DTDC蒸脱机脱溶层温度模糊PID控制及其在PKS中实现
发布时间：2022-01-27 01:23
在工业生产过程中,对于被控对象存在大惯性、时滞等问题,采用传统PID算法难以获得理想的控制效果。针对这一问题,本文以实际工程项目中的DTDC蒸脱机脱溶层温度控制系统为研究对象,采用模糊PID算法对该系统进行控制,提高控制系统的性能,改善传统PID算法控制效果不理想的问题。本文首先对DTDC蒸脱机工艺流程进行介绍,然后详细阐述了在工业过程控制中,如何获取开环控制的DTDC蒸脱机脱溶层温度变化曲线,结合现场温度变化曲线,该系统近似用二阶加纯滞后模型表达。在参数辨识方面,摒弃传统辨识方法,采用遗传算法进行辨识,仿真实验结果表明,遗传算法辨识的参数结果接近实际值。其次,进行PID控制系统仿真,采用工程整定PID参数的方法对控制系统进行仿真调试。其仿真调试结果表明,PID控制器的控制精度不够理想,所以提出采用模糊控制对PID参数进行最优调整的改进方案。依据改进方案,设计模糊PID控制器,进行仿真调试,其实验结果表明提出的改进方案是可行的。并且在抗干扰实验和追踪方波实验中,模糊PID控制器无论是在抗干扰性能上还是稳定性能上都优于PID控制器。最后,介绍DTDC蒸脱机脱溶层温度控制系统的硬件设计和软...
【文章来源】：吉林化工学院吉林省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
DTDC蒸脱机的结构原理图
6第2章DTDC蒸脱机脱溶层温度系统辨识本章主要对DTDC蒸脱机脱溶层温度进行系统辨识，首先介绍在工业过程控制中如何获取温度变化曲线，然后根据温度变化曲线近似用二阶纯滞后模型表达，最后设计遗传算法，对系统模型参数进行辨识。2.1DTDC蒸脱机工作流程DTDC蒸脱机是吉林寰盟科技有限责任公司的玉米油项目中浸出工序中的重要设备。DTDC蒸脱机现场设备如图2.1所示。图2.1DTDC蒸脱机它是集脱溶、干燥、冷却为一体的设备，此设备合理利用热源，自动化程度较高，产品质量稳定，是浸出工序中的重要设备，其作用是脱去胚芽粕中的正己烷。该设备的结构原理图如图2.2所示。图2.2DTDC蒸脱机的结构原理图
7在脱溶层中，180℃的高压蒸汽V1从夹层底部的孔板喷入直接与胚芽粕接触，使胚芽粕中的溶剂充分蒸发，防止脱溶后的气体下行，将该层和干燥层分开，为保证脱溶时间和料位高度恒定，采用自动控制的料位阀，该层温度控制在105℃时为最优。脱溶完成后的胚芽粕经落料阀门M1进入干燥层，在此层胚芽粕与喷入的蒸汽V3逆流接触，排出胚芽粕中的水分，达到烘干目的。最后经过烘干的胚芽粕在冷却层与喷入的冷气V6接触进行降温，温度达到要求后经落料阀门M2排出蒸脱机。DTDC蒸脱机的结构原理图中的V2、V4、V5分别为每层的出气口，M3是控制每层搅拌叶旋转的电机。在DTDC蒸脱机中脱溶层温度控制最为重要，因为该层如果温度过低，胚芽粕中的正己烷不能充分蒸发；如果温度过高，会出现设备局部温度过高，对安全生产造成威胁，所以本文对脱溶层温度控制回路进行研究。2.2DTDC蒸脱机脱溶层温度系统模型DTDC蒸脱机脱溶层温度控制是通过调节进气的蒸汽流量实现的。其中该控制系统中的温度检测点在混合气体出口处，温度调节阀在脱溶层地板夹层处。脱溶层温度控制回路中的进气调节阀采用0%~100%的调节方式进行控制，为确定DTDC蒸脱机脱溶层温度控制系统的数学模型，需要进行开环控制。在温度为99.41℃时，将阀门开度由39%调节到41%，增加2%的阀门开度，获得的脱溶层温度变化曲线如图2.3所示。图2.3脱溶层温度变化曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]危险废物焚烧回转窑DCS自动控制系统分析[J]. 吴坤春. 电子测试. 2020(07)
[2]基于DCS的锅炉自启停技术研究与实现[J]. 刘明广,王志萍,归一数,陈欢乐,杨康,王念龙. 电力科学与技术学报. 2020(02)
[3]用DCS实现二催化装置的再生器压力控制[J]. 李茉霏. 自动化与仪器仪表. 2020(03)
[4]基于模糊PID控制的节水灌溉智能控制系统设计[J]. 刘洪静,李黎,高金辉. 节水灌溉. 2020(02)
[5]模糊神经网络控制的一阶变长倒立摆及ATLAB仿真[J]. 朱文玉,杨扬,何进. 计算机产品与流通. 2018(03)
[6]基于神经网络优化PID控制算法的磁流变阻尼结构应用研究[J]. 张立峰,丁建国,王巍伟. 工程抗震与加固改造. 2017(05)
[7]多主体框架下结合最大期望值和遗传算法的SAR图像分割[J]. 张金静,李玉,赵泉华. 中国图象图形学报. 2016(01)
[8]基于遗传算法求解折扣{0-1}背包问题的研究[J]. 贺毅朝,王熙照,李文斌,张新禄,陈嶷瑛. 计算机学报. 2016(12)
[9]基于小偏差模型预测的车道保持辅助控制[J]. 柳长春,都东,潘际銮. 清华大学学报(自然科学版). 2015(10)
[10]自动化和信息化,制药工业现代化必由之路[J]. 汤继亮. 自动化博览. 2014(10)
博士论文
[1]非线性系统自适应神经网络控制及容错控制[D]. 高辉.重庆大学 2018
[2]基于广义预测控制的锅炉测控系统研究[D]. 何群.燕山大学 2006
硕士论文
[1]基于遗传模拟退火算法的高速列车运行调整问题研究[D]. 汪臻.北京交通大学 2019
[2]基于PKS的制氢装置控制系统的设计与实现[D]. 张杰.吉林化工学院 2019
[3]基于模糊PID控制的摩擦电选机控制系统的研究[D]. 赵斌.中国矿业大学 2019
[4]基于模糊PID算法的电弧炉电极控制系统研究[D]. 朱雁鹏.吉林大学 2018
[5]水泥煅烧系统先进控制技术的应用研究[D]. 申帅.浙江工业大学 2018
[6]聚合反应器仿真系统的构建与实现[D]. 丛铄沣.吉林化工学院 2018
[7]悬臂梁振动抑制自适应控制方法研究[D]. 胡庆.西南石油大学 2017
[8]基于PKS的反应釜pH值控制系统设计[D]. 魏照巍.东北石油大学 2017
[9]制糖生产线DCS控制系统设计及研究[D]. 高健翔.华南理工大学 2016
[10]基于Honeywell的苯乙烯控制系统的开发与实现[D]. 史香雪.燕山大学 2016
本文编号：3611485
【文章来源】：吉林化工学院吉林省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
DTDC蒸脱机的结构原理图
6第2章DTDC蒸脱机脱溶层温度系统辨识本章主要对DTDC蒸脱机脱溶层温度进行系统辨识，首先介绍在工业过程控制中如何获取温度变化曲线，然后根据温度变化曲线近似用二阶纯滞后模型表达，最后设计遗传算法，对系统模型参数进行辨识。2.1DTDC蒸脱机工作流程DTDC蒸脱机是吉林寰盟科技有限责任公司的玉米油项目中浸出工序中的重要设备。DTDC蒸脱机现场设备如图2.1所示。图2.1DTDC蒸脱机它是集脱溶、干燥、冷却为一体的设备，此设备合理利用热源，自动化程度较高，产品质量稳定，是浸出工序中的重要设备，其作用是脱去胚芽粕中的正己烷。该设备的结构原理图如图2.2所示。图2.2DTDC蒸脱机的结构原理图
7在脱溶层中，180℃的高压蒸汽V1从夹层底部的孔板喷入直接与胚芽粕接触，使胚芽粕中的溶剂充分蒸发，防止脱溶后的气体下行，将该层和干燥层分开，为保证脱溶时间和料位高度恒定，采用自动控制的料位阀，该层温度控制在105℃时为最优。脱溶完成后的胚芽粕经落料阀门M1进入干燥层，在此层胚芽粕与喷入的蒸汽V3逆流接触，排出胚芽粕中的水分，达到烘干目的。最后经过烘干的胚芽粕在冷却层与喷入的冷气V6接触进行降温，温度达到要求后经落料阀门M2排出蒸脱机。DTDC蒸脱机的结构原理图中的V2、V4、V5分别为每层的出气口，M3是控制每层搅拌叶旋转的电机。在DTDC蒸脱机中脱溶层温度控制最为重要，因为该层如果温度过低，胚芽粕中的正己烷不能充分蒸发；如果温度过高，会出现设备局部温度过高，对安全生产造成威胁，所以本文对脱溶层温度控制回路进行研究。2.2DTDC蒸脱机脱溶层温度系统模型DTDC蒸脱机脱溶层温度控制是通过调节进气的蒸汽流量实现的。其中该控制系统中的温度检测点在混合气体出口处，温度调节阀在脱溶层地板夹层处。脱溶层温度控制回路中的进气调节阀采用0%~100%的调节方式进行控制，为确定DTDC蒸脱机脱溶层温度控制系统的数学模型，需要进行开环控制。在温度为99.41℃时，将阀门开度由39%调节到41%，增加2%的阀门开度，获得的脱溶层温度变化曲线如图2.3所示。图2.3脱溶层温度变化曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]危险废物焚烧回转窑DCS自动控制系统分析[J]. 吴坤春. 电子测试. 2020(07)
[2]基于DCS的锅炉自启停技术研究与实现[J]. 刘明广,王志萍,归一数,陈欢乐,杨康,王念龙. 电力科学与技术学报. 2020(02)
[3]用DCS实现二催化装置的再生器压力控制[J]. 李茉霏. 自动化与仪器仪表. 2020(03)
[4]基于模糊PID控制的节水灌溉智能控制系统设计[J]. 刘洪静,李黎,高金辉. 节水灌溉. 2020(02)
[5]模糊神经网络控制的一阶变长倒立摆及ATLAB仿真[J]. 朱文玉,杨扬,何进. 计算机产品与流通. 2018(03)
[6]基于神经网络优化PID控制算法的磁流变阻尼结构应用研究[J]. 张立峰,丁建国,王巍伟. 工程抗震与加固改造. 2017(05)
[7]多主体框架下结合最大期望值和遗传算法的SAR图像分割[J]. 张金静,李玉,赵泉华. 中国图象图形学报. 2016(01)
[8]基于遗传算法求解折扣{0-1}背包问题的研究[J]. 贺毅朝,王熙照,李文斌,张新禄,陈嶷瑛. 计算机学报. 2016(12)
[9]基于小偏差模型预测的车道保持辅助控制[J]. 柳长春,都东,潘际銮. 清华大学学报(自然科学版). 2015(10)
[10]自动化和信息化,制药工业现代化必由之路[J]. 汤继亮. 自动化博览. 2014(10)
博士论文
[1]非线性系统自适应神经网络控制及容错控制[D]. 高辉.重庆大学 2018
[2]基于广义预测控制的锅炉测控系统研究[D]. 何群.燕山大学 2006
硕士论文
[1]基于遗传模拟退火算法的高速列车运行调整问题研究[D]. 汪臻.北京交通大学 2019
[2]基于PKS的制氢装置控制系统的设计与实现[D]. 张杰.吉林化工学院 2019
[3]基于模糊PID控制的摩擦电选机控制系统的研究[D]. 赵斌.中国矿业大学 2019
[4]基于模糊PID算法的电弧炉电极控制系统研究[D]. 朱雁鹏.吉林大学 2018
[5]水泥煅烧系统先进控制技术的应用研究[D]. 申帅.浙江工业大学 2018
[6]聚合反应器仿真系统的构建与实现[D]. 丛铄沣.吉林化工学院 2018
[7]悬臂梁振动抑制自适应控制方法研究[D]. 胡庆.西南石油大学 2017
[8]基于PKS的反应釜pH值控制系统设计[D]. 魏照巍.东北石油大学 2017
[9]制糖生产线DCS控制系统设计及研究[D]. 高健翔.华南理工大学 2016
[10]基于Honeywell的苯乙烯控制系统的开发与实现[D]. 史香雪.燕山大学 2016
本文编号：3611485
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