發(fā)布時間：2017-11-09 05:21

  本文關鍵詞：基于PLC在線氣相色譜分析儀恒溫箱溫控系統(tǒng)設計

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【摘要】：本設計是蘭州石化公司質(zhì)檢部在線質(zhì)量儀表室科研項目,設計主要以保證在線氣相色譜分析儀的穩(wěn)定性和精確性為目的,對氣相色譜儀恒溫箱溫度控制系統(tǒng)進行設計。在線氣相色譜儀是一種現(xiàn)代化過程檢測儀器,同樣是分離復雜混合物的分析儀器之一,它在煉油化工、醫(yī)學衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測、食品檢驗及合成材料等行業(yè)中都有著廣泛的應用。恒溫箱是在線氣相色譜儀的核心組成部分,被檢測樣品在恒溫箱內(nèi)加熱處理后才能進行分析檢測。恒溫箱溫度控制系統(tǒng)的穩(wěn)定和準確直接影響儀表分析結(jié)果的準確性,而且溫度控制精度的要求較高。恒溫箱溫度受到很多因素的影響,例如:被檢測物質(zhì)的種類和濃度、使用現(xiàn)場的環(huán)境、恒溫箱保溫材料等,而且溫度控制系統(tǒng)具有滯后性,數(shù)學模型難以精確建立。研究發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)鑄鋁爐恒溫箱,熱慣性大,加熱速率慢,溫控精度較低等缺點,并且使用位控制方式,對在線氣相色譜儀恒溫箱的溫度控制的效果不夠理想。相比較傳統(tǒng)鑄鋁恒溫箱而言,空氣浴加熱控溫方式連同模糊PID控制算法,對在線色譜分析儀恒溫箱的溫度控制則具有更強的穩(wěn)定性和準確度,其中模糊PID算法具有較強的自學習和自適應能力,對控制對象的數(shù)學模型不具依賴性。本文首先闡述了在線氣相色譜分析儀溫度控制技術和發(fā)展狀況。對在線氣相色譜分析儀的工作原理、組成結(jié)構進行介紹。通過對其恒溫箱工作原理、結(jié)構的了解,以熱力學和自動控制原理為基礎,建立恒溫箱數(shù)學模型。針對儀表選用的鑄鋁恒溫爐的諸多缺點,引入空氣浴加熱控溫方式和模糊PID控制算法。為了提溫控系統(tǒng)的準確性和穩(wěn)定性,研究了模糊控制的理論基礎和模糊PID控制器的具體設計方法;通過仿真證明模糊PID算法具有超調(diào)小,響應速度快,控制精度高等優(yōu)點,在實際應用中驗證由溫度控制系統(tǒng)不穩(wěn)定、不精確導致儀表的分析結(jié)果有誤的頻次大大降低,提高儀表分析的準確度。
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH833

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