基于PCS7的味精生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、味精，是人類生活中常用的一種調(diào)味品。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)味精的工藝水平還主要靠操作人員的經(jīng)驗(yàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行生產(chǎn)控制，但隨著味精生產(chǎn)工藝的逐漸復(fù)雜，連續(xù)性的批量生產(chǎn)越來(lái)越多，發(fā)酵過(guò)程中的溫度、PH值、溶氧濃度都需要進(jìn)行在線檢測(cè)控制，而且這些參數(shù)都具有高度的非線性、時(shí)變性和大滯后性，使得發(fā)酵過(guò)程控制變得更為復(fù)雜。
　　 味精生產(chǎn)的全過(guò)程分為制糖、發(fā)酵、提取及精制等四個(gè)工藝階段，其中谷氨酸的發(fā)酵是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，在發(fā)酵過(guò)程中的溫度控制、P

2、H控制、溶氧控制和消泡控制都需要了解其各個(gè)參數(shù)的控制要求。由于控制要求的提升和需要控制和執(zhí)行的點(diǎn)比較多，因此，采用分布式控制系統(tǒng)(DCS)控制實(shí)現(xiàn)集中控制與管理，不僅可在很大程度上提高自動(dòng)化水平，也可使得生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性都有所提高。
　　 本文運(yùn)用西門子SIMATIC PCS7控制系統(tǒng)平臺(tái)，對(duì)整個(gè)味精生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行設(shè)計(jì)，操作和管理。該系統(tǒng)由自動(dòng)化站、工程師站和操作員站等分層次集成，自動(dòng)化站實(shí)現(xiàn)底層與現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接

3、，工程師站實(shí)現(xiàn)根據(jù)工藝要求進(jìn)行的程序設(shè)計(jì)，操作員站實(shí)現(xiàn)上層的遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制，整個(gè)系統(tǒng)從底層到上層，分布有序，整體融合。
　　 在此基礎(chǔ)上，本文重點(diǎn)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了模糊自適應(yīng)PID控制器。鑒于傳統(tǒng)PID不能滿足復(fù)雜參數(shù)控制的要求，但具有算法簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)、魯棒性好等優(yōu)點(diǎn)，模糊控制等智能控制技術(shù)不需要精確的數(shù)學(xué)模型，適用面較寬，但算法較復(fù)雜，將它們二者相結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，形成模糊自適應(yīng)PID控制器，可以較好地滿足要求。
　　 本文

4、據(jù)此設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了用于味精生產(chǎn)過(guò)程控制的模糊自適應(yīng)PID控制器，首先運(yùn)用Matlab/Simulink進(jìn)行參數(shù)仿真研究，得到參數(shù)的模糊控制查詢表；然后采用SIMATIC PCS7控制系統(tǒng)平臺(tái)中的SCL語(yǔ)言(PCS7功能塊開發(fā)語(yǔ)言)進(jìn)行程序編寫，開發(fā)出模糊自適應(yīng)PID功能塊，運(yùn)用于PCS7的程序開發(fā)中；最后利用SIMATIC模擬仿真軟件PLCSIM進(jìn)行仿真，比較了模糊自適應(yīng)PID塊與傳統(tǒng)PID塊的控制性能。該模糊自適應(yīng)PID功能塊已應(yīng)用于實(shí)