本文關(guān)鍵詞：流化床干燥器仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 流化床干燥器 PCS7 模型預(yù)測控制(MPC) 系統(tǒng)仿真

【摘要】：流化床干燥器又稱沸騰干燥器,是化工、食品加工和醫(yī)藥生產(chǎn)等工業(yè)生產(chǎn)工藝中的主要設(shè)備之一,其作為化工、食品加工和醫(yī)藥生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵設(shè)備,對(duì)它的控制水平的優(yōu)劣將影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和工廠的經(jīng)濟(jì)成本。流化床干燥器是的工作過程很復(fù)雜,它是一個(gè)很難控制的被控對(duì)象,它具有大慣性、非線性、外界擾動(dòng)因素多等特點(diǎn),傳統(tǒng)的流化床干燥器一般采用的是工業(yè)現(xiàn)場常用的PID控制技術(shù),雖然這種控制方法在流化床干燥的工業(yè)現(xiàn)場一直在沿用,但是相對(duì)于流化床干燥器這些復(fù)雜的控制特征,傳統(tǒng)PID如果想達(dá)到很好的控制效果那將會(huì)很難,出口干燥物料的濕度波動(dòng)范圍很大,物料濕度控制很難達(dá)到工藝所要求的。所以針對(duì)流化床干燥器的滯后比較嚴(yán)重、慣性大的特點(diǎn)和目前的控制狀況,為了解決實(shí)際生產(chǎn)過程中遇到的這一問題,本文利用系統(tǒng)仿真的方法,開發(fā)出了流化床干燥器仿真平臺(tái),用于在投入生產(chǎn)前對(duì)流化床干燥器在干燥生產(chǎn)方案進(jìn)行仿真,這個(gè)仿真平臺(tái)并可用于大學(xué)生的仿真實(shí)驗(yàn)課以供學(xué)習(xí)。 本文旨在通過建立流化床干燥器的虛擬生產(chǎn)過程的仿真平臺(tái),對(duì)真實(shí)的濕物料干燥過程進(jìn)行仿真分析,找出優(yōu)化的控制方案。此外,對(duì)于自動(dòng)化專業(yè)的大學(xué)生來說,真正能有機(jī)會(huì)去實(shí)際的干燥器現(xiàn)場其實(shí)沒有那么多的機(jī)會(huì),本文的仿真平臺(tái)模擬了實(shí)際的干燥器過程可為大學(xué)生提供了解工程實(shí)際現(xiàn)場情況一個(gè)很好的模型,促進(jìn)他們對(duì)控制的認(rèn)識(shí)。 本文介紹了流化床干燥器的工藝過程、系統(tǒng)數(shù)學(xué)仿真模型的建立和先進(jìn)控制方法的設(shè)計(jì),總結(jié)了流化床干燥器的控制現(xiàn)狀,闡述了流化床干燥器的過程控制系統(tǒng),并深入研究了基于SIEMENS PCS7平臺(tái)進(jìn)行系統(tǒng)仿真開發(fā)的技術(shù)方法和實(shí)現(xiàn)過程。并針對(duì)該仿真系統(tǒng)做以下幾個(gè)方面的研究： 第一,針對(duì)流化床干燥器工藝,本文對(duì)于機(jī)理比較簡單的過程對(duì)象和真?zhèn)�流化床干燥器干燥過程的對(duì)象,都是采用的機(jī)理建模法,建立他們的數(shù)學(xué)仿真模型,還采用PCS7自帶的Configure MPC工具,優(yōu)化了MPC控制參數(shù)。 第二,根據(jù)工藝系統(tǒng)的控制要求,設(shè)計(jì)合適的優(yōu)化控制策略,并建立友好的操作監(jiān)控界面,實(shí)現(xiàn)模型機(jī)與控制的數(shù)據(jù)通訊,完成仿真系統(tǒng)的建立。 第三,通過本系統(tǒng),我系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了PCS7V8.0軟件,并且學(xué)習(xí)PCS7中的模塊庫中的各種功能模塊和他們的使用方法,對(duì)PCS7有了更深一步的了解,并了解了在PCS7系統(tǒng)中創(chuàng)建‘個(gè)新的工程項(xiàng)目的方法和具體的步驟。
【關(guān)鍵詞】：流化床干燥器 PCS7 模型預(yù)測控制(MPC) 系統(tǒng)仿真
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB4
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-12
• 1.1 選題背景及研究意義8-9
• 1.2 課題研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 流化床干燥器技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 仿真技術(shù)的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 本課題研究內(nèi)容11-12
• 2 流化床干燥器系統(tǒng)的工藝流程及控制要求12-17
• 2.1 流化床干燥器的分類12-13
• 2.2 流化床干燥器工藝流程13-14
• 2.3 流化床干燥器主要控制系統(tǒng)及設(shè)備選型14-15
• 2.3.1 給料單元14
• 2.3.2 換熱單元14
• 2.3.3 空氣輸送單元14-15
• 2.3.4 物料輸出單元15
• 2.4 流化床干燥器的控制要求15-17
• 3 流化床干燥器系統(tǒng)數(shù)學(xué)仿真模型的建立17-24
• 3.1 建模的一般步驟17-18
• 3.2 建立系統(tǒng)整體數(shù)學(xué)仿真模型概況18-19
• 3.3 系統(tǒng)各個(gè)子單元建模19-20
• 3.3.1 進(jìn)料口物料流量數(shù)學(xué)仿真模型19
• 3.3.2 換熱介質(zhì)流量數(shù)學(xué)仿真模型19-20
• 3.3.3 熱空氣流量數(shù)學(xué)仿真模型20
• 3.4 流化床干燥器系統(tǒng)模型的建立20-24
• 3.4.1 質(zhì)量平衡方程21-22
• 3.4.2 能量守恒方程22-23
• 3.4.3 流化床干燥器仿真數(shù)學(xué)模型的確立23-24
• 4 流化床干燥器系統(tǒng)先進(jìn)控制方案的設(shè)計(jì)24-30
• 4.1 流化床干燥器優(yōu)化控制方案的設(shè)計(jì)24-25
• 4.2 模型預(yù)測控制概述25-27
• 4.2.1 模型預(yù)測控制的基本原理(MPC)25-26
• 4.2.2 預(yù)測模型26
• 4.2.3 滾動(dòng)優(yōu)化26
• 4.2.4 反饋校正26-27
• 4.3 系統(tǒng)各單元回路控制策略設(shè)計(jì)27-28
• 4.3.1 進(jìn)料口濕物料流量控制單元27
• 4.3.2 換熱介質(zhì)流量控制單元27-28
• 4.3.3 輸送空氣流量控制單元28
• 4.4 系統(tǒng)總體控制方案設(shè)計(jì)28-30
• 5 基于PCS7的流化床干燥器仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)30-50
• 5.1 仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想30
• 5.2 PCS7在仿真平臺(tái)上的應(yīng)用30-33
• 5.2.1 PCS7軟件系統(tǒng)介紹30-32
• 5.2.2 PCS7平臺(tái)下仿真系統(tǒng)的特點(diǎn)32-33
• 5.3 流化床干燥器仿真系統(tǒng)在PCS7平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn)33-37
• 5.3.1 仿真平臺(tái)的技術(shù)路線33-34
• 5.3.2 PCS7軟件平臺(tái)總計(jì)描述34-35
• 5.3.3 建立CFC功能圖35-36
• 5.3.4 建立SFC功能圖36
• 5.3.5 WINCC組態(tài)畫面的建立36-37
• 5.4 仿真系統(tǒng)平臺(tái)PID及MPC控制模塊參數(shù)優(yōu)化整定37-50
• 5.4.1 回路中PID控制模塊參數(shù)優(yōu)化整定37-44
• 5.4.2 基于PCS7仿真平臺(tái)的模型預(yù)測控制實(shí)現(xiàn)44-50
• 6 仿真實(shí)驗(yàn)及分析50-57
• 6.1 仿真系統(tǒng)全自動(dòng)運(yùn)行50-51
• 6.2 系統(tǒng)主要參數(shù)分析及過程參數(shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)51-57
• 6.2.1 系統(tǒng)主要參數(shù)分析51-54
• 6.2.2 過程參數(shù)優(yōu)化控制實(shí)驗(yàn)54-57
• 7 結(jié)論與展望57-59
• 7.1 結(jié)論57
• 7.2 展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-61
• 附錄61-63
• 申請(qǐng)學(xué)位期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文63-64
• 致謝64

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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本文編號(hào)：1042911