【摘 要】
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集中供热行业在国内起步较晚,经过几十年的发展,我国目前基本解决了城镇居民冬季取暖的问题,实现了供暖的全覆盖,供暖事业取得了巨大进步。但随着城镇化速度的日益加快,国民经济迅速增长,居民对供热也有了更高的要求,供热行业因此又出现了新的挑战。目前的供热系统大多数还只是仅仅满足了基本的供暖需求,无法保证更高的供暖质量,对于不科学的调控手段和调控参数,以及缺少先进控制等问题,没有很好的解决方案。本课题关于集
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集中供热行业在国内起步较晚,经过几十年的发展,我国目前基本解决了城镇居民冬季取暖的问题,实现了供暖的全覆盖,供暖事业取得了巨大进步。但随着城镇化速度的日益加快,国民经济迅速增长,居民对供热也有了更高的要求,供热行业因此又出现了新的挑战。目前的供热系统大多数还只是仅仅满足了基本的供暖需求,无法保证更高的供暖质量,对于不科学的调控手段和调控参数,以及缺少先进控制等问题,没有很好的解决方案。本课题关于集中供热温度系统的研究对于解决以上问题、提高控制水平具有重要的意义。本课题以四平公主岭某热力公司实际工程项目为研究背景,将其中一个换热站作为研究对象,首先分析其工艺流程,以目前供热系统主要的质调节方式为基础,并通过做开环实验取得相关数据,采用粒子群算法对温度的二阶惯性加纯滞后传递函数进行辨识,仿真效果较好;其次,引入传统PID对其进行控制与研究,通过仿真得知,该控制器的效果并不理想。于是加入Smith预估控制,设计PID-Smith控制器,在理想状态下经过仿真测试,效果较好。然后针对模型不精确问题,尤其是滞后时间常数造成的影响,采用C.C.Hang等人提出的改进方法,在反馈回路中引入滤波函数,用以抑制模型失配问题,并采用差分进化算法对数字PID参数进行整定,经过仿真得知,对于模型不精确问题,带有滤波函数的PID-Smith控制器在超调量和调节时间上均优于传统的PID控制方案,说明其具有良好的鲁棒性和适应性。本文的最后部分为供热系统换热站监控系统的开发与应用部分。主要开发了基于真实项目的换热站监控系统,但在项目中用到西门子200 Smart系列PLC,由于其软件没有合适的仿真工具,且受到实际条件的限制,于是本文以西门子S7-PLCSIM Advanced V2.0 SP1仿真PLC软件为媒介,建立了TIA Portal V15.1与King View 7.5sp通讯,搭建无实物的控制应用测试仿真环境,用以验证控制器的可行性;然后采用西门子STEP 7-Micro WIN SMART V2.6编程软件设计换热站控制程序,并在King SCADA 7.5监控系统中组态画面,通过现场的运行情况得知,PID-Smith控制器具有良好的控制效果,同时也说明论文具有实际应用价值。
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