[发明专利]一种模糊控制的全自动供水及显示、报警系统

说明书

本发明属于工业自动控制领域，具体是一种模糊控制的供水及显示、报警系统。

目前较先进的全自动供水系统是采用PLC机控制的自动供水系统(中国专利CN92216500，名称：PLC机控制自动供水设备)。PLC机控制的自动供水系统包括：压力值给定电路，压力传感器，变频器，作为调速、切换指令及故障报警用控制元件的可编程控制器PLC机，中间传感器、交流接触器构成的切换水泵变频或工频运行的主控制电路。其控制过程是：先人为设定水泵出口压力值，此压力值与实测压力值相比较得到一个差值，PLC机对此差值进行处理，并控制变频器的频率，从而控制水泵电机的转速，达到自动调整供水压力与流量的目的。其不足之处在于：

1、设定压力值是人为根据外界用水情况而设定的，不能自动跟踪用户所需的供水压力，电耗较桓压供水系统有所下降，但仍然存在节约的空间未被利用。

2、因为是人为调节，操作工的操作水平决定了节约效果的好坏，而人的操作技术有一定的差异，且受情绪等的影响较大，这就制约了节约效果，更有甚者人工操作可能造成供水事故。

3、无法实现无人值班。

本发明的目的是提供一种利用模糊控制理论能自动跟踪用户所需的供水压力和流量的自动控制供水系统，在满足用户需要的同时，使水泵运行在高效区间，最大限度地降低水泵电耗，同时节约用水，并实时显示压力、流量等参数，故障情况即时报警。

本发明的技术方案是：压力传感器、流量传感器采集的水泵出口压力及管网流量信号传送到工业控制微型计算机，在工业控制微型计算机中进行模糊计算后，将频率信号传送到变频调速器，变频调速器改变输出电源频率进而改变水泵电机的转速，调整供水压力及流量，压力传感器、流量传感器将采集到新的压力及流量信号传送到工业控制微型计算机开始下一个循环过程；将显示打印、报警信号传送到打印机和报警装置；向自动切换保护装置发送开、停水泵的信号，交流接触器动作后，变频调速器启、停电机，向自动电磁阀发送开、关阀信号。

利用模糊控制理论在工业控制微型计算机中实现自动跟踪用户所需的供水压力和水量的控制，其特征在于：

1、通过收集运行经验和运行的数据统计，经过模糊控制理论计算(模糊控制理论计算采用的方法是：模糊推理法)制定出水泵出口设定期望压力值的查询表，通过查询表确定每一时间的期望压力值Ps，并存放在PRG3模块中。

2、检测到的压力与流量值，由模拟量输入模块(AI1-AI3)采集，经过标度模块PRG1进行模/数转换输送到压力滤波模块PRG9，得到实测压力值Pz，Pz与Ps一同送到比较模块PRG2进行比较，得到Pc＝Ps-Pz，将Pc送到模糊计算模块PRG 3中进行模糊计算确定出相应的频率信号Zc值，Zc信号经过调度模块PRG6送到各泵的模拟量输出模块D01-D0n，此信号经下一步转换，输送到变频调速器。

3、检测到的流量值Qz由模拟量输入模块AI2采集，经过标度模块PRG1进行模/数转换输送到流量滤波模块PRG4在显示模块DISP6中显示并与Pc值一起送到调度模块PRG6，在该模块中与增开一台水泵或减少一台水泵的条件进行比较后，将增开一台水泵或减少一台水泵的信号送到D01-D0n及D0模拟量输出模块，经下一步转换后，确定运行泵的数量。

4、接收到的开关量信号经开关量输入模块DI1-DIn输送到开关量转换模块PRG7转换成数字信号，送入调度模块PRG6参与报警，同时输送到显示模块DISP3进行显示。

5、时钟模块ET1用于向其它模块提供标准时间。

本发明的有益效果：本发明利用了模糊控制理论，对运行经验和运行的数据统计进行模糊计算，制定出一年中随季节的变化，一天中随时间的变化的水泵出口设定期望压力值的查询表，工业控制微型计算机控制水泵始终运行在出口压力值很接近或等于设定期望压力值这一区间，这一运行状态中，与人为设定并操作的PLC机供水系统比较，本系统水泵的运行在满足用户用量的同时，水泵电机可运行在最佳高效区间，最大限度地降低了水泵电耗，因不需人为操作，避免了人为因素造成的不利和事故；本系统的接收响应装置均为自动装置，因此，可实现无人值班。

图1为本发明系统方框图

图2为模糊控制方框图