本发明专利技术公开了一种基于分时段智能PID调节器的变频调速供水系统，改变了常规变频控制系统的供水运行模式，将原来的全天24小时不分用水高峰、低谷的恒压力变流量供水方式，改变为将全天24小时划分为峰、次峰、谷、次谷、平、次平等若干个调节时段进行变压力变流量供水；既大量的节约电能、水量消耗，又延长了供水工艺设备、管网管线的使用寿命；并且避免了因用水低谷时段常规变频控制系统恒压力供水运行、致使供水系统管网压力过高而造成管线穿孔等故障的发生，又确保了用水高峰时段的可靠供水，符合供水行业畅导的“多供、少损、降耗、增效”的要求。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种基于分时段智能PID调节器的变频调速供水系统，改变了常规变频控制系统的供水运行模式，将原来的全天24小时不分用水高峰、低谷的恒压力变流量供水方式，改变为将全天24小时划分为峰、次峰、谷、次谷、平、次平等若干个调节时段进行变压力变流量供水；既大量的节约电能、水量消耗，又延长了供水工艺设备、管网管线的使用寿命；并且避免了因用水低谷时段常规变频控制系统恒压力供水运行、致使供水系统管网压力过高而造成管线穿孔等故障的发生，又确保了用水高峰时段的可靠供水，符合供水行业畅导的“多供、少损、降耗、增效”的要求。【专利说明】—种基于分时段智能PID调节器的变频调速供水系统
本专利技术涉及供水系统
，具体地，涉及一种基于分时段智能PID调节器的变频调速供水系统。
技术介绍
常规型PID调节器，将供水压力参数设置为一固定值，该值是变频调速供水系统全天(24小时)用水高峰时的压力值，常规型PID调节器将根据该固定值进行调节；调节器不能根据用水压力需求量大小自动进行压力值的整定，PID控制器参数的整定一般需要现场来完成，实时性差，不能满足在线实时调节要求，即耗时费力，整定效果较差。常规PID控制:常规即传统PID调节控制，是自动控制中产生最早的一种控制方法，在实际控制工程中的应用广范。然而，传统的PID控制算法有它的局限性和不足之处，只有在系统模型参数为非时变的情况下才能获得理想的效果，当应用到时变系统时，系统的性能变差，不能满足系统自适应的调节控制要求。另外，在对PID参数整定过程中，往往得不到全局性的最优值。因此，这种调节控制无法解决动态供水需求和节能降耗的要求。在常规控制系统中，PID控制是算法比较简单、功能比较完善、效果比较好的一种控制算法，其一般形式为:u (n) =Kpe (n) +K1 Σ e (η) +Kd Δ e (η) (I)；公式中:η为米样序号；u(n)为第η次米样时刻的控制器输出；e(n)第η次米样时刻输入的偏差；Ae(Ii)第η次采样时刻输入的偏差与第n-Ι次采样时刻输入的偏差之差；Kp比例增益；K1积分系数(K1=KpT / T1) ;KD微分系数(Kd=KpTd / T) ;T为一采样周期，1\、Td分别为积分时间常数和微分时间常数。由于控制对象即供水流量变化时，其变化范围很大，若采用一组固定的PID参数，则各供水流量变化区的控制效果不能兼顾，控制效果较差。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在动态性能差、节能效果差和控制效果差等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述问题，提出一种基于分时段智能PID调节器的变频调速供水系统，以实现动态性能好、节能效果好和控制效果好的优点。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是:一种基于分时段智能PID调节器的变频调速供水系统，包括用于将采集所得监测数据y与设定数据组R进行比较的比较器，以及依次与所述比较器的输出端连接的智能控制器、供水压力采集模块和数据检测模块；所述数据检测模块的输出端与比较器的反馈输入端连接，用于向比较器输入采集所得监测数据I ;所述智能控制器的第一输入端与比较器的输出端连接，智能控制器的第一输出端与供水压力采集模块的输入端连接，智能控制器的第二输出端与变频器的主机连接，以实现调速控制。进一步地，以上所述的基于分时段智能PID调节器的变频调速供水系统，还包括分别与所述比较器的输出端和智能控制器的第二输入端连接的模糊规则与推理模块；所述模糊规则与推理模块的第一输入端与比较器的输出端连接，模糊规则与推理模块的输出端与智能控制器的第二输入端连接，解决了常规PID控制器不能在线实时整定运行参数。进一步地，以上所述的基于分时段智能PID调节器的变频调速供水系统，还包括分别与所述比较器的输出端与模糊规则与推理模块的第二输入端连接的微分器d / dt，解决常规PID控制器对于非线性、时变得复杂系统和模型不清的系统不能平滑的控制问题。进一步地，所述智能控制器，包括能够实现智能分段控制的PID控制器或可编程数字调节器，利用模糊逻辑与推理模块根据供水量的实际需求变化来实现的一种数据集合给定控制，是模糊集合论在“恒压变量”供水运行控制中的具体应用。进一步地，所述PID控制器，具体为供水压力动态调节智能PID控制器，根据全天24小时用水量变化进行形式化处理并引入控制过程，再运用比较严密的数学处理，实现模糊推理，进行判断决策，以达到令人满意的控制结果。进一步地，所述供水压力采集模块，包括安装在供水系统开关处的压力传感器，尔后将根据模糊集合论、单片机控制技术研发集合而成的智能分段控制的PID控制器应用到恒压供水运行调节控制之中。进一步地，所述数据检测模块，包括依次连接在供水压力采集模块的输出端与比较器的反馈输入端之间的滤波模块和A / D模块，解决了常规供水所采用的PID控制器，只能在单台供水离心泵最小排量与最大排量之间进行设定压力的跟踪调节，不能满足用水量呈现阶梯状跳跃变化的需求，不具备时变复杂系统的控制输出功能，无法适应连续跟踪、自动调整、平稳供水、可靠运行的控制要求。本专利技术各实施例的基于分时段智能PID调节器的变频调速供水系统，由于包括用于将采集所得监测数据I与设定数据组R进行比较的比较器，以及依次与比较器的输出端连接的智能控制器、供水压力采集模块和数据检测模块；数据检测模块的输出端与比较器的反馈输入端连接，用于向比较器输入采集所得监测数据I ;智能控制器的第一输入端与比较器的输出端连接，智能控制器的第一输出端与供水压力采集模块的输入端连接；可以根据供水压力及流量范围，改变测量量程，提高测量精度，任意变更上、下限设定值；从而可以克服现有技术中动态性能差、节能效果差和控制效果差的缺陷，以实现动态性能好、节能效果好和控制效果好的优点。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。【专利附图】【附图说明】附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中:图1为本专利技术基于分时段智能PID调节器的变频调速供水系统的控制结构框图；图2为本专利技术基于分时段智能PID调节器的变频调速供水系统中PID控制供水压力曲线图；图3为本专利技术基于分时段智能PID调节器的变频调速供水系统中水泵节能的原理比较曲线图。【具体实施方式】以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。建设节能型社会是当前普遍关注的问题，智能分段PID在变频调速供水系统中的节能应用，是为保证油田矿区24小时不间断供水，在用水高峰和低谷时，通过智能分段PID调节控制根据用户用水量的大小将供水压力进行分段、不同时段对应不同的供水压力；通过变频器进一步微分离心泵转速、调节供水流量的增加或减少；将传统的“恒压-变量”供水运行方式、改变为“变压-变量”运行方式，缩小用水高峰与低谷时的无效压力差值，达到节约电能、降低设备损耗、延长供水设施使用维修周期的目标。通过对常规的PID在变频调速供水系本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于分时段智能PID调节器的变频调速供水系统，其特征在于，包括用于将采集所得监测数据y与设定数据组R进行比较的比较器，以及依次与所述比较器的输出端连接的智能控制器、供水压力采集模块和数据检测模块；所述数据检测模块的输出端与比较器的反馈输入端连接，用于向比较器输入采集所得监测数据y；所述智能控制器的第一输入端与比较器的输出端连接，智能控制器的第一输出端与供水压力采集模块的输入端连接，智能控制器的第二输出端与变频器主机连接，以实现调速控制。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭景礼，马志刚，刘振阁，孙梅英，陈寿新，郝占其，李建辉，孙宝磊，
申请(专利权)人：郭景礼，
类型：发明
国别省市：
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