發(fā)布時間：2018-06-15 04:03

  本文選題：維生素B12發(fā)酵過程 + DCS系統(tǒng)�。� 參考：《河北科技大學》2016年碩士論文

【摘要】：維生素B12發(fā)酵過程是一個極其復雜的生化反應過程,具有非線性、時變性和不確定性的特點,其自動控制系統(tǒng)的性能直接影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。本文以維生素B12發(fā)酵過程為研究對象,利用和利時DCS系統(tǒng),完成了基于DCS的發(fā)酵過程自動控制系統(tǒng)的設計和研究。首先,在詳細分析了行業(yè)內(nèi)發(fā)酵控制工藝的基礎上,對傳統(tǒng)維生素B12發(fā)酵工程自動控制系統(tǒng)方案進行了調(diào)查研究,給出了基于和利時DCS系統(tǒng)的自控系統(tǒng)設計方案。然后從硬件設計和軟件設計方面詳細分析了DCS系統(tǒng)的功能,包括數(shù)據(jù)站、現(xiàn)場控制站、工程師站、操作員站以及通訊控制站。軟件設計主要包括組態(tài)運行畫面和控制邏輯的設計,數(shù)據(jù)站軟件、操作員站軟件、控制站軟件以及組態(tài)軟件是該系統(tǒng)的主要組成部分。系統(tǒng)自動完成發(fā)酵過程溫度、壓力、流量等參數(shù)的實時采集、處理及交換,操作員利用組態(tài)運行畫面可對大罐參數(shù)系統(tǒng)、中罐參數(shù)系統(tǒng)、補料罐系統(tǒng)、報警系統(tǒng)及歷史曲線等進行操作和監(jiān)視。最后,針對B12生產(chǎn)過程中大罐發(fā)酵過程受影響因素多,溫度控制難的問題,在對大罐發(fā)酵過程溫度產(chǎn)生原因及各因素間相互關系研究的基礎上,提出了基于模糊控制理論的模糊PID控制方法,實現(xiàn)對發(fā)酵溫度的優(yōu)化控制。利用MATLAB軟件對算法進行了設計和仿真,仿真結(jié)果表明:模糊PID控制器較傳統(tǒng)PID控制器對發(fā)酵溫度的控制更具有優(yōu)勢,實現(xiàn)了發(fā)酵過程中溫度的優(yōu)化控制。通過現(xiàn)場測試驗證,縮短了溫度調(diào)節(jié)時間,提高了發(fā)酵過程的穩(wěn)定性,保證了發(fā)酵過程高效的生產(chǎn)效率。該設計研究可對同類型發(fā)酵控制的設計提供有意義的借鑒和參考。
[Abstract]:Vitamin B12 fermentation process is an extremely complex biochemical reaction process with nonlinear, time-varying and uncertain characteristics. The performance of the automatic control system directly affects the production efficiency and product quality. In this paper, the fermentation process of vitamin B12 was studied, and the design and research of the automatic control system of fermentation process based on DCS was completed by using Hutchison DCS system. Firstly, based on the detailed analysis of the fermentation control technology in the industry, the scheme of automatic control system of traditional vitamin B12 fermentation engineering is investigated and studied, and the design scheme of automatic control system based on Hutchison DCS system is presented. Then, the functions of DCS system are analyzed in detail from hardware design and software design, including data station, field control station, engineer station, operator station and communication control station. The software design mainly includes the design of configuration running screen and control logic. Data station software, operator station software, control station software and configuration software are the main components of the system. The system can automatically collect, process and exchange the parameters of fermentation process, such as temperature, pressure, flow rate and so on. The operator can make use of the configuration running screen to make use of the large tank parameter system, the middle tank parameter system, the feeding tank system, etc. Alarm system and history curve are operated and monitored. Finally, in view of the problem that there are many factors that affect the fermentation process of large tank in B12 production process and the temperature control is difficult to control, based on the research of the reason of producing temperature and the relationship between various factors in the fermentation process of large tank, A fuzzy pid control method based on fuzzy control theory is proposed to realize the optimal control of fermentation temperature. MATLAB software is used to design and simulate the algorithm. The simulation results show that the fuzzy pid controller has more advantages than the traditional pid controller to control the fermentation temperature and realizes the optimal control of the temperature in the fermentation process. Through field test, the temperature adjustment time is shortened, the stability of fermentation process is improved, and the efficient production efficiency of fermentation process is guaranteed. The design research can be used for reference and reference for the design of the same type fermentation control.
【學位授予單位】：河北科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ920.1;TP273

【參考文獻】

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本文編號：2020537