本文針對目前黃酒發(fā)酵行業(yè)的現(xiàn)狀,在黃酒發(fā)酵工藝和發(fā)酵特點的基礎(chǔ)上,設(shè)計了一套結(jié)構(gòu)相對簡單、功能相對完善、控制效果良好的黃酒發(fā)酵監(jiān)測系統(tǒng),針對該系統(tǒng)設(shè)計了模糊PID控制算法,并且對系統(tǒng)進行人機界面的設(shè)計與模擬運行。根據(jù)系統(tǒng)的控制要求,設(shè)計了基于PLC、組態(tài)王及自動化檢測儀表的黃酒發(fā)酵實時監(jiān)測系統(tǒng)。(1)以S7-200 PLC作為系統(tǒng)的核心控制單元,主機選用CPU224模塊,搭配EM222數(shù)字量輸入/輸出模塊對數(shù)字量進行擴展、EM231模塊和EM232模塊分別對模擬量輸入、模擬量輸出進行擴展,并結(jié)合傳感器、電動調(diào)節(jié)閥等現(xiàn)場元器件完成溫度、壓力等參數(shù)的采集及執(zhí)行機構(gòu)的控制。(2)采用模糊PID控制算法,確定發(fā)酵過程溫度變化的數(shù)學(xué)模型,通過Matlab中的Simulink功能進行變溫控制過程的仿真,得到的溫度仿真曲線與實際發(fā)酵過程的溫度變化趨勢曲線擬合度較高,表明該算法具有結(jié)構(gòu)簡單,超調(diào)量小、動態(tài)響應(yīng)速度較快的優(yōu)點。(3)采用計算機和組態(tài)王軟件進行人機界面的組態(tài)設(shè)計,完成了工藝曲線的設(shè)定、發(fā)酵參數(shù)的顯示、報警輸出、報表打印等功能。本文以模糊PID算法為理論依據(jù),以PLC、傳感器和調(diào)節(jié)閥為硬件平...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 控制理論的發(fā)展概況
    1.3 國內(nèi)外發(fā)酵過程控制研究概況
        1.3.1 國外研究概況
        1.3.2 國內(nèi)研究概況
    1.4 黃酒發(fā)酵過程智能控制應(yīng)用的研究現(xiàn)狀
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
    1.6 本章小結(jié)
2 黃酒釀造工藝流程及發(fā)酵控制方案設(shè)計
    2.1 黃酒釀造工藝概述
    2.2 黃酒生產(chǎn)基本裝置
    2.3 黃酒發(fā)酵溫度控制工藝
        2.3.1 黃酒發(fā)酵溫度特性分析
        2.3.2 發(fā)酵過程溫度的控制難點
        2.3.3 溫度控制系統(tǒng)的基本要求
    2.4 黃酒發(fā)酵控制系統(tǒng)方案設(shè)計
    2.5 本章小結(jié)
3 溫度控制算法理論與仿真
    3.1 PID控制基礎(chǔ)
        3.1.1 PID控制原理
        3.1.2 PID參數(shù)常用整定方法
    3.2 模糊控制的理論基礎(chǔ)
        3.2.1 模糊控制的基本特點
        3.2.2 模糊控制的基本理論
    3.3 發(fā)酵溫度模糊PID控制器的設(shè)計
    3.4 發(fā)酵罐溫度數(shù)學(xué)模型的建立
    3.5 Matlab仿真研究
        3.5.1 Matlab簡介
        3.5.2 Simulink中模糊PID控制器的創(chuàng)建
        3.5.3 Simulink中搭建控制器模型
        3.5.4 參數(shù)的整定
        3.5.5 控制算法的模擬運行
    3.6 本章小結(jié)
4 系統(tǒng)下位機的設(shè)計
    4.1 PLC概述
        4.1.1 PLC的組成與結(jié)構(gòu)
        4.1.2 PLC的工作原理
    4.2 S7-200PLC編程軟件和仿真軟件簡介
    4.3 下位機的硬件設(shè)計
        4.3.1 硬件系統(tǒng)的組成與控制方式
        4.3.2 輸入輸出點數(shù)的設(shè)計
        4.3.3 PLC及其擴展模塊的選型
        4.3.4 PLC輸入和輸出回路設(shè)計
        4.3.5 傳感器的選型
        4.3.6 電動調(diào)節(jié)閥的選擇
    4.4 測溫點的分布
    4.5 PLC程序的設(shè)計
    4.6 模糊控制在PLC中的實現(xiàn)過程
    4.7 基于S7-200PLCSIM的系統(tǒng)模擬仿真
    4.8 本章小結(jié)
5 上位機監(jiān)控界面的設(shè)計
    5.1 組態(tài)王簡介
    5.2 監(jiān)控系統(tǒng)的功能
    5.3 組態(tài)王與下位機的通信
    5.4 監(jiān)控界面的開發(fā)過程
        5.4.1 監(jiān)控系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)
        5.4.2 監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)和展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
附錄
個人簡介
致謝



本文編號：3809215