基于PCS7的癸二酸投料控制系统设计

发布时间：2017-04-14 05:19

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【摘要】：目前工业生产癸二酸的方法是将氢氧化钠与蓖麻油水解后的油酸按照一定的比例投入到裂解釜中,在一定的温度、压力和催化剂的作用下产生化学反应,从而生产得到癸二酸,其中对氢氧化钠和油酸的比例、生产过程中裂解釜的上部反应温度和搅拌电机电流的控制是癸二酸生产的关键部分。现有的控制系统是采用西门子PCS7系统通过两个按比例调节的PID程序来控制氢氧化钠和油酸的投料量,此方法虽然实现了一部分的自动化功能,但是由于PID参数不好调节,且当系统不稳定、有较大扰动时,系统就会产生超调,从而失去原有的控制效果。本文在原有系统的基础上,将裂解釜上部反应温度(TT)和搅拌电机电流(IT)作为系统的输入,将控制氢氧化钠和油酸的调节阀作为输出,提出采用模糊PID控制,进行控制系统改进。软件方面依然是采用西门子PCS7冗余系统,通过上位机WINCC画面监控生产过程。本文所采用的模糊自整定PID控制,能够有效控制具有大惯性、纯滞后等非线性特性反应釜,控制器具有很好的适应性、鲁棒性、较低的超调量及较快的反应速度。测试结果说明,该控制器的精度可靠、稳定性高,能够达到生产工艺的要求,具有较高的实用价值。
【关键词】：PCS7系统 PID控制 模糊控制理论
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ225.14;TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-12
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义9
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势9-10
• 1.3 论文的主要工作10-12
• 第2章 生产系统工艺和控制要求12-15
• 2.1 引言12
• 2.2 工艺条件说明12-13
• 2.3 工艺生产的控制要求13-14
• 2.3.1 反应釜温度的控制要求13
• 2.3.2 反应釜搅拌电机的控制要求13-14
• 2.4 本章小结14-15
• 第3章 癸二酸生产裂解工序控制系统设计15-26
• 3.1 引言15
• 3.2 系统的硬件设计15-19
• 3.2.1 CPU模块的选择15-16
• 3.2.2 模拟量输入的选择16
• 3.2.3 模拟量输出模块的设计16-17
• 3.2.4 硬件组态系统的介绍17-19
• 3.3 系统的软件设计19-25
• 3.3.1 软件系统编程语言19-20
• 3.3.2 系统编程设计介绍20-21
• 3.3.3 系统编程和设计说明21-24
• 3.3.4 系统监控画面24-25
• 3.4 本章小结25-26
• 第4章 模糊PID系统设计和仿真26-41
• 4.1 引言26
• 4.2 模糊控制理论介绍26-28
• 4.3 模糊PID系统的方框图28
• 4.4 系统模糊PID控制原理28-40
• 4.4.1 算法的基本思想28-30
• 4.4.2 模糊PID控制系统的设计30-40
• 4.4.2.1 模糊PID控制器设计原理30-31
• 4.4.2.2 输入输出变量的模糊化31-33
• 4.4.2.3 模糊合成推理算法33-38
• 4.4.2.4 解模糊并建立模糊控制查询表38-40
• 4.4.2.5 模糊PID控制算法的实现40
• 4.5 本章小结40-41
• 第5章 模糊PID系统实验与结果分析41-46
• 5.1 引言41
• 5.2 系统模型及仿真41-45
• 5.3 本章小结45-46
• 结论46-47
• 参考文献47-50
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果50-51
• 致谢51

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本文编号：305301