基于PLC的模糊PID復(fù)合控制在熱泵干燥控制系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、針對(duì)目前我國(guó)蔬菜干燥加工過(guò)程當(dāng)中存在的問(wèn)題和不足，本課題將熱泵干燥技術(shù)、SCADA技術(shù)和自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于蔬菜的干燥加工過(guò)程當(dāng)中，開(kāi)發(fā)并設(shè)計(jì)了一個(gè)精確的熱泵干燥控制系統(tǒng)，對(duì)蔬菜的干燥加工過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)控。
　　 主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的工作:
　　 (1)設(shè)計(jì)了一個(gè)精確的熱泵干燥控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由熱泵干燥裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)組成。熱泵干燥裝置由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器、輔助電加熱器、風(fēng)機(jī)以及箱式干

2、燥器等組成。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由傳感器、PLC和模擬量模塊組成，傳感器將采集到的溫度、濕度、風(fēng)速等模擬量信號(hào)傳輸?shù)絇LC模擬量輸入模塊，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后由PLC將數(shù)字信號(hào)換算成相應(yīng)的工程值并儲(chǔ)存;選用PPI通信協(xié)議，建立上位機(jī)計(jì)算機(jī)和下位機(jī)PLC之間的通信，OPC服務(wù)器將通過(guò)通信獲取數(shù)據(jù)，并在上位機(jī)人機(jī)界面上實(shí)時(shí)顯示。監(jiān)控系統(tǒng)由上位機(jī)的監(jiān)控功能和下位機(jī)的自動(dòng)控制功能組成，下位機(jī)PLC作為現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)，利用STEP7編程軟件編寫(xiě)的用戶程序?qū)崿F(xiàn)P

3、LC完成監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理、回路控制和模糊PID復(fù)合控制算法執(zhí)行等功能，從而使熱泵干燥裝置可以按照操作人員的設(shè)定要求自動(dòng)完成開(kāi)機(jī)、設(shè)備控制、故障檢測(cè)和保護(hù)、關(guān)機(jī)等工作過(guò)程;上位機(jī)計(jì)算機(jī)作為管理級(jí)，采用組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)作為人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)記錄和處理，包括數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示、數(shù)據(jù)歸檔、干燥參數(shù)設(shè)定、干燥控制、報(bào)警信息查詢和顯示等功能。
　　 (2)基于熱泵干燥環(huán)境是一個(gè)非線性、大慣性和時(shí)變性的系統(tǒng)，采用常規(guī)的控制方法難以

4、到達(dá)滿意的效果，編程設(shè)計(jì)了不依賴被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型的模糊PID復(fù)合控制器。以溫度偏差和溫度偏差變化率作為輸入?yún)?shù)，運(yùn)用模糊PID復(fù)合算法進(jìn)行推理，能實(shí)時(shí)跟蹤被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)熱泵干燥過(guò)程的精確控制。
　　 (3)選用胡蘿卜為干燥物料進(jìn)行多組實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證熱泵干燥裝置的工作性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明熱泵干燥裝置運(yùn)行正常，溫濕度控制精確、穩(wěn)定，風(fēng)機(jī)頻率恒定，風(fēng)速小幅波動(dòng)，熱泵系統(tǒng)的供熱量能及時(shí)變化，溫度達(dá)到設(shè)定溫度后能達(dá)到穩(wěn)定。