10升结晶反应釜智能温度控制装置设计

发布时间：2024-02-29 23:54

　　冷却结晶是工业结晶中最常见的一种结晶方式,在冷却结晶中,反应釜内的温度是影响结晶过程的一个重要因素。准确的温度控制不仅关乎结晶产品的质量,也是批次结晶过程中产品可重复生产的保证。由于反应釜温度变化是一个典型的大时滞和大惯性的积分响应过程,采用传统的线性系统控制方法难以实现准确的升温和降温操作。为了解决这个问题,本文以10升冷却结晶反应釜为研究对象,研制了一个温度控制装置,能实现对温度调节过程的准确控制。本文设计的温度控制装置以PC机为上位机,基于LabVIEW软件平台开发上位机监控界面。采用PLC控制器为下位机,对于加热操作,通过脉宽调制(PWM)和固态继电器调节一个2kW浸入式加热管的加热功率;对于制冷操作,通过变频器调节一台1.5P压缩机的制冷功率。采用一个铂金热电阻(PT100)测量反应釜内溶液的温度。利用循环浴油与反应釜热交换的方式改变反应釜内温度。以加热管和压缩机作为温度控制装置的主要执行机构,对循环浴油进行加热和制冷。为了辨识结晶反应釜温度响应的动态特性,采用阶跃响应实验,提出了利用衰减因子对阶跃响应输出进行拉普拉斯变换,从而能有效地估计系统频率响应,由此建立了一个拟合带时...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 研究现状
    1.3 研究内容
    1.4 论文的组织结构
2 10升结晶反应釜温度控制装置设计
    2.1 系统组成方案
    2.2 主要组成硬件
        2.2.1 循环油浴换热装置
        2.2.2 加热结构
        2.2.3 制冷结构
        2.2.4 温度传感器
        2.2.5 PLC控制器
    2.3 上位机程序设计
        2.3.1 LabVIEW软件平台介绍
        2.3.2 监控界面设计
        2.3.3 控制程序设计
    2.4 下位机程序设计
        2.4.1 PLC_Config软件平台介绍
        2.4.2 控制程序设计
    2.5 本章小结
3辨识与控制方法设计
    3.1 传递函数模型阶跃响应辨识方法
    3.2 两自由度内模控制算法
        3.2.1 算法设计
        3.2.2 仿真验证
    3.3 基于两自由度内模控制的迭代学习控制算法设计
        3.3.1 算法设计
        3.3.2 仿真验证
    3.4 本章小结
4实验设计与结果分析
    4.1 PT100温度传感器标定实验
    4.2 换热死区补偿校准实验
    4.3 模型辨识实验
    4.4 温度控制实验
        4.4.1 升温控制实验
        4.4.2 降温控制实验
        4.4.3 迭代学习控制实验
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文和申请专利情况
致谢



本文编号：3915119