[发明专利]加氯的智能PID控制方法

说明书

技术领域：

本发明涉及自来水厂的加氯技术，是一种加氯车间的投氯装置—加氯机和PLC自动控制方法，具体地说，是一种加氯的智能PID控制方法。

背景技术：

自来水厂加氯一般分为预加氯(比例投加)、滤后加氯(余氯反馈)和出厂补氯(流量和余氯的复合环控制)。由于滤后加氯一般采用余氯反馈的控制方式，而且系统往往存在滞后、时变等情况，采用直接余氯仪表信号控制或由PLC采用常规PID控制都存在一定的难度，控制效果根不理想。目前PLC应用于工业自动化控制系统的实例很多，对于闭环系统一般均采用常规PID方法实现，许多PLC已内置了这一指令。由于在工业控制过程中经常会碰到大滞后、时变、非线性的复杂系统，其数学模型难以建立，采用常规PID实现存在一定的难度。

发明内容：

本发明的目的是提供一种在不添加硬件设备的前提下，通过软件功能实现余氯的稳定控制的加氯的智能PID控制方法。

本发明的技术解决方案是：一种加氯的智能PID控制方法，有预加氯、滤后加氯和出厂补氯工序，其中滤后加氯采用余氯反馈的控制方式，其特征是：余氯反馈的控制方式为PLC控制，PLC控制中采用了智能PID。

本发明中所述的由智能PID是在常规PID算法的基础上，引入了专家及操作者经验数据。在智能PID中建立有知识库，由此建立相应的产生式规则库，并作为控制器的规则库。规则库的基本结构为：IF，THEN。

数据库的事实知识选取如下数据：

e(k)------偏差，

ec(k)＝(k)-e(k-1)------偏差变化率，

u(k)------控制量，

emin(k)------最小允许偏差，

emax(k)------最大允许偏差，

umax(k)------最大控制量。

规则库的控制规则为：

规则1：若|e(k)|＞emax，则u(k)＝+umax

规则2：若|e(k)|＜emin，则u(k)＝u(k-1)

规则3：若emin＜|e(k)|＜emax，且

e(k)*ec(k)＞0， 则u(k)＝u(k-1)+k1*e(k)

规则4：若emin＜|e(k)|＜emax，且

e(k)*ec(k)＝0，则u(k)＝u(k-1)+k2*e(k)

规则5：若emin＜|e(k)|＜emax，且

e(k)*ec(k)＜0，则u(k)＝u(k-

1)+k3*e(k)+k4*ec(k)/e(k)。

本发明的有益效果为：智能PID是在常规PID基础上总结了人的控制经验，它不依赖于系统的数学模型，对系统参数变化不敏感，具有较强的鲁棒性。实现了滤后加氯的稳定控制，在没有增加硬件设备的情况下，充分利用了PLC软、硬件系统的控制功能，可以确保出厂水的余氯达标，降低氯耗，而且系统操作维护的工作量很小。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明：

附图说明：

图1为本发明的一种加氯的智能PID控制方法中的PLC控制流程图；

图2为本发明的加氯的智能PID控制方法中的处理器内控制算法中的偏差值和偏差变化率图；

图3为本发明的加氯的智能PID控制方法中的处理器内控制算法中的区域划分方式图；

图4为本发明的加氯的智能PID控制方法中的处理器内控制算法中的控制量增量实现图一；

图5为本发明的加氯的智能PID控制方法中的处理器内控制算法中的控制量增量实现图二。

具体实施方式：

智能PID原理：

常规PID控制目前仍是大多数生产过程采用的控制方法，智能PID是在常规PID算法的基础上，引入了专家及操作者的经验，使其更能适应各种工况的要求，其核心是知识库的建立，由于产生式规则库结构简单，易于修改，适于PLC实现，故本系统采用产生式规则库作为控制器的规则库，其基本结构为：

IF(条件)，THEN(动作)

根据系统特点，数据库的事实知识选取如下数据：

e(k)------偏差，

ec(k)＝e(k)-e(k-1)------偏差变化率，

u(k)------控制量，

emin(k)------最小允许偏差，

emax(k)------最大允许偏差，

umax(k)------最大控制量。