本文關(guān)鍵詞：基于RSLogix 5000的生物發(fā)酵過程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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【摘要】：生物發(fā)酵過程是生物工程的一個(gè)重要組成部分,主要應(yīng)用于醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、能源工業(yè)和化學(xué)工業(yè)等方面,具有良好的發(fā)展前景和巨大的市場潛力。但是生物發(fā)酵過程是一種復(fù)雜的生化反應(yīng)過程,其控制變量眾多且相互關(guān)聯(lián)度較大,不易控制。本文選取其中兩個(gè)重要的因素來控制,溫度和PH是影響其產(chǎn)物優(yōu)劣的兩個(gè)重要因素,建立發(fā)酵過程的溫度和PH控制對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量尤為重要。本文將模糊PID控制應(yīng)用到發(fā)酵過程的溫度和PH值控制系統(tǒng)中,在MATLAB中進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果表明,模糊PID控制在發(fā)酵過程控制中具有良好的響應(yīng)速度、較小的超調(diào)和較快到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)。還將常規(guī)PID和模糊PID進(jìn)行比較,結(jié)果表明模糊PID控制方式對(duì)于發(fā)酵過程中溫度和PH值控制效果有明顯的改進(jìn)。本次設(shè)計(jì)以河北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院SY-3000型發(fā)酵罐裝置為基礎(chǔ),采用羅克韋爾仿真PLC作為控制器,使用RSLogix 5000軟件編寫溫度和PH值控制系統(tǒng)程序,使用MATLAB中的Simulink軟件搭建被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型,使用RSView SE軟件編寫監(jiān)控界面顯示運(yùn)行結(jié)果,四者通過RSLinx軟件實(shí)現(xiàn)基于OPC的通訊,構(gòu)成完整的控制系統(tǒng)。根據(jù)發(fā)酵過程的要求,采取模糊PID控制方法讓發(fā)酵罐內(nèi)部溫度和發(fā)酵液PH基本穩(wěn)定在微生物發(fā)酵過程的最適值,曲線可在監(jiān)控界面上清晰的顯示。本課題實(shí)現(xiàn)了生物發(fā)酵與PLC控制的結(jié)合,并且對(duì)基于Logix的發(fā)酵過程控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,擺脫了針對(duì)實(shí)物設(shè)計(jì)的局限性,既可以使得調(diào)試程序更加的便捷,又可以很好的應(yīng)用于過程控制的教學(xué)。
【關(guān)鍵詞】：溫度 PH值 模糊PID RSLogix 5000
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ920.6;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 課題的研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r11-12
• 1.2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 生物發(fā)酵過程的發(fā)展趨勢(shì)12
• 1.3 本文的主要工作和內(nèi)容12-14
• 第2章 微生物發(fā)酵過程的數(shù)學(xué)模型14-22
• 2.1 生物發(fā)酵過程的溫度動(dòng)態(tài)模型14-18
• 2.1.1 生物發(fā)酵過程溫度動(dòng)態(tài)建模14-18
• 2.2 生物發(fā)酵過程PH值動(dòng)態(tài)模型18-21
• 2.2.1 PH值的測量和變送18-19
• 2.2.2 生物發(fā)酵過程中PH值的控制19-20
• 2.2.3 生物發(fā)酵罐PH值動(dòng)態(tài)建模20-21
• 2.3 本章小結(jié)21-22
• 第3章 生物發(fā)酵系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)22-39
• 3.1 模糊控制概論22-24
• 3.2 模糊控制器24-25
• 3.3 模糊PID控制器25-33
• 3.4 模糊PID在溫度控制中的應(yīng)用33-35
• 3.5 模糊PID在PH值控制中的應(yīng)用35-38
• 3.6 本章小結(jié)38-39
• 第4章 發(fā)酵過程控制系統(tǒng)在RSLogix 5000中的應(yīng)用39-56
• 4.1 微生物發(fā)酵仿真控制系統(tǒng)架構(gòu)簡介39
• 4.2 本系統(tǒng)所用軟件簡介39-41
• 4.2.1 編程軟件RSLogix 500039-40
• 4.2.2 通信軟件RSLinx40
• 4.2.3 仿真PLC軟件RSLogix Emulate 500040-41
• 4.2.4 監(jiān)控軟件RSView SE41
• 4.2.5 建模軟件MATLAB/Simulink41
• 4.3 發(fā)酵過程控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)41-55
• 4.3.1 發(fā)酵過程控制程序架構(gòu)41-42
• 4.3.2 發(fā)酵過程控制程序42-52
• 4.3.3 發(fā)酵過程控制仿真監(jiān)控設(shè)計(jì)52-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第5章 總結(jié)與展望56-57
• 5.1 總結(jié)56
• 5.2 展望56-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 附錄60-65
• 致謝65-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況66

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