连续搅拌反应釜温度模糊控制计算机实时监控系统设计研究.pdf

目录 摘要 1 Abstract 1 1 绪论 1 1.1 研究目的和意义 1 1.2 国内外研究情况及发展 2 1.3 主要研究内容 4 2 控制方案选择 5 2.1 反应升温速度控制单元 6 2.2 反应保温温度控制单元 8 2.3 模糊控制方案 9 2.4 PID 控制方案 . 21 2.5 总体控制方案 24 3 系统硬件设计 26 3.1 PLC 模块配置 . 26 3.2 现场设备选型 30 3.3 系统硬件配置图 37 4 系统软件设计 40 4.1 控制流程图设计 . 40 4.2 控制梯形图设计 44 4.3 监控界面设计 46 5 系统仿真设计 49 5.1 控制原理图设计 49 5.2 系统仿真曲线 52 6 总结 53 参考文献 54 摘要 连续搅拌反应釜 （CSTR ）是化工生产中一类非常重要的反应容器， 其内部化学反应机理复杂，且其本身又具有较大的时变性、非线性和 时滞性。目前在不少工业生产过程中，仍大多采用手动或半自动控制， 整体自动化水平较低。 本文采用力控 （Force Control ）组态软件， 结合西门子 S7-300PLC ， 设计了一套计算机实时监控系统。并且在确定了被控对象的传递函数 后，进行了 Matlab 仿真。本文在参阅了大量的中外文献并结合实际控 制要求的基础上，对基于模糊控制的连续搅拌反应釜温度计算机控制 系统进行了理论研究和工程设计，将 PID 控制和模糊控制结合起来， 提出一种智能复合控制方案，并给出了详细的分析步骤和控制算法。 同时对模糊 -PID 复合控制策略进行了论证、仿真分析和实验研究，并 将该模糊 -PID 复合控制器应用于连续搅拌反应釜的温度控制回路，取 得了理想的控制效果。 关键词 ： 连续搅拌反应釜，模糊 -PID 控制，西门子 S7-300PLC，力控 6.1，Matlab 仿真 2