電加熱溫度控制系統(tǒng)設(shè)計與實驗研究.pdf

1、電加熱溫度系統(tǒng)是當(dāng)今化工企業(yè)生產(chǎn)工藝中的重要組成部分,其溫度控制不僅直接關(guān)系著產(chǎn)品質(zhì)量,而且關(guān)系到系統(tǒng)能否安全有效的運行和人身財產(chǎn)安全。因此,為了保證產(chǎn)品質(zhì)量,防止由溫度控制問題引發(fā)的事故,對電加熱系統(tǒng)進(jìn)行有效的溫度控制是非常必要的。
　　模糊PID控制作為一種常見智能控制方法,已經(jīng)多次成功的運用在實驗系統(tǒng)中,并取得理想的結(jié)果。而傳統(tǒng)實驗系統(tǒng)是在單片機(jī)或者簡單控制器中進(jìn)行PID控制算法的編譯,模擬實際系統(tǒng)環(huán)境,最終通過控制器本身或

2、者上位機(jī)得到結(jié)果。這種方法簡單易于理解,但得出最終的溫度控制指標(biāo)較難符合實際要求。本文以山梨醇生產(chǎn)工藝中原料的加熱過程為參考對象,選取其原料反應(yīng)溫度為主要研究參數(shù),設(shè)計系統(tǒng)并選用西門子S7-300PLC作為主要控制器。直接用其自帶的編程語言,實現(xiàn)模糊PID控制算法的編程,完成對系統(tǒng)的控制,提高系統(tǒng)的溫度控制指標(biāo)。最終實現(xiàn)的溫度控制指標(biāo)包括超調(diào)量在2％以內(nèi),上升時間在15min以內(nèi),精度控制150±3℃左右。論文的主要工作包括以下幾個方面

3、:
　　(1)采用模糊PID控制方法對電加熱溫度系統(tǒng)實行控制,并從模糊控制器和常規(guī)PID的混合結(jié)構(gòu)和常規(guī)PID參數(shù)的模糊自整定技術(shù)兩種模糊PID控制途徑入手進(jìn)行仿真分析。最后比較兩種算法的仿真結(jié)果選出本文的模糊PID控制算法。
　　(2)設(shè)計并搭建電加熱溫度控制系統(tǒng),包括電加熱裝置的設(shè)計、上位監(jiān)控系統(tǒng)、下位機(jī)PLC控制系統(tǒng)和現(xiàn)場控制系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)可以實時反應(yīng)系統(tǒng)溫度變化并及時傳回到PLC和系統(tǒng)監(jiān)控界面,同時PLC根據(jù)編好的