水针联动生产线闭环优化控制系统的研究与应用

论文摘要

水针式联动生产线是制药行业对针剂瓶进行清洗、灭菌、灌药一体生产的水针剂生产的连动设备,它包含安瓿超声波清洗机、安瓿杀菌干燥机、安瓿灌装封口机三个机组,是一个复杂的机电一体化控制系统。 本文在对现有针式包装联动生产线机组运行现状以及与国内外同类型机组比较分析的研究基础上,针对机组在电气自动控制上存在的问题,对水针联动生产线进行了改造,建立了水针式联动生产线闭环优化控制系统,研究内容主要包括: （1）将联动机组的三个部分构成一个闭环变频调速控制系统,使安瓿的传递更加平稳,不至于出现挤瓶、缺瓶现象,进一步减少破瓶率; （2）对生产线安瓿杀菌干燥机的隧道烘箱热分布和热穿透性能重新分析,采用P-Fuzzy-PI控制策略使安瓿灭菌性能较好地达到生产工艺要求,符合生产标准规范。 （3）将三台机组组网并和上位监控机实现通信,以此增加机组运行的协调性能、监控性能。 优化后机组的实际运行表明机组在控制系统整体运行的谐调性,实时性、快速性、准确性以及平稳性都有较大的幅度提高,安瓿的破损率明显下降,并能根据不同的安瓿规格进行参数统一设置和调整,提高了机组控制的智能性、鲁棒性。

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文主要内容及构成
• 第2章 水针联动生产线闭环变频调速控制系统
• 2.1 变频调速控制
• 2.1.1 矢量控制变频调速
• 2.1.2 变频调速器的选用
• 2.2 变频调速中的数字PID控制器
• 2.2.1 模拟PID调节器
• 2.2.2 数字PID控制器
• 2.3 闭环变频调速控制系统
• 2.3.1 反馈信号的采集
• 2.3.2 PLC选型
• 2.3.3 控制电路
• 2.3.4 PLC程序设计
• 2.3.5 变频器参数功能语句
• 2.4 小结
• 第3章 安瓿干燥机温度Fuzzy-PID控制
• 3.1 模型分析
• 3.2 PID温度控制
• 3.3 模糊温度控制
• 3.3.1 模糊控制器的设计原则
• 3.3.2 模糊控制器温度控制性能分析
• 3.4 Fuzzy-PID温度控制
• 3.4.1 P-Fuzzy-PI控制器
• 3.4.2 控制电路
• 3.4.3 基于PLC的温度模糊控制器
• 3.4.4 P-Fuzzy-PI控制运算推理流程
• 3.4.5 基于PLC的温度PID控制器
• 3.4.6 温度P-Fuzzy-PI控制程序
• 3.5 其他环节控制
• 3.5.1 风机控制
• 3.5.2 安瓿输送电机控制
• 3.6 控温效果图
• 3.7 小结
• 第4章 水针式生产线联机通信
• 4.1 联机通信的需求
• 4.2 S7系列PLC网络类型
• 4.2.1 PLC网络类型
• 4.2.2 通信协议
• 4.3 联动生产线网络的组建
• 4.3.1 组建的原则
• 4.3.2 构建成PPI网络
• 4.3.3 构建成PROFIBUS-DP网
• 4.3.4 联机通信控制性能分析
• 4.4 小结
• 第5章 总结与展望
• 参考文献
• 附录一
• 附录二
• 附录三
• 致谢
• 攻读硕士期间论文发表情况