本文關(guān)鍵詞：基于模型的夾套式反應(yīng)釜溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：夾套式反應(yīng)釜是化工生產(chǎn)過程中的常用反應(yīng)容器,溫度控制作為夾套式反應(yīng)釜的主要調(diào)控手段之一,長(zhǎng)期以來是化工過程控制領(lǐng)域的一個(gè)重要研究課題。由于反應(yīng)釜系統(tǒng)的間接傳熱方式和內(nèi)部反應(yīng)的復(fù)雜性,在控制工程中屬于典型的時(shí)滯、大慣性、非線性系統(tǒng)。由于傳統(tǒng)的控制方法具有調(diào)節(jié)溫度超調(diào)量大、過渡過程時(shí)間較長(zhǎng)等明顯缺點(diǎn),有待于發(fā)展先進(jìn)的控制算法來克服這些缺陷。針對(duì)現(xiàn)有夾套式反應(yīng)釜溫度控制裝置控制精度不高、運(yùn)行耗能高、人機(jī)交互不友好的問題,本文設(shè)計(jì)開發(fā)了一套由PLC、變頻器、壓縮機(jī)、加熱管、熱電偶、上位機(jī)等組成的溫度控制系統(tǒng)。基于LabVIEW軟件包開發(fā)的上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能提供直觀的人機(jī)交互界面和硬件數(shù)據(jù)通訊,便于編程實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制算法及存儲(chǔ)歷史監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。PLC在整個(gè)系統(tǒng)中是控制算法和被控對(duì)象間的重要紐帶,一方面將反應(yīng)釜實(shí)時(shí)溫度信息傳送給上位機(jī),另一方面實(shí)時(shí)接收上位機(jī)的控制信號(hào)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控。針對(duì)4升的夾套式反應(yīng)釜,根據(jù)其能量傳遞特性,對(duì)其升溫和降溫響應(yīng)過程建立帶有時(shí)滯的積分型傳遞函數(shù)模型,并且提出了一種基于階躍響應(yīng)的模型參數(shù)辨識(shí)方法。為了克服傳統(tǒng)單位反饋控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法產(chǎn)生較大升降溫超調(diào)量的缺點(diǎn),本文采用二自由度內(nèi)模控制結(jié)構(gòu),提出了一個(gè)基于系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)設(shè)定點(diǎn)跟蹤和抗負(fù)載干擾的新方法,并且針對(duì)實(shí)際過程中控制信號(hào)的飽和約束問題,提出了能滿足實(shí)際約束條件的控制器參數(shù)調(diào)節(jié)方法,以便于在工程實(shí)踐中應(yīng)用。基于設(shè)計(jì)的反應(yīng)釜溫度控制系統(tǒng),對(duì)本文提出的模型辨識(shí)和控制方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。首先,利用升溫和降溫階躍實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立了升溫和降溫過程的傳遞函數(shù)模型,結(jié)果表明本文提出的辨識(shí)算法能夠有效辨識(shí)反應(yīng)釜溫度響應(yīng)特性,取得很好的擬合效果。隨后基于辨識(shí)得到的響應(yīng)模型整定控制系統(tǒng),進(jìn)行溫度控制實(shí)驗(yàn),通過與現(xiàn)有控制方法的比較,顯示了本文控制算法的有效性和優(yōu)越性,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)反應(yīng)釜溫度的精確控制。
【關(guān)鍵詞】：夾套式反應(yīng)釜 溫度控制 階躍響應(yīng)辨識(shí) 內(nèi)模控制 LabVIEW
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ052;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-12
• 1.1 課題研究背景及意義9
• 1.2 反應(yīng)釜溫度控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容10-11
• 1.4 本文組織結(jié)構(gòu)11-12
• 2 反應(yīng)釜溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)12-27
• 2.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)及功能實(shí)現(xiàn)12-13
• 2.2 系統(tǒng)主要部件及工作原理介紹13-18
• 2.2.1 溫度傳感器13-14
• 2.2.2 可編程邏輯控制器PLC14-15
• 2.2.3 變頻器15-16
• 2.2.4 加熱部件16-17
• 2.2.5 制冷部件17-18
• 2.3 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)18-20
• 2.3.1 功能概述18-19
• 2.3.2 主程序設(shè)計(jì)19-20
• 2.4 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)20-26
• 2.4.1 LabVIEW軟件介紹20
• 2.4.2 監(jiān)控界面設(shè)計(jì)20-22
• 2.4.3 主程序設(shè)計(jì)22-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 3 模型辨識(shí)和控制算法設(shè)計(jì)27-45
• 3.1 辨識(shí)建模27-36
• 3.1.1 階躍響應(yīng)辨識(shí)算法的研究現(xiàn)狀27-28
• 3.1.2 頻域響應(yīng)估計(jì)28-31
• 3.1.3 帶時(shí)滯參數(shù)的積分模型辨識(shí)31-33
• 3.1.4 仿真驗(yàn)證33-36
• 3.2 二自由度閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)36-44
• 3.2.1 二自由度內(nèi)�？刂扑惴�36-37
• 3.2.2 設(shè)定點(diǎn)跟蹤控制器設(shè)計(jì)37-38
• 3.2.3 抗擾控制器設(shè)計(jì)38-41
• 3.2.4 仿真驗(yàn)證41-44
• 3.3 本章小結(jié)44-45
• 4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析45-59
• 4.1 結(jié)晶反應(yīng)釜系統(tǒng)的模型辨識(shí)45-47
• 4.1.1 系統(tǒng)描述45
• 4.1.2 升溫階躍實(shí)驗(yàn)辨識(shí)45-46
• 4.1.3 降溫階躍實(shí)驗(yàn)辨識(shí)46-47
• 4.2 升溫控制實(shí)驗(yàn)47-53
• 4.3 降溫控制實(shí)驗(yàn)53-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 附錄A PLC及外圍電路端子排布64-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文和申請(qǐng)專利情況65-66
• 致謝66-67

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王沛喜;山東濰坊大型氯化反應(yīng)釜通過鑒定[J];中國(guó)氯堿;2004年06期

2 ;透明反應(yīng)釜[J];合成橡膠工業(yè);1989年02期

3 ;威海自控反應(yīng)釜有限公司[J];工業(yè)催化;2011年08期

4 趙文海,于祥和,崔文農(nóng),李慎誠(chéng),王成;反應(yīng)釜新材料的研制和工藝設(shè)計(jì)[J];機(jī)械工人;2001年04期

5 劉榮甫 ,何金整;新型不泄漏反應(yīng)釜的研制與開發(fā)[J];聚氯乙烯;2002年03期

6 周倩;單反應(yīng)釜制備納米載體[J];國(guó)際化工信息;2004年04期

7 吳開榮 ,王申生;中、小型反應(yīng)釜常見的缺陷及危害[J];安徽化工;2004年04期

8 ;反應(yīng)釜[J];化工科技市場(chǎng);2004年09期

9 李雪梅;;大容量反應(yīng)釜的技術(shù)特點(diǎn)與改進(jìn)[J];林業(yè)科技情報(bào);2009年01期

10 李珞;王欣雨;張志軍;;幾種反應(yīng)釜的腐蝕及防治[J];蘇州市職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2010年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 焦士龍;;熱管式反應(yīng)釜[A];第十二屆全國(guó)紅外加熱暨紅外醫(yī)學(xué)發(fā)展研討會(huì)論文及論文摘要集[C];2009年

2 周莉;;反應(yīng)釜技術(shù)特點(diǎn)與創(chuàng)新[A];全國(guó)人造板工業(yè)科技發(fā)展研討會(huì)論文集[C];2003年

3 劉薇;許向陽(yáng);王冬;蔡猛;;大小反應(yīng)釜流體傳熱模型仿真對(duì)比[A];全國(guó)自動(dòng)化新技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)會(huì)議論文集（一）[C];2005年

4 楊東勇;許力;蔣靜坪;;連續(xù)攪拌反應(yīng)釜的混合監(jiān)督學(xué)習(xí)控制[A];中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)第三屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上）[C];2001年

5 林振堅(jiān);;DCS在壓力反應(yīng)釜自控系統(tǒng)中的應(yīng)用[A];紀(jì)念方毅同志題詞“振興鎢業(yè)”二十周年暨中國(guó)鎢工業(yè)科技創(chuàng)新大會(huì)文集[C];2001年

6 胡積青;王垂煜;;含氟聚合物涂料在反應(yīng)釜上的應(yīng)用[A];第十屆玻璃鋼/復(fù)合材料學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1993年

7 徐君庭;李英;傅智盛;范志強(qiáng);;多步序貫聚合和兩步聚合制備的PP/EPR反應(yīng)釜合金的形態(tài)[A];2009年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集（上冊(cè)）[C];2009年

8 茅慶祿;夏云良;;用PLC對(duì)化工反應(yīng)釜溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行改造[A];江蘇省計(jì)量測(cè)試學(xué)術(shù)論文集[C];2007年

9 王曉芳;張繼研;邵誠(chéng);;間歇反應(yīng)釜溫度非自衡DMC控制應(yīng)用研究[A];2007'儀表，，自動(dòng)化及先進(jìn)集成技術(shù)大會(huì)論文集（一）[C];2007年

10 張志軍;曹露春;;加氣混凝土蒸壓反應(yīng)釜的腐蝕治理與研究(英文)[A];真空技術(shù)與表面工程——第九屆真空冶金與表面工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 特約記者 王雄偉;浙江染料業(yè)推廣玻璃鋼反應(yīng)釜[N];中國(guó)化工報(bào);2006年

2 單于;南京宏誠(chéng)化工公司 反應(yīng)釜爆炸5人燒傷[N];經(jīng)理日?qǐng)?bào);2007年

3 孫杰;大型搪瓷氯化反應(yīng)釜通過鑒定[N];中國(guó)化工報(bào);2004年

4 記者 楊宏輝;國(guó)內(nèi)首創(chuàng)球釜顛覆傳統(tǒng)反應(yīng)器[N];中國(guó)化工報(bào);2005年

5 張凌;化學(xué)原料泄漏 企業(yè)須查原因[N];中國(guó)安全生產(chǎn)報(bào);2006年

6 彭增杰;不經(jīng)意地一扔引發(fā)一起事故[N];中國(guó)安全生產(chǎn)報(bào);2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 金東彬;基于貓群優(yōu)化的間歇式反應(yīng)釜自調(diào)整模糊控制方法研究[D];浙江理工大學(xué);2016年

2 劉旭;間歇式反應(yīng)釜溫度控制算法研究[D];西安建筑科技大學(xué);2016年

3 魏洋;餐廚垃圾處理自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及算法研究[D];西安建筑科技大學(xué);2016年

4 胡亞南;間歇反應(yīng)釜溫度控制算法的研究及實(shí)現(xiàn)[D];陜西科技大學(xué);2016年

5 王子敬;制藥反應(yīng)釜智能溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];濟(jì)南大學(xué);2016年

6 萬(wàn)輝;PPVC種子反應(yīng)釜設(shè)計(jì)[D];北京化工大學(xué);2016年

7 謝君;基于模糊-PID算法的實(shí)驗(yàn)室反應(yīng)釜控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(工程管理與信息技術(shù)學(xué)院);2016年

8 榮世立;基于模型的夾套式反應(yīng)釜溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];大連理工大學(xué);2016年

9 李淵;圓筒形反應(yīng)釜升降翻轉(zhuǎn)設(shè)備分析與設(shè)計(jì)[D];華中科技大學(xué);2013年

10 李柱作;間歇反應(yīng)釜加熱系統(tǒng)特性研究與控制[D];大連理工大學(xué);2007年

  本文關(guān)鍵詞：基于模型的夾套式反應(yīng)釜溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：293359