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1、集中供热计算机智能化控制系统作者姓名：郭海峰 作者单位：水暖厂机电科摘要:随着科学技术的高速发展，计算机与自动化控制在各个工业生产领域中的被运用有了普遍的提高。作为公司的每一位管理者及每一位员工都应当纯熟掌握一些现代科技技术及生产设备的自动控制技术，为公司发展、壮大打下坚实基础。关键词：智能化控制;链条锅炉；控制系统引言 集中供热是由热源通过热网向用户供热，它具有安全可靠、使用经济和环保节能等优势。 智能化控制在一定限度上模仿了人的控制，它不需要有准确的控制对象模型，因此它是一种智能控制的方法。智能化控制设计简朴,易于应用,对系统的参数变化有很强的自适应性,无需人工经常进行调整。假如操作者对系
2、统进行微调,智能化控制器会对此进行学习及分析,及时调整控制策略以适应使用者新的规定。此外,它尚有极好的防止性诊断措施,可以最大限度地保证系统稳定可靠地工作。 对于冬季的天气是变幻莫测的，气温随时都会发生改变。应用传统的司炉方法就显得难以实现控制，这种情况正好应用计算机智能化控制。当外界温度发生变化时，供热锅炉可以根据智能化控制规则进行相宜的调整出水温度，实现实时的温度调整，目的是使到达拥护的暖气温度保持恒温，保证居民的取暖效果。一、系统的概述 集中供热是由热源通过热网向用户供热，它具有安全可靠、使用经济和环保节能等优势。假如采用的是多热源联网的集中供热，可实现全市供热的集中管理和集中调度，热源
3、互补性强，调整余地大，即使局部出现问题，也可在短时间内通过供热联网运营，调配热源，保证全局稳定可靠用热。 智能化控制在一定限度上模仿了人的控制，它有准确的控制对象模型，因此它是一种智能控制的方法。集中供热计算机智能化控制系统要实现的是，采用锅炉集中供暖方式运用智能化控制语言进行设计，建立智能化控制响应表。根据智能化控制规则随外界天气温度做出自检测、自适应控制。当外界温度减少时，锅炉可以根据智能化控制规则提高出水温度，与之相应的外界温度升高时，锅炉可以根据智能化控制规则减少出水温度，进而实现居民用户的取暖温度保持恒定。二、系统模型的建立2.1温度传感器热电偶传感器 (1) 热电偶温度传感器 本系
4、统使用镍铬镍硅热电偶，被测温度范围为0655，冷端补偿采用补偿电桥法，采用不平衡电桥产生的电势来补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化值。不平衡电桥由电阻R1、R2、R3(锰铜丝绕制)、Rcu(铜丝绕制)四桥臂和桥路稳压源组成，串联在热电偶回路中。Rcu与热电偶冷端同处在0,而R1=R2=R3=1，桥路电源电压为4V，由稳压电源供电，Rs为限流电阻，其阻值因热电偶不同而不同，电桥通常取在20时平衡，这时电桥的四个桥臂电阻R1=R2=R3=Rcu，a、b端无输出。当冷端温度偏离20时，例如升高时，Rcu增大，而热电偶的热电势却随着冷端温度的升高而减小。Uab与热电势减小量相等，Uab与热电势
5、迭加后输出电势则保持不变，从而达成了冷端补偿的自动完毕。(2) 测量放大电路 实际电路中，从热电偶输出的信号最多但是几十毫伏(30mV)，且其中包含工频、静电和磁偶合等共模干扰，对这种电路放大就需要放大电路具有很高的共模克制比以及高增益、低噪声和高输入阻抗，因此宜采用测量放大电路。测量放大器又称数据放大器、仪表放大器和桥路放大器，它的输入阻抗高，易于与各种信号源匹配，而它的输入失调电压和输入失调电流及输入偏置电流小，并且温漂较小。由于时间温漂小，因而测量放大器的稳定性好。由三运放组成测量放大器，差动输入端R1和R2分别接到A1和A2的同相端。输入阻抗很高，采用对称电路结构，并且被测信号直接加到
6、输入端，从而保证了较强的克制共模信号的能力。A3事实上是一差动跟随器，其增益近似为1。测量放大器的放大倍数为：AV=V0/（V2-V1），AV=Rf/R(1+(Rf1+Rf2)/RW)。在此电路中，只要运放A1和A2性能对称(重要指输入阻抗和电压增益)，其漂移将大大减小，具有高输入阻抗和共模克制比，对微小的差模电压很敏感，适宜于测量远距离传输过来的信号，因而十分易于与微小输出的传感器配合使用。RW是用来调整放大倍数的外接电阻，在此用多圈电位器。2.2 数学模型 智能化理论是智能化控制的核心，在智能化理论中需要把一个事物的“不拟定”限度用数学定量化地表达了出来，说明“不拟定”度的大小。例如要表达
7、大气的温度，当拟定了时间、地点后，大气温度就是唯一拟定的数值，是拟定的概念，但是要表白该地某一时刻的气温是“热”、“不热”、或“适中”这些信息则是不拟定的。由于人们对大气温度的感受不同，并且感受随时间、场合的变化也不尽相同，究竟多少摄氏度才算“热”、或“不热”并没有一个公认的定量标准或界线，因气温的变化是逐渐且连续的，不存在突变。故大气温度“热”、“不热”、“适中”这类词语就包含了有拟定的概念，致使其分界线智能化不清，这类信息称之为智能化信息。 在智能化理论中智能化信息的不拟定限度用“元函数”来表达。元函数在数学上被看作是一个集合，即表达“不拟定”限度的集合，称之为“智能化集”。智能化集的边界
8、是不拟定的，该有拟定性与概率论或记录学中的有拟定性有本质的不同。因概率代表某一事件发生前的不拟定率，但事件发生后就变成了一个拟定的值，然而元函数即使在事件发生后也是不拟定的。 智能化控制是一种以智能化理论为基础的反馈控制。事实上是在调节器部分应用智能化理论来进行计算。智能化控制合用于多变量和非线性控制，它不需规定取对象的特性，能取得比传统的控制更优异的效果，这是智能化控制的最大特点。但智能化控制需要进行相称的运算，这种运算对于常规模拟仪表是望而生畏的。因而只有在使用DCS系统与计算机时，才具有实现工业对象智能化控制的条件。智能化控制是一种近似推理的控制，具有人类思维的若干特点。可以根据一系列智
9、能化知识和数据，也即在一定的前提条件下统筹考虑控制过程的各种控制行为，推导出符合实际、符合逻辑关系的结论。IF A and B, THEN C是智能化控制常使用的推断语言。由于在智能化控制中的前提条件是由测量传感器得到的，故是一些拟定的值，推论的结果作为控制系统的操作变量送至执行单元，因此推论的结果也应当是拟定的数值。由于唯一能体现智能化的地方在前提条件自身，所以智能化控制是在一些不拟定的前提条件下，应用智能化理论进行智能化推断而得到一个拟定的结果。因此推论自身往往既包含拟定的成份，也包含智能化的成份。如在某个特殊条件下输出应增大还是减小，一般是拟定的，但应增大或减小多少，执行速度如何，都是根
10、据操作者的经验总结出来的，带有很大的人为性，在一定限度上是智能化的。智能化控制合用于理论和经验性推理，通常用于与人类判断和感觉有关的控制问题，以及难以建立数学模型的控制系统，并应用于采用常规PID控制效果不抱负的场合。第三章、智能化控制的设计3.1设计原理人工控制时，当环境温度低于时，则升高低压热水锅炉出水温度，低得越多，升得越高;当环境温度高于时，则减少低压热水锅炉出水温度，高得越多，降得越低，若环境温度比高很多，则停止供热；当环境温度等于时，则保持低压热水锅炉出水温度。将作为给定值，实际测量得到的环境温度为，选择控制器的输入变量为e,输出变量为u。3.2智能化控制规则表xzyNBNSZEP
11、SPBNBPBPBPBPSZENSPBPBPSZENSZEPBPSZENSNBPSPSZENSNSNBPBZENSNSNSNBx为外界天气温度，y为锅炉水温，z为锅炉的烧煤量设适宜温度为20度，正常烧煤量为ZE。x是0度时为PB，x是-5度时为PS，x是-10度时为ZE，x是-15度时为NS，x是-20度时为NB，y是0度时为NBy是25度时为NSy是50度时为ZEy是75度时为PSy是100度时为PB2.对输入/出变量进行智能化语言描述语言值智能化子集为负大，负小，0，正小，正大NB=负大，NS=负小，0=零，PS=正小，PB=正大。1.if x is NB and y is NB then
12、 z is PB2.if x is NB and y is NS then z is PB3.if x is NB and y is ZE then z is PB4.if x is NB and y is PS then z is PS5.if x is NB and y is PB then z is ZE6.if x is NS and y is NB then z is PB7.if x is NS and y is NS then z is PB8.if x is NS and y is ZE then z is PS9.if x is NS and y is PS then z i
13、s ZE10.if x is NS and y is PB then z is NS11.if x is ZE and y is NB then z is PB12.if x is ZE and y is NS then z is PS13.if x is ZE and y is ZE then z is ZE14.if x is ZE and y is PS then z is NS15.if x is ZE and y is PB then z is NB16.if x is PS and y is NB then z is PS17.if x is PS and y is NS then
14、 z is ZE18.if x is PS and y is ZE then z is NS19.if x is PS and y is PS then z is NS20.if x is PS and y is PB then z is NB21.if x is PB and y is NB then z is ZE22.if x is PB and y is NS then z is NS23.if x is PB and y is ZE then z is NS24.if x is PB and y is PS then z is NS25.if x is PB and y is PB
15、then z is NB3.3对输入输出进行智能化语言描述1、 设e的论域为X，X=-3，-2，-1，0，1，2，3，u的论域为Y，Y=0，1，2，3，4，5，6，7，8；2、设e的语言变量值的智能化子集E=NB，NS，Z，PS，PB， u的语言变量值的智能化子集U=Z，S，M，B；其中NB=负大，NS=负小，Z=零，PS=正小，PB=正大，S=小，M=中，B=大。3.4从属度函数1、智能化量e的赋值表如下:量化等级ENBNSZPSPB-3(-20,-11(6,1110000-2(-11,-6(11,1601000-1(-6,0(16,20000.5000(0,6(20,25001001(6,11(25,30000.5002(11,16(30,35000103(16,20(35,4000001由智能化量e的
