烟草真空回潮PLC控制系统中信号采集与控制模型研究

发布时间：2023-04-29 00:09

　　真空回潮是烟厂进行卷烟生产的关键工序,真空回潮工艺能增加烟叶水分、温度,去除青杂气,改善烟叶品质。目前,国内烟厂的真空回潮大都依靠经验进行控制,没有进行基于热力学模型的精准控制,导致传统真空回潮机存在回透不充分、水分吸收不理想、蒸汽损耗大的问题,这不利于后续工序进行,同时也影响了卷烟的生产质量。提高真空回潮机烟包回潮效率、减少蒸汽损耗,一直是烟草生产厂商关注的重点问题。为此本文提出了真空回潮热工参数模型去控制真空回潮过程。本文设计了真空回潮实验机系统,对实验机总体结构、回潮机箱体、真空回潮核心部件控制柜进行了详细叙述。信号的采集与处理是实验机控制的基础,根据传感器时间常数,信号数字工程应用的采样频率以及蒸汽信号周期确定系统信号采集频率和控制系统执行机构动作周期。由于本文提出的基于模型的精准控制对信号精度提出更高要求,所以本文进一步研究了对温度、压力、流量仪表传送数据的处理,具体包括精度矫正和滤波处理。此外,分析相关热力学关系模型,根据水和过热蒸汽吸热、放热关系,分别用增强引力搜索算法优化的RBF神经网络(RGSA-RBFNN)和最小二乘法建立回潮机内外热平衡模型用以定量控制真空回潮过程...

【文章页数】：50 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 真空回潮机
        1.2.2 真空回潮PLC控制研究现状
    1.3 论文的主要研究内容
第2章 真空回潮实验机控制系统
    2.1 PLC控制系统
    2.2 模型控制真空回潮
        2.2.1 传统真空回潮控制
        2.2.2 模型控制真空回潮
    2.3 实验机结构
        2.3.1 实验机箱体结构
        2.3.2 实验机控制柜
    2.4 实验机信号采集相关器件
        2.4.1 蒸汽流量表
        2.4.2 温度传感器
        2.4.3 压力传感器
        2.4.4 实验机可控阀门
    2.5 本章小结
第3章 真空回潮实验机信号采集与处理
    3.1 真空回潮控制系统信号采集
        3.1.1 传感器时间常数
        3.1.2 模块通道端子的信号分配
        3.1.3 变送器与输入输出模块连接
        3.1.4 模拟信号的ADC数字量转换
        3.1.5 实验机信号采集周期分析
        3.1.6 信号采集PLC设置
    3.2 信号滤波处理
        3.2.1 滤波器选择
        3.2.2 巴特沃斯滤波器
        3.2.3 巴特沃斯滤波器设计
        3.2.4 滤波器MATLAB仿真
        3.2.5 滤波器应用效果
    3.3 仪表精度修正
        3.3.1 蒸汽流量计流量修正
        3.3.2 变送器精度矫正
    3.4 本章小结
第4章 真空回潮实验机控制模型
    4.1 热力学参数关系模型
    4.2 系统热平衡控制模型
    4.3 基于RGSA-RBF神经网络方法建立热力学参数模型
        4.3.1 RBF神经网络
        4.3.2 引力搜索算法
        4.3.3 增强引力搜索算法(RGSA)
        4.3.4 基于增强引力搜索算法的RBFNN(RGSA-RBFNN)
        4.3.5 模型仿真分析
    4.4 最小二乘法建立热力学参数模型
        4.4.1 最小二乘法
        4.4.2 基于最小二乘法的模型拟合
        4.4.3 拟合模型编程
    4.5 本章小结
第5章 烟草真空回潮实验与结果分析
    5.1 真空回潮实验机
    5.2 系统上位控制界面
    5.3 烟包真空回潮实验分析
        5.3.1 烟厂空箱与装烟回潮过程分析
        5.3.2 实验机装烟回潮过程
        5.3.3 实验机烟包回潮效果分析
    5.4 本章小结
第6章 总结和展望
    6.1 总结
    6.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3804762