基于模糊控制的调压系统设计.pdf

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1、第53卷第4期石油化工自动化VoL53，No．42017年8月AUTOMATIONINPETR0一CHEMICALINDUSTRYAugust，2017基于模糊控制的调压系统设计谭小路1，谭程2(1．中石化川气东送天然气管道有限公司，湖北武汉430000；2．北京航天控制仪器研究所，北京100089)摘要：针对川气东送输气站场传统调压系统输出压力波动大、响应时间慢和易超调等现象，以某输气站为试点，采用PLC工控编程软件开发出基于模糊控制算法的调压系统，实现对供气压力更快速精准的控制。试验结果表明：采用

2、模糊控制后，系统在恒定压力、响应时间和超调量等方面取得了较好的控制性能。关键词：输气管道模糊控制可编程控制器响应时间中图分类号：TP273文献标志码：B文章编号：1007—7324(2017)04—0026—02DesignofPressureRegulatingSystemBasedonFuzzyControlTanXiaolul，TanChen92(1．SinopecSichuantoEasternChinaGasTransmissionPipelineCo．Ltd．，Wuhan，430000，C

3、hina；2．AerospaceControlInstrumentResearchLaboratory，Beijing，100089，China)Abstracts：Aimingattheproblemofbigoutputpressurefluctuation，slowresponse，easytoovershootfortraditionalpressureregulationsysteminSichuantoEasternChinaGasTransportationstation，pressur

4、eregulationsystembasedonfuzzycontrolalgorithmisdevelopedusingprogrammablelogiccontrollerwithonetransportationgasstationasexperimentalunit．Fasterandmoreaccuratecontrolarerealizedforsuppliedgas．ThetestresultindicatesbettercontrolperformanceisachievedODasp

5、ectsofstabilizingpressure，responsetimeandovershootadjustmentforthesystemafteradoptingfuzzycontr01．Keywords：gastransportationpipeline；fuzzycontrol；programmablelogiccontroller；responsetime在川气东送天然气长输管道沿线各分输站场都安装有成套调压撬设备，主要作用是通过三级调压操作[1叫。将干线高压天然气降压至需求值，以满足下

6、游门站的供气需求。传统的调压系统采用PID控制∞o进行调节，由于用气结构受天气和季节的影响，下游天然气管网压力波动频繁，PID控制器适应性差、响应慢和控制惯性大等缺点越来越明显，导致调压设备PV阀门动作频繁，输出压力波动大，甚至可能触发调压系统紧急停车(ESD)，影响了输气站场的正常生产运行。因此，设计了基于模糊控制的调压系统，通过加入模糊控制器，确保在实时控制过程中，把复杂的控制过程转换成简单的查找模糊控制规则表的过程，保证压力调节平稳快速，保障了输气站场生产输气任务。1系统硬件组成调压系统主要由站

7、控机、可编程控制器(PLC)、调压撬和压力传感器组成。调压撬出口压力为测量信号，经过A／D模块转换送人PLC。PLC根据设定逻辑对压力信号进行处理，同时将结果经过D／A模块转换成4～20mA电流信号，调节调压撬PV调压阀的开度，如图1所示。分输计量来气图1调压系统硬件结构示意稿件收到日期：2017—03—22，修改稿收到日期：2017—06—27。作者简介：谭小路(1989一)，男，湖北武汉人，2011年毕业于中国石油大学(北京)自动化专业，获学士学位，现就职于中石化川气东送天然气管道有限公司，从事天

8、然气自动化设计工作，任工程师。第4期谭小路等．基于模糊控制的调压系统设计2模糊控制设计2．1控制方案为提高控制精度和响应速度，某输气站调压系统新设计的模糊控制采用双输／卜单输出!∞1的方式。2个输入量分别为压力偏差P和偏差率Pf，输出“为PV阀阀位变化量，控制系统结构如图2所示。1)调压系统压力偏差P：P(，2)一P。一SP(1)图2模糊控制流程示意(2)表，见表2所列。式中：P。——在第卵个测量周期调压撬出口实测值；SP——调压出口设定值；g(”)，e