流域水资源调配关键技术研究

长距离调水工程往往具有规模大、管理难、条件差和系民生等特点,根据中央提出的关于加快构建“系统完备、安全可靠,集约高效、绿色智能,循环通畅、调控有序”的国家水网的要求,以提升流域水资源调配能力为目的,通过建设自动化和信息化软件,推行扁平化改革,压缩管理层级,形成高效的水资源调配管理新模式。通过对某流域调水工程信息化系统的建设,开发水资源管控、流量平衡和恒水位控制系统,能够满足水资源调配业务的需求。

PLC自控系统在北河口水厂二期工程中的应用

结合北河口水厂二期工程实例,介绍了PLC自动控制系统在自来水厂中的应用情况,对自来水厂的建设有着重要参考价值。

基于单片机的造纸纸浆液位控制系统结构设计

为适应无人化与高效化制浆造纸生产体系,造纸企业趋于以嵌入式技术优化造纸过程中的纸浆液位控制系统,以单片机与传感器相互耦合实现纸浆液位控制。本文基于单片机设计了造纸纸浆液位控制系统,其结构由控制模块、信息采集模块、物联网模块、执行模块构成,且融合了单片机程序,渗透了物联网技术。结果发现,此系统基于人机交互不仅可直观呈现纸浆液位信息于可视化页面,还可通过手机端远程控制纸浆液位高度;此系统可确保纸浆液位控制高精度、稳定性、可靠性及自动化程度,且数据测量准确,运行效果良好,值得推广应用。

基于RBF人工神经网络的下游常水位自适应渠道输水控制研究

针对传统渠道输水PID控制方法响应速度慢、超调量大、参数不能在线自调整的不足,根据RBF神经网络和渠道输水特点,提出了将传统渠道下游常水位输水PID控制和RBF人工神经网络结合的输水控制方法,使输水控制具有自学习、自适应、容错性和鲁棒性。推导了RBF网络整定PID输水控制调节器的算法。仿真结果表明,基于RBF网络的PID输水控制方法,能够通过不断学习自动调整控制参数,使输水控制过程超调量小、响应速度快,具有不需要特意选择或计算控制参数的特点。因此,基于RBF神经网络的参数非线性PID控制更适合进行渠道输水这样高度非线性系统的实时控制过程。

南水北调中线渠道控制计算模型

南水北调中线总干渠线路长、供水范围广 ,沿线分水口门多 ,做好总干渠的运行控制十分必要。闸前常水位和控制容量方式是中线最合适的控制方式。根据中线工程总体设计成果 ,分别为这两种运行方式研制渠道控制计算模型。由用水户的分水流量和计算模型可以计算出渠道节制闸的最终闸门开度 。

滤池恒水位自控系统的改进

介绍了东莞第三水厂恒滤速、恒水位过滤自控系统的原理,探讨了水位控制精度低的原因及改进方法。改进前后的水位及流量对比表明,增加积分时间可保证水位及流量的稳定。

渠系前馈蓄量补偿控制时滞参数算法比较与改进

输水明渠系统控制算法主要由前馈及反馈模块组成,其中前馈模块较大程度上影响了系统控制性能。基于蓄量主动补偿的前馈控制算法受时滞参数影响较大,为比较现有多种算法实际控制性能优劣,并寻求不依赖复杂数值计算的简化时滞参数算法,该文进行了横向的算法比较与优化开发。文章基于蓄量阶跃补偿及蓄量二次补偿2类算法,结合改进比例-积分(proportional-integral,PI)反馈控制器,对典型测试渠系及实际工程渠系建模仿真,选取稳定时间、最大超调流量、绝对值误差积分(integral of absolute magnitude of error,IAE)和绝对流量变化积分(integrated absolute discharge change,IAQ)指标分析了蓄量阶跃补偿、动力波原理、水量平衡模型3种时滞参数算法的控制效果。结果显示,在实际工程渠系中,小流量工况下,蓄量阶跃补偿算法的稳定时间比水量平衡模型算法的稳定时间减小40.42%;大流量工况下,蓄量阶跃补偿算法的最大超调流量最小,仅比目标流量高3%,该算法的稳定时间比水量平衡模型算法的稳定时间减少25.45%。结果表明蓄量阶跃补偿算法控制效果较好,但该算法在推求渠池所需蓄量补偿值时需进行水面线推求,文章依据渠道蓄量变化与流量变化间的线性关系,提出简化的时滞参数显式算法。较传统数值算法,时滞参数显式算法与蓄量阶跃补偿算法的时滞参数差值百分比小于8%,在满足实际工程需求的同时,可明显减少推求所需蓄量补偿值的计算量。文章的比较结论及所提出的简化算法对输配水渠道系统,尤其是大型渠道系统调度具有一定的理论价值和应用前景。

滴灌系统水位控制方式及常用控制装置

讨论了水位控制系统的两种类型及若干种常用水位控制装置,阐述了其控制原理,认为在低压滴灌系统中应采用恒水位控制装置,并且应根据实际需要选择适合用户需求的控制方式。

基于单片机的恒定水位控制系统

针对供水、造纸等行业中的恒定水位系统,提出恒定水位控制的控制方案。在分析电机机械特性的基础上,完成了控制系统结构设计,给出了系统中每一部分的传递函数。采用PID调节器作为转速调节器,实现了数字PID调节器的单片机程序,采用归一参数整定法完成了PID参数整定。实验证明,该水位控制系统能够完成恒水位控制,具有成本低,结构简单等优点。

基于BPCSP系统平台的结构化编程及应用

BPCSP(BGRIMM Process Control System Platform)系统是一种面向对象的PLC系统平台。本文介绍了在BPCSP系统平台的基本结构,同时介绍了矿物加工工程中常见的碎矿连锁控制、磨矿过程中的恒定给矿、比例给水、磨矿分级等流程的基本算法,并给出了使用BPCSP系统平台搭建这些控制回路的基本方法。

串联输水渠系控制解耦算法优化与仿真

串联输水渠系耦合特性表现为针对单一渠池设计的控制器串联使用后控制性能较差。解耦算法可在一定程度上增强渠池的独立控制性能。该研究针对基于比例-积分-微分(Proportional-Integral-Differential,PID)反馈控制的上游方向解耦算法提出优化方案,首先对控制解耦算法中的解耦系数的选取范围进行验证;其次针对相邻渠池长度差异较大的情况,在算法中引入放大系数以提升解耦效果;最后通过对不同取水流量规模、渠道上下游运行流量减半的算例进行仿真分析,验证优化方案的控制性能。结果表明:1)解耦系数的合理取值范围为0.8~1.0;2)放大系数可选用相邻渠池水面面积之比;3)当串联渠系上下游设计过流能力差异较大时,放大系数的修正能显著提升控制效果。该研究提出的优化解耦算法可应用于不同规模复杂渠道系统的解耦控制器设计,对于灌区及引调水工程输水系统的智能化调度有一定参考价值,工程应用时建议结合具体渠道的特点,根据渠道的特性和用途综合考虑系数的取值。

基于PLC的供应室变频调速恒压供水系统的实现

为满足我院消毒供应中心的用水要求,对原水处理系统进行了改造。利用可编程控制器(PLC)、变频器、PID调节器、压力变送器等装置对原有水处理系统进行改造。改造后的供水系统能提供恒定的水压以满足合格的用水要求,并具有节能、自动控制等特点。

滤池冲洗系统的设计

在滤池过滤过程中,要实现对恒定水位的过滤,需要对出水流量进行控制,因此设计出了PID控制算法的过滤系统。当系统接收到反冲洗信号时,需要对滤池中的水进行再次冲洗,这个系统需要让现场控制和反冲洗控制更加协调,从而实现对滤池水的控制。

平移式喷灌机太阳能驱动自动控制装置的研制

针对无电力供应地区在推广使用平移式喷灌机时传统机组需借助拖拉机牵引工作方式的诸多局限性,为有效利用太阳能资源、实现农业节能减排、提高机组喷洒均匀度及降低劳动投入,首先在对光伏电池特性进行PSIM仿真研究基础上,对机组分田间和地头两独立系统进行光伏容量设计;其次,按照喷灌机从取水到供水过程,考虑系统优化,设计出一种水位波动不超过30cm的实用型电极式恒水位自控装置,并应用ACS510-01系列变频器达到变频恒压喷灌目的;最后,结合喷灌机工作特点,自主设计了具备无线及手动操作功能的简单控制电路。经过对整套自控装置长期运行验证,系统工作可靠,能够满足机组操作及田间灌溉要求。

增量PID算法在控制滤池恒水位运行中的应用

介绍了在汉沽水厂滤池自动化系统改造中,采用增量PID算法控制滤池恒水位运行的原理,并介绍了其实现方法。运行结果表明,增量PID算法能够降低造价,取得较好的收益,为采用电动阀门的滤池实施自动化改造提供了一种新方案。

MBR水处理工艺中产水控制方法的分析

本文通过对MBR水处理工艺中的恒定液位产水控制方法、工频恒定流量产水控制方法、液位分段恒流量产水控制方法的分析及实验,最终得到一种更高效、节能的产水控制法。

智能型恒压变频给水系统的设计

该系统采用单片机为基础的CPS-20控制器和变频器设计出的高楼层供水系统,实现了恒压供水,缺水、过载报警,手动控制水泵工作等功能,其造价低,维护费用少,操作方便、设备使用寿命长,是一种值得推广的给水系统。

净水厂V型滤池自控系统的设计及实施

以某净水厂V型滤池为例,详细阐述了滤池自控系统的设计和实施过程,说明自动化控制系统的控制水平直接决定着净水厂的生产效率和出水水质。

明渠冰期输水运行控制方式研究

冰盖下输水是高纬度地区明渠输水的一种重要方式,控制不当易出现冰塞和冰坝等冰凌灾害。文中结合明渠冰期输水的特点,提出明渠冰期运行应以闸前常水位方式为宜。明渠冰期运行过程中,为了保证冰盖的稳定,水流弗汝德数应控制在0.08~0.09之内。由于冰期输水过程中,冰盖糙率的变化,冰期运行控制中,采用合适的控制算法,保证节制闸闸前水位的稳定是提高冰期安全运行的关键。合理设计拦冰索,不仅能促进冰盖的形成,也能适当提高冰期的输水能力及应对极端冰害的能力。

模糊控制在V型滤池恒水位运行的应用

针对V型滤池恒水位运行的自动化控制出现的问题,通过采用模糊控制措施,有效地改善了运行状况。模糊控制比传统的PID控制具有更好的鲁棒性,为有效控制恒定水位提供了新的思路。