电热锅炉温度一液位智能控制系统
徐慧
（天津机电职业技术学院天津300131）
具有良好的控制效果、妥全可靠、易于实现、维修方便. 摘要：依据电热锅炉的控制要求、介绍了模概控制技术在电热锅护温度一液位智能控制系统中的应用给出客模彬控制器的实现过程.该系统
关键词：电热锅炉智能模控制
文献标识码：A
中图分类号：TP273
文章编号：1007-9416(2013)05-0013-02
Abstract:Based letrothemal boiler cosrol requirementsjinroduces the fizy control techolg in clecrothemal boiler temperature Level IntellgentContrdl System gves offthe fiuzy controler imlemeation peces. The sstem has good conol efet afe relable easy to imlement and easy maintenance. Key Wordselhemal bole μeligence fazzy cnol
1引言
晰化的处理，最终输出清晰的控制量，驱动执行机构，控制被控对象.电热锅炉温度一液位智能控制系统结构见图2.
冬季烧煤供暖所产生的废气是产生雾端的主要原因之一.为了减少 近年来，我国北方在冬季常常出现雾天气.经研究，北方到了空气污染，使用电热锅炉取暖是北方供热的一种新型环保节能的理想方式.
电热锅护的功能是将电能转换成为另一种能量-热能，是一小型工矿生产企业等领域的需求，系统结构比较简单、可靠性高、无 种利用转换后热能的装置.电热锅炉能够满足高层住宅、商业单位、噪音污染、使用清洁能源等优点：同时还具有占地面积小、设备布置灵活、附属机器少、运行维修投人少、检修方便等特点，系统的自动 化程度高，水温可任意设定，在实际工程中，需要有效的控制电热锅炉出水口温度和锅护内的液位，这就需要在控制系统中引人模期控 制算法，实现温度与液位的有效控制.
图2电热锅炉温度一液位智能控制系统结构
3系统构成
电机、水泵、品网管SCR模块.锅炉电热图等部分构成电热锅炉温 工控机、可编程控制器、传感器、变顾器、数据采集模块、三相度一液位智能控制系统.模糊控制器主要是利用工控机实现.利 用传感器对被控对象的出口温度、液位进行实时检测，利用实时数据采集模块，对检测值进行实时采样，传输到输入端与给定值进行比较，得到偏差值及偏差值得变化率，输入模糊控制器.从面 在模翻控制器内利用模糊控制规则进行模翻推理，对得到的输出控制器控制变频器、品闸管SCR模块、锅炉电热图两端电压等，保 模糊向量进行清晰化，得到输出准确量，送到执行机构，由可编程证系统参数满足设计要求，使电热锅炉温度一液位智能控制系统达到稳定.
2系统控制策略研究
对于电热锅炉来说，温度一液位智能控制系统的参数各相互独中应考虑相互干扰，合，系统采用1个双输人一双输出的模期控制 立，又相互关联.如液位变化，使得温度随之变化.因此，该系统设计器.温度一液位模棚控制器结构如图1.
3.1传感器
器、液位传感器用来检测电热锅炉温度一液位智能控制系统的温 智能控制系统主要使用温度传感器和液位传感器.温度传感度、液位的变化.这些实际数据通过智能控制系统数据采集模块后，模翻控制器的输出量决定执行器的动作. 传输给工控机.工控机将其与给定系统给出的输人数据进行比较，
3.2可编程控制器
电热锅炉温度一液位智能控制系统使用可编程控制器作为系统的执行机构，因为可编程控制器具有控制性能稳定，功能完善，可靠性高，抗干扰能力强、能耗低，系统维护方便、容易改造，适用性强 等特点.系统的模糊控制算法则由工控机实现.该智能控制系统使用西门子（中国）有限公司的S7-200型PLC.
图1模控制器结构
电热锅炉温度一液位智能控制系统以温度，液位的给定值作为输人量，以对各种执行机构的实际控制量作为模翻控制器的输出量，通过这些模棚控制器的输出的控制量，控制变频器和锅炉电热 圈两端电压的改变、从而达到控制电热锅炉温度一液位智能控制系统的温度和液位的实际值，系统的控制核心是模翻控制器，系统根 据不同的时期对温度，液位的要求，由给定系统给出控制的目标数值，将其与传感器采集的信息，即被控对象的温度、液位等实时测量数据，进行比较，得出给定数值同实时测量数据之间的偏差值，由模驱动执行机构，由执行机构对水温、液位进行控制操作，实现控制系 糊控制器对偏差值进行模糊化、建立模糊规则、进行模糊推理和清统的稳定运行.
3.3模糊控制器
设计模糊控制系统的核心是设计模棚控制器.建立模翻控制规则是设计模翻控制器的过程中的核心工作.本系统利用工控机编制 程序实现模翻控制器.数据采集模块将采集的实时数据传输到模糊控制器中，经模期控制器计算出模翻输入量，进行模糊逻辑推理，得 到模棚输出量，再经过清化处理，得到输出控制量的精确值.工控机通过信号传输将控制量的精确值传给PLC，PLC利用其内部程序
数控技术
4控制系统实现
传统控制系统的主要差异就是用模糊控制器代替了传统控制器.因 模控制系统跟传统控制系统的基本思路是一脉相承的，它与位智能控制系统的模翻控制器由4部分构成.
4.1系统输入、输出量的确定
偏差变化率E.输出是控制量uo编差E=h-ho.其中h为传感器检 该智能控制系统输入是输人信号与反信号的偏差信号E和测到的实时测量数据，h为给定系统给出的目标数据.偏差变化率
.dt
4.2系统输入量的模化
进行一次比例变换，映射成模翻论域上的某个数值，输入的模糊论 经过采样得到的输人量都是清断值，经过量化因子处理相当于域，可以根据实际情况来估定.以温度为例，设定偏差和偏差变化所 取得模棚集的论域为[-3.3]，通过公式（1）转换.
2]
式中：X一偏差和其变化率实际值：
a-基本论域的上限：
b-基本论城的下限；
Y-连续量，可将其离散化.
程为输入的量化. 因此模相集论域可分为7个等级{-3，-2，-1.0.1.23].此过
E.E.隶属函数见图3.
图3E E 隶属函数
0.5=正小，H=正中，PB=正人）-模期量是量化增经模用安量属案曲质得. 和E 横指集对应取1个，表示加下，[-负大，NH-负中，-负小，Z=
4.3模期规则的制定
利用典型的基本模条件句型°ifAand Bthen U” 结合给定系统总结出一系列模期语言控制规则，从面形成模糊控制规则表. 模糊控制规则表见表1.
表1模糊控制规则表
ENBNNNSZOPSPHPBNB PB PB PB PB PM PS ZS NS PB PM PH PS Z NSPPSPSZXS NS NBNHN AN SNZZSd SdPH Z ENWN N SNZ NBPBZNSNMNBNB NB NB
低，且持续降低，应加大锅炉电热图两端电压，可通过“ifAand B 模糊量经规则运算得到模控制量即模糊向量，如系统水温较
thenU"的格式实现形式化数据处理.
4.4系统输出模湘量的清晰化
经过模期逻辑推理后，输出的是模糊集合，由于它是多条模此，智能控制系统的核心部分就是模糊控制器.电热锅护温度一流控制规则所得结论的综合，其还是模期向量.然面对实际系统前言. 它是无法利用模向量对被控对象进行控制的.因此系统要对模期输出量进行清断化处理，然后按照加权平均法得到具体控新量，经过清晰化处理后的输出量虽然是清晰值，但是其取值范围是在模糊 论域中.模翻论域与输出控制量的实际物理论域并不一定一致，因此引人一个比例因子，使将该控制量能够在被控对象所能接受的实 际物理论域中.最终的实际控制量是该比例因子与控制量的乘积.将其传给PLC，执行对电热锅炉温度一液位智能控制系统的控制.
5结语
了传统控制系统设计的缺点，传统控制系统是建立起被控对象及控 电热锅炉温度一液位智能控制系统采用了模控制方式，克服制系统的精确数学模型，以此模型作为整个控制系统建模、分析、设 计的基础，建立精确的数学模型需要对控制系统及被控对象的内部结构、工作机理等进行分析、辨识，步骤较复杂，计算量大，面模糊控系统设计则只需确定模糊控制器的结构、建立模糊规则等工作， 不需要求取系统的精确数学模型，这种控制方式信息少、响应快、计算量小、易于工程实践，有较广國的应用空间，电热锅炉温度一液位 智能控制系统通过模糊控制，实现了对锅炉水温和液位的有效的自动控制.该系统结构简单、安全可掌性高、易于实现、运行与维修方便.随着我国对环境保护的力度加大，人们的环保意识增强，电热锅 炉以其卓越的环保性能和良好的经济运行指标，一定能成为广泛使用的新型绿色环保设备.
(1)
参考文献
[1]张文胜，粪希波，电热锅炉的审场前景和发展方向[J].能源工程.[2]李兰君，哈寿益，高需，秦业.微型锅炉液位模翻PID控制[J].微计算 2001.机信电 2007.[3]宋乐鹏.柳果，基于PLC的加热炉温度控制系统[J].自动化技术与 应用2007.[4]任俊杰，李红星，李水霞，张益农.电热锅炉温度一流位双回路控制 系统[J].微计算机信息.2009.[5]石辛民，都整清.模控制及其MATLAB仿真.清华大学出版社，2008. [6]崔俊峰，厉善亨、基于一种模期控制的锅炉“虚假水位”对策[7]任俊杰，李红星，李永霞，张益农.电热锅炉温度一液位双回路控制 研究[J].中国科技信息，2010.系统《微计算机信息32009.《农产品加工（学刊）》2010. [8]常若奠，卫勇，刘华，王远宏，温室环境参数智能控制系统的设计[9]刘晓川P10与模物控制相结合的智使遇度控制系统[J].电子质 量 2012.[10]姜增如.基于选程液位模翻控制实验设计《实验技术与管理}.
