浅谈PLC与模糊PID技术在恒压供水中的应用

兰州市轨道交通有限公司运营分公司 张振军

浅谈PLC与模糊PID技术在恒压供水中的应用

兰州市轨道交通有限公司运营分公司 张振军

将PCL技术与模糊PID技术应用在恒压供水中，能够有效的提高供水系统的供水质量。基于此，本文将对PCL技术与模糊PID技术的特点进行简单的介绍，并对PLC技术与模糊PID技术在恒压供水中的应用进行详细的介绍，其中包括模糊PID技术在控制器中的应用、模糊PID技术在恒压供水系统量化清晰中的应用以及PLC技术在供水系统中压力传感器中的应用等方面。

PLC技术；模糊PID技术；恒压供水

一、前言

目前，我国恒压供水系统中仍存在着一些问题。目前，在对建筑进行供水的过程中，通常在建筑底部以及建筑顶部设立两个供水箱，通过抽水泵将底部供水箱中的水抽取到顶部的供水箱中，再由顶部供水箱将水提供给各个用户。此种方法由于设立了两个供水箱，所以在一定程度上增加了供水系统的建筑成本。另外，水在两个供水箱之间进行运输的过程中，非常容易对水造成污染。而PLC技术与模糊PID技术的应用，有效的改善了这一问题。

二、PLC技术在恒压供水中应用的特点

PLC技术在恒压供水系统的应用过程中，主要具有以下特点，其中包括可靠性强、使用简单以及适应能力强等特点。

PLC技术在应用的过程中采用了防干扰技术，并且利用无触点代替了有触点，降低了供水系统设备在运行过程中的老化速度，进而提高了供水系统整体的可靠性。PLC技术在应用的过程中，由于此技术在编程时中采用梯形原理图，梯形原理图相比其他原理图来说简单易懂，并且编程中的专业用语大多数都是继电器控制中的用语。这就使技术人员在对其进行控制的过程中，即使专业知识的水平不够，经验不多，也能够在短时间内对PLC技术进行有效的控制，由此可以看出，PLC技术在应用的过程中具有使用简单的特点。

由于各种建筑对于供水系统的要求不同，这就需要PLC技术在应用的过程中需要非常强的适应能力。PLC系统通过对各个模块进行不同的组合，形成了多种多样的组合方式，进一步满足了建筑对供水系统的各种要求，所以说，PLC技术具有适应能力强的特点。

三、PLC技术在恒压供水中的应用

为了进一步提高我国供水系统的供水质量，PLC技术被广泛应用在我国各种建筑的供水系统中。其中，PLC技术在恒压供水系统中的主要的应用流程如下：

首先，将整个供水系统分为三部分，称为一号泵、二号泵以及三号泵，三号泵是备用设备，并确定每部分中的额定水值，确保在供水过程中不会超过额定供水值。其次，利用PLC技术对供水系统中的各个水泵进行启动，启动主要分为两部分，一部分是供水系统中的工频接触器，另一部分是供水系统中的变频接触器。最后，当供水系统启动后，由于供水系统中的压力由于没有到达额定的供水值，所以就要通过PLC对供水系统中的变频系统进行调节，使变频系统的频率不断升高，进而提高供水机电设备的启动速度，供水系统中的压力也不断上升，达到提高水压的效果。

如果供水系统在供水的过程中，水泵的运行频率达到了运行频率的额定数值，而供水系统中的水压并没有达到。这时，就要通过PLC系统对供水系统进行调节。首先，PLC系统通过控制一号泵变频接触点的方式，降低一号泵的变频功率。然后，启动二号泵，将二号泵中的水压上升到额定水压值，并使二号泵运行的工频频率保持在不变的状态。

三号泵作为备用泵，通常在供水系统内的水压过高或者水泵的运行频率无法提高时进行启动。主要流程为，切断一号泵的变频运行，使一号泵的运行始终保持在工频状态。并进一步降低二号泵内的工频运行速率，使其始终保持在恒定状态，确保供水系统的稳定运行。另外，在对三号泵进行启动的过程中，要注意PLC系统在对工频以及变频的频率进行切换的过程中，要保持较高的切换速度，避免供水系统因频率切换时间过长造成不必要的损失。由此可以看出，PLC技术在供水系统的调节过程中，起着至关重要的作用[1]。

四、模糊PID技术在恒压供水中应用的特点

模糊PID技术又叫做PID调节系统，主要是通过对比例以及微积分的应用，实现对供水系统的调节。模糊PID技术在应用的过程中，具有组成结构简单、稳定性强以及调节效率高等特点。由于供水系统内的数据参数具有多变性，所以，在对供水系统中的数据进行确定时，往往需要通过实地勘察来完成对数据的采集，这种方式在实际应用的过程中，由于勘察人员之间的经验存在差异性，所以导致数据的记录也存在一定的差异性，模糊PID技术的应用，有效的解决了这一情况。

五、模糊PID技术在恒压供水中的应用

（一）模糊PID技术在恒压供水系统中控制器的应用

模糊PID技术就是针对在对控制器运行数据以及被参考系统没有进行充分了解的情况下进行应用的。由于供水系统在进行供水的过程中，需要在用水高峰进行集中供水，这也就导致了供水系统非常容易在该时间段内由于调节不当发生故障，所以在设计供水系统的供水容量时，要根据供水高峰时段的供水量进行设计。但是大多数时间人们的用水量较少，如果对供水系统的控制器不进行及时的调节，就会导致供水系统依旧按照供水量高峰阶段运行，提高恒压供水系统的供水成本。而模糊PID技术通过对恒压供水系统中控制器的水流数据进行分析，进一步计算出该时间段供水系统所需要的发电机能量，并及时调节发电机的运转速率，提高了发电机的应用效率。

另外，模糊PID技术主要通过对供水系统内的数值进行分析控制的方式完成对供水系统控制器的调节，其主要应用流程如下：首先，将压力传感器安装在供水系统中水管的外部，并将传感器与PID系统进行连接，确保PID系统能够及时掌握供水系统中水管的压力情况。另外，在进行水管压力数据运输的过程中，为了提高运输数据的准确性，要将PID系统内接收的实际压力数据与之前的采样压力数据进行对比，确保二者之间的误差在规定范围之内。其次，根据所接收的压力数据，对恒压供水系统内的发电机运转频率进行调节。在调节的过程中，PID系统主要负责数据的计算以及确定，PLC系统主要负责实际的调试工作，二者之间相互配合，共同保证恒压供水系统的正常运行。最后，经过调试，使恒压供水系统内水管的压力与PID系统设定额定数据之间的误差减小，并将发电机的运转速率保持在恒定的状态，进一步提高恒压供水系统的供水质量[2]。

（二）模糊PID技术在恒压供水系统量化清晰中的应用

由于恒压供水系统在对数据进行使用的过程中，为了提高最终计算结果的准确性，需要使用精准的数据。所以PID系统在对数据进行处理的过程中，需要对模糊的数据进行清晰化的处理，主要的处理方法包括隶属度处理法、平衡处理法两种。隶属度处理法在对数据进行处理的过程中，具有使用方法简单、实际运用能力强等优点，但是，由于此种方法在进行计算的过程中，直接舍弃参考价值较小的数据，对参考价值较大的数据进行计算，导致最后的计算结果不具有概括性。平衡处理法主要是通过对数据之间的集合进行分析和处理，从而得到较为准确的数据。

六、结论

随着恒压供水系统在人们生活中的普遍运用，恒压供水系统的供水质量成为了人们关注的重点问题。本文通过对PLC技术以及模糊PID技术在恒压供水系统中的应用进行全面完善，提高了PLC技术以及模糊PID技术的应用效率，同时也提高了恒压供水系统运行的稳定性以及供水质量。由此可以看出，对PLC技术以及模糊PID技术的应用方法进行完善，能够为今后PLC技术和模糊PID技术在恒压供水系统中的应用以及发展奠定良好的基础。

张振军（1983—），男，甘肃兰州人，大学本科，从事自动化专业。