基于PLC的模糊PID变压器变频冷却系统研究曹石曹丽苹安卫超---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---摘要：温度对变压器的稳定性和寿命有较大的影响，目前中大型变压器的散热一般使用风冷强迫油循环的方式。冷却器的运行状态对变压器的散热性能起决定性作用。传统的切换方式一般采用继电器硬触点接触，精度较差，而常规---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---PID控制方法参数一旦设定难以实时根据设备状态进行参数更新，难以满足大惯性非线性系统的需求，因此本文设计了基于PLC的模糊PID控制法变频调节冷却器的运行方案，实验结果可知，该系统运行稳定，通过实时采集变压器顶层油温的温度，使冷却器扇叶转速处于自适应状态，该系统相对常规PID控制法对于大惯性、长时延的非线性控制系统具有较好的控制效果。关键词：PLC;模糊PID;变压器冷却：TB：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2021.24.0800引言由于铁损和铜损的存在，变压器运行中会产生热量，使变压器铁芯、绕组和油的温度升高。变压器对温度极为敏感，温度升高会减少变压器的寿命。根据变压器铭牌使用寿命20年的标定下，要求变压器最热点温度要运行在98°C以下方可满足。当变压器的运行温度每升高6°C其真实使用寿命将会减少50%。因此控制变压器合理的运行温度对于变压器的运行寿命节省有色金属开销来说起到举足轻重的作用，因此必须采用合理的冷却方法。目前，风冷强迫油循环的冷却方式广泛地应用于中大型变压器的冷却系统中，这种方式多依靠传统继电器的动作或者使用温度传感器采集温度信号后传给PLC设置阈值发出动作信号驱动相关继电器动作来进行冷却器的投切，该方式目前以下几点存在问题：（1）投切冷却器主要依靠采集温度信号进行硬接点控制，容易使冷却器频繁投切。（2）冷却器的四种工作状态（即工作、辅助、备用、停用）无法在线设定。（3）传统继电器元件动作不可靠，容易发生误动作及拒动作，精度低。（4）冷却器运行采用定频方式，相比变频节能性差。（5）自动化程度低，需要人为干涉，无法远程监测。---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---因此笔者制定了基于PLC的变频调节冷却器的运行方案，通过实时监测变压器顶层油温的温度，根据模糊PID的控制原则，实时调节变频器的输出频率，使冷却系统处于最佳的工作状态。1硬件系统设计该系统使用西门子公司的S7-200224PLC以及SINAMICSG120变频器作为核心，利用PT00热电阻采集模拟温度信号与智能数字式温度测量仪实时采集变压器油顶部温度。其中PT100为线性温变电阻，以电阻值的变化为温度值的输出为模拟量，但EM235模块作为模拟量输入输出转换单元时，EM235无法直接使用电阻信号，此时应将电阻信号通过温度变送器转换为4-20mA的电信号，方能被EM235模块识别。智能数字式温度传感器使用DS18B20温度传感器，测量结果为数字量，可通过MODBUS总线进行设备间信息通信。SINAMICSG120为西门子公司出品的紧凑型变频器，操作简单方便快速调试。利用Fuzzy-PID算法动态更新冷却器最佳的运行状态。该系统使用双变频器互为冗余备份，提高系统运行的安全性与可靠性，该系统结构如图1所示。2模糊PID系统设计由于变压器冷却控制具有系统惯性大、时延长、非线性的特点，很难精确建立数学模型。常规PID控制法虽然应用广泛，控制精度高，但是针对本系统来说控制效果比较差，因为一旦PID参数确定以后，就无法改变，无法满足自适应状态。而使用模糊控制不需要精确的数学模型，且易获得专家知识，并具备较强的推理预测能力。而PID调节可将模糊控制中的稳态误差消除，所以将模糊控制与PID控制两者的优点相结合能极大地提高该系统调节速度及精度以及稳定性。在模糊PID控制系统中，设定值为r（t），输出值为y（t）即变压器顶层油温测定值，r（t）与y（t）的偏差为e（t），ec（t）为偏差变化率。经模糊处理即可得到修正比例系数ΔKp、积分系数ΔKi、微分系数ΔKd，将此三项参数---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---送入至PID控制器即可得到u（...