王芹. 中国海洋大学. 2006
[4]. 变频器在水泵应用中的研究[D]. 陈少雄. 南京工业大学. 2004
[5]. PLC在高楼恒压供水控制系统中的应用[J]. 陈润泰, 袁细林, 谭骏珊. 电子与自动化. 1996
[6]. 变频恒压供水系统的智能控制策略[D]. 尹超. 长沙理工大学. 2013
[7]. 基于施耐德变频器调速技术在高楼恒压供水系统的设计与实现[J]. 曾繁玲. 内江师范学院学报. 2008
[8]. 基于PLC的无塔恒压供水控制系统的研究与开发[D]. 柳栋梁. 兰州理工大学. 2016
[9]. 高楼恒压供水电气传动及控制系统[J]. 陈润泰, 杨爱莲. 电子与自动化. 1998
[10]. 半透膜微润灌溉自动控制技术研究[D]. 程岩. 江苏大学. 2016
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