食品烘干机的能耗分析与控制系统设计

发布时间：2017-10-05 07:10

  本文关键词：食品烘干机的能耗分析与控制系统设计

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【摘要】：干燥是挥发物料中多余的水分,不同的物料需要不同的干燥技术和干燥设备。食品干燥是食品加工的主要工序之一。本文针对干燥和冷却火腿肠的食品烘干机,完成其能耗分析和改进,控制系统设计,温湿度PID控制和解耦设计等工作。首先,使用DeST能耗模拟分析软件,分析食品烘干机的能耗情况。DeST软件模拟食品烘干机的空调机组工作过程,得出空调机组在工作过程中的各个设备的能耗情况。发现能耗问题后,对食品烘干机进行改进,加入转轮式热回收装置。对转轮式热回收装置建模,通过控制参数得到更高的热回收效率。分析改进后的食品烘干机能耗确实达到节能的效果。其次,为实现食品烘干机功能,设计基于西门子S7-300PLC的控制系统。包括对食品烘干机冷热风空调机组的控制,对传送系统的变频器控制,热回收系统的控制等。在工业应用中为了方便控制食品烘干机,设计基于Win CC的监控系统,实时关注设备运行的状态数据并能够进行控制。最后,利用系统辨识中灰箱的方法建立食品烘干机的空气处理装置数学模型,通过最小二乘法对数学模型进行参数估计。采用PID控制器控制表冷器和加热器得到需要的送风温湿度。食品烘干机的温湿度系统是一个多变量线性的耦合系统,送风温度受到表冷器和加热器的共同影响。对温湿度系统采用前馈补偿解耦法,利用MATLAB对系统进行仿真证明该方法的有效性。
【关键词】：食品烘干机 节能 PLC PID控制 解耦控制
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TS203;TP273
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 引言11-12
• 1.2 食品烘干机概述12-14
• 1.3 国内外干燥技术研究现状14-16
• 1.3.1 国外研究现状14-15
• 1.3.2 国内研究现状15-16
• 1.4 论文选题意义及研究内容16-18
• 1.4.1 本文研究意义16-17
• 1.4.2 本文研究主要内容17-18
• 1.5 章节安排18-19
• 第2章 食品烘干机的能耗分析与改进19-30
• 2.1 引言19
• 2.2 食品烘干机的能耗分析19-22
• 2.3 食品烘干机的改进22-27
• 2.3.1 转轮式热回收装置原理22-23
• 2.3.2 转轮式热回收装置数学模型23-26
• 2.3.3 数学模型求解和分析26-27
• 2.4 食品烘干机改进后能耗分析27-28
• 2.5 本章小结28-30
• 第3章 食品烘干机控制系统设计30-52
• 3.1 引言30-31
• 3.2 食品烘干机的功能设计31-36
• 3.3 食品烘干机控制系统设计36-45
• 3.3.1 食品烘干机的工作流程36-37
• 3.3.2 控制系统的PLC硬件组成37-40
• 3.3.3 控制系统的PLC程序40-45
• 3.4 食品烘干机的监控系统45-50
• 3.4.1 WinCC简介45-46
• 3.4.2 食品烘干机监控界面的设计46-50
• 3.5 本章小结50-52
• 第4章 食品烘干机温湿度系统的控制和解耦52-73
• 4.1 引言52
• 4.2 食品烘干机温湿度系统模型建立52-59
• 4.2.1 空气处理装置建模52-54
• 4.2.2 系统辨识与算法实现54-59
• 4.3 食品烘干机温湿度系统PID控制59-64
• 4.3.1 PID控制原理59-61
• 4.3.2 PID控制实现61-64
• 4.4 食品烘干机温湿度系统解耦64-72
• 4.4.1 线性多变量系统解耦原理64-66
• 4.4.2 常用的解耦控制方案66-68
• 4.4.3 温湿度系统解耦68-72
• 4.5 本章小结72-73
• 结论73-75
• 参考文献75-80
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果80-81
• 致谢81-82

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本文编号：975423