论文摘要
本文研究内容是针对粉料的喷雾干燥工艺过程提出的。传统的喷雾干燥控制方法,主要是单回路PID控制以及一些手动控制方法,这些控制方法有其自身的优点,但同时又有不足之处。例如被控量单一,干燥温度进入稳态时间过长,应对干扰能力过低,能耗大等。本文首先通过对干粉的喷雾干燥工艺过程进行分析,确定了一种新型的控制方法。用西门子300系列PLC控制器建立一套新的程序,采用串级控制方法,用进风温度和排风温度双回路控制加热蒸汽阀门开度。其中以排风温度为主被控变量,进行蒸汽阀门开度粗调;进风温度为副被控变量,进行蒸汽阀门开度的辅助微调。主控制器采用复合模糊PID控制器控制,副控制器采用常规PID控制器控制。复合模糊PID控制器通过程序中的一个调整函数来调整模糊逻辑控制器与PID控制器的权重系数。调整函数可以通过西门子MP277触摸屏HMI上位软件进行参数设定,更加增加了该系统的控制柔性。本文在确定控制方法后,一方面用Simulink控件进行了控制方法的软件仿真,比较了PID控制方法和复合模糊控制方法在常规情况下以及存在干扰时的不同。另一方面,通过建立一套以西门子300系列PLC为主要控制器的半实物仿真模型,以Wincc flexible 2007为上位软件进行上位画面组态,通过以太网通讯模式连接,用实验的方法分析模拟了PID控制方法和复合模糊控制方法在喷雾干燥过程中的应用效果。最后对实验数据进行了分析。结果表明,在喷雾干燥过程中采用以复合模糊PID控制器为主调节器,PID控制器为副调节器的串级双回路控制方法无论在软件仿真还是硬件仿真中都体现出了明显的控制优势。通过上位组态软件参数的设定,增加了系统控制方法的柔韧性,发挥了模糊控制的利用人工经验的优点,更适应于大多数生产过程中的非线性、时滞环节。另外还具有更强抗干扰能力,缩短了系统到达稳态点时间。这种控制方法被证明是成功的。