淺談PLC與模糊PID技術在恒壓供水中的應用

蘭州市軌道交通有限公司運營分公司 張振軍

淺談PLC與模糊PID技術在恒壓供水中的應用

蘭州市軌道交通有限公司運營分公司 張振軍

將PCL技術與模糊PID技術應用在恒壓供水中，能夠有效的提高供水系統的供水質量。基于此，本文將對PCL技術與模糊PID技術的特點進行簡單的介紹，并對PLC技術與模糊PID技術在恒壓供水中的應用進行詳細的介紹，其中包括模糊PID技術在控制器中的應用、模糊PID技術在恒壓供水系統量化清晰中的應用以及PLC技術在供水系統中壓力傳感器中的應用等方面。

PLC技術；模糊PID技術；恒壓供水

一、前言

目前，我國恒壓供水系統中仍存在著一些問題。目前，在對建筑進行供水的過程中，通常在建筑底部以及建筑頂部設立兩個供水箱，通過抽水泵將底部供水箱中的水抽取到頂部的供水箱中，再由頂部供水箱將水提供給各個用戶。此種方法由于設立了兩個供水箱，所以在一定程度上增加了供水系統的建筑成本。另外，水在兩個供水箱之間進行運輸的過程中，非常容易對水造成污染。而PLC技術與模糊PID技術的應用，有效的改善了這一問題。

二、PLC技術在恒壓供水中應用的特點

PLC技術在恒壓供水系統的應用過程中，主要具有以下特點，其中包括可靠性強、使用簡單以及適應能力強等特點。

PLC技術在應用的過程中采用了防干擾技術，并且利用無觸點代替了有觸點，降低了供水系統設備在運行過程中的老化速度，進而提高了供水系統整體的可靠性。PLC技術在應用的過程中，由于此技術在編程時中采用梯形原理圖，梯形原理圖相比其他原理圖來說簡單易懂，并且編程中的專業用語大多數都是繼電器控制中的用語。這就使技術人員在對其進行控制的過程中，即使專業知識的水平不夠，經驗不多，也能夠在短時間內對PLC技術進行有效的控制，由此可以看出，PLC技術在應用的過程中具有使用簡單的特點。

由于各種建筑對于供水系統的要求不同，這就需要PLC技術在應用的過程中需要非常強的適應能力。PLC系統通過對各個模塊進行不同的組合，形成了多種多樣的組合方式，進一步滿足了建筑對供水系統的各種要求，所以說，PLC技術具有適應能力強的特點。

三、PLC技術在恒壓供水中的應用

為了進一步提高我國供水系統的供水質量，PLC技術被廣泛應用在我國各種建筑的供水系統中。其中，PLC技術在恒壓供水系統中的主要的應用流程如下：

首先，將整個供水系統分為三部分，稱為一號泵、二號泵以及三號泵，三號泵是備用設備，并確定每部分中的額定水值，確保在供水過程中不會超過額定供水值。其次，利用PLC技術對供水系統中的各個水泵進行啟動，啟動主要分為兩部分，一部分是供水系統中的工頻接觸器，另一部分是供水系統中的變頻接觸器。最后，當供水系統啟動后，由于供水系統中的壓力由于沒有到達額定的供水值，所以就要通過PLC對供水系統中的變頻系統進行調節，使變頻系統的頻率不斷升高，進而提高供水機電設備的啟動速度，供水系統中的壓力也不斷上升，達到提高水壓的效果。

如果供水系統在供水的過程中，水泵的運行頻率達到了運行頻率的額定數值，而供水系統中的水壓并沒有達到。這時，就要通過PLC系統對供水系統進行調節。首先，PLC系統通過控制一號泵變頻接觸點的方式，降低一號泵的變頻功率。然后，啟動二號泵，將二號泵中的水壓上升到額定水壓值，并使二號泵運行的工頻頻率保持在不變的狀態。

三號泵作為備用泵，通常在供水系統內的水壓過高或者水泵的運行頻率無法提高時進行啟動。主要流程為，切斷一號泵的變頻運行，使一號泵的運行始終保持在工頻狀態。并進一步降低二號泵內的工頻運行速率，使其始終保持在恒定狀態，確保供水系統的穩定運行。另外，在對三號泵進行啟動的過程中，要注意PLC系統在對工頻以及變頻的頻率進行切換的過程中，要保持較高的切換速度，避免供水系統因頻率切換時間過長造成不必要的損失。由此可以看出，PLC技術在供水系統的調節過程中，起著至關重要的作用[1]。

四、模糊PID技術在恒壓供水中應用的特點

模糊PID技術又叫做PID調節系統，主要是通過對比例以及微積分的應用，實現對供水系統的調節。模糊PID技術在應用的過程中，具有組成結構簡單、穩定性強以及調節效率高等特點。由于供水系統內的數據參數具有多變性，所以，在對供水系統中的數據進行確定時，往往需要通過實地勘察來完成對數據的采集，這種方式在實際應用的過程中，由于勘察人員之間的經驗存在差異性，所以導致數據的記錄也存在一定的差異性，模糊PID技術的應用，有效的解決了這一情況。

五、模糊PID技術在恒壓供水中的應用

（一）模糊PID技術在恒壓供水系統中控制器的應用

模糊PID技術就是針對在對控制器運行數據以及被參考系統沒有進行充分了解的情況下進行應用的。由于供水系統在進行供水的過程中，需要在用水高峰進行集中供水，這也就導致了供水系統非常容易在該時間段內由于調節不當發生故障，所以在設計供水系統的供水容量時，要根據供水高峰時段的供水量進行設計。但是大多數時間人們的用水量較少，如果對供水系統的控制器不進行及時的調節，就會導致供水系統依舊按照供水量高峰階段運行，提高恒壓供水系統的供水成本。而模糊PID技術通過對恒壓供水系統中控制器的水流數據進行分析，進一步計算出該時間段供水系統所需要的發電機能量，并及時調節發電機的運轉速率，提高了發電機的應用效率。

另外，模糊PID技術主要通過對供水系統內的數值進行分析控制的方式完成對供水系統控制器的調節，其主要應用流程如下：首先，將壓力傳感器安裝在供水系統中水管的外部，并將傳感器與PID系統進行連接，確保PID系統能夠及時掌握供水系統中水管的壓力情況。另外，在進行水管壓力數據運輸的過程中，為了提高運輸數據的準確性，要將PID系統內接收的實際壓力數據與之前的采樣壓力數據進行對比，確保二者之間的誤差在規定范圍之內。其次，根據所接收的壓力數據，對恒壓供水系統內的發電機運轉頻率進行調節。在調節的過程中，PID系統主要負責數據的計算以及確定，PLC系統主要負責實際的調試工作，二者之間相互配合，共同保證恒壓供水系統的正常運行。最后，經過調試，使恒壓供水系統內水管的壓力與PID系統設定額定數據之間的誤差減小，并將發電機的運轉速率保持在恒定的狀態，進一步提高恒壓供水系統的供水質量[2]。

（二）模糊PID技術在恒壓供水系統量化清晰中的應用

由于恒壓供水系統在對數據進行使用的過程中，為了提高最終計算結果的準確性，需要使用精準的數據。所以PID系統在對數據進行處理的過程中，需要對模糊的數據進行清晰化的處理，主要的處理方法包括隸屬度處理法、平衡處理法兩種。隸屬度處理法在對數據進行處理的過程中，具有使用方法簡單、實際運用能力強等優點，但是，由于此種方法在進行計算的過程中，直接舍棄參考價值較小的數據，對參考價值較大的數據進行計算，導致最后的計算結果不具有概括性。平衡處理法主要是通過對數據之間的集合進行分析和處理，從而得到較為準確的數據。

六、結論

隨著恒壓供水系統在人們生活中的普遍運用，恒壓供水系統的供水質量成為了人們關注的重點問題。本文通過對PLC技術以及模糊PID技術在恒壓供水系統中的應用進行全面完善，提高了PLC技術以及模糊PID技術的應用效率，同時也提高了恒壓供水系統運行的穩定性以及供水質量。由此可以看出，對PLC技術以及模糊PID技術的應用方法進行完善，能夠為今后PLC技術和模糊PID技術在恒壓供水系統中的應用以及發展奠定良好的基礎。

張振軍（1983—），男，甘肅蘭州人，大學本科，從事自動化專業。