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电加热温度控制系统设计与实验研究

更新时间：2020-03-27 07:56:59 大小：2M 上传用户：守着阳光1985查看TA发布的资源 标签：温度控制系统 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

电加热温度系统是当今化工企业生产工艺中的重要组成部分,其温度控制不仅直接关系着产品质量,而且关系到系统能否安全有效的运行和人身财产安全。因此,为了保证产品质量,防止由温度控制问题引发的事故,对电加热系统进行有效的温度控制是非常必要的。

  模糊PID控制作为一种常见智能控制方法,已经多次成功的运用在实验系统中,并取得理想的结果。而传统实验系统是在单片机或者简单控制器中进行PID控制算法的编译,模拟实际系统环境,最终通过控制器本身或者上位机得到结果。这种方法简单易于理解,但得出最终的温度控制指标较难符合实际要求。本文以山梨醇生产工艺中原料的加热过程为参考对象,选取其原料反应温度为主要研究参数,设计系统并选用西门子S7-300PLC作为主要控制器。直接用其自带的编程语言,实现模糊PID控制算法的编程,完成对系统的控制,提高系统的温度控制指标。最终实现的温度控制指标包括超调量在2％以内,上升时间在15min以内,精度控制150±3℃左右。论文的主要工作包括以下几个方面:

  (1)采用模糊PID控制方法对电加热温度系统实行控制,并从模糊控制器和常规PID的混合结构和常规PID参数的模糊自整定技术两种模糊PID控制途径入手进行仿真分析。最后比较两种算法的仿真结果选出本文的模糊PID控制算法。

  (2)设计并搭建电加热温度控制系统,包括电加热装置的设计、上位监控系统、下位机PLC控制系统和现场控制系统。通过该系统可以实时反应系统温度变化并及时传回到PLC和系统监控界面,同时PLC根据编好的程序做出判断,输出信号给可控硅调压器控制最终输出电压值。

  (3)利用西门子自带Step7软件编制下位机程序,主要完成数据采集、控制算法、信号输出等在PLC中的实现。同时利用紫金桥监控组态软件实现上位机监控界面,完成主控界面、报警界面、趋势曲线、数据查询四个界面的操作。

  (4)利用可控硅调压器的手动模式和自动模式实验得出各自的数据和曲线。对其进行分析比较各自的超调量、上升时间、精度得出最终结论。

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