清漆生產(chǎn)集散控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真.pdf

1、清漆是用于家庭裝修中最主要的漆種之一，它廣泛的涂刷于家具、地板、門窗及汽車等表面。清漆生產(chǎn)屬于精細(xì)化工產(chǎn)品生產(chǎn)的范疇，工藝過程極為復(fù)雜。目前，清漆生產(chǎn)多以間歇生產(chǎn)為主。間歇反應(yīng)釜作為清漆的主要生產(chǎn)設(shè)備，包括了所有批量過程控制的難點(diǎn)，涵蓋了順序控制、邏輯控制、回路控制的所有控制概念。為了高效的進(jìn)行生產(chǎn)，必須對(duì)間歇生產(chǎn)過程中最重要的反應(yīng)釜溫度參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確控制，其控制品質(zhì)的好壞將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。同時(shí)，釜內(nèi)聚合反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理復(fù)雜，使得

2、間歇生產(chǎn)過程具有時(shí)變、非線性、大時(shí)滯的特點(diǎn)。因此，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)釜溫度的精確控制是間歇生產(chǎn)過程的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
　　本文根據(jù)某廠清漆生產(chǎn)的工藝流程和控制要求，設(shè)計(jì)了一套由操作站、控制站、過程控制網(wǎng)等硬件構(gòu)成的間歇生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)。利用AI-T8000集散控制系統(tǒng)通過現(xiàn)場(chǎng)傳感器獲取生產(chǎn)過程中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，由控制站對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，并輸出相應(yīng)的控制命令;利用操作站工控機(jī)上運(yùn)行的Wizcon Supervisor完成監(jiān)控畫面的設(shè)計(jì)，使操

3、作人員能夠?qū)崟r(shí)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行高速與有效的監(jiān)視和控制;操作站和控制站之間通過過程控制網(wǎng)進(jìn)行信息和控制信號(hào)的傳輸。
　　本文在設(shè)計(jì)控制方案時(shí)，使用梯形圖(LD)編寫了各項(xiàng)常規(guī)控制程序，并通過結(jié)構(gòu)化文本(ST)編寫了程序中需要調(diào)用的功能塊。常規(guī)控制程序的設(shè)計(jì)需要以生產(chǎn)系統(tǒng)的控制原理為依據(jù)，本文詳細(xì)地介紹了1號(hào)和8號(hào)清漆生產(chǎn)子系統(tǒng)以及溶劑泵系統(tǒng)的控制原理。另外，本文還介紹了在常規(guī)控制程序中需要調(diào)用的各自定義功能塊，包括信號(hào)輸入處理功能塊、

4、流量累計(jì)功能塊、溫度曲線設(shè)定功能塊、分程控制功能塊和泵起?？刂乒δ軌K。
　　最后，為了研究反應(yīng)釜的控制方法，我們利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立了反應(yīng)釜神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，再根據(jù)模型非線性的特點(diǎn)，采用增益調(diào)度PID控制方法對(duì)反應(yīng)釜溫度控制過程進(jìn)行仿真，并將它與采用常規(guī)PID控制方法的仿真結(jié)果進(jìn)行比較。仿真結(jié)果表明，根據(jù)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立的模型能夠比較準(zhǔn)確地反應(yīng)輸入量與反應(yīng)釜溫度之間的關(guān)系，同時(shí)針對(duì)此模型采用的增益調(diào)度PID控制方法能夠較好地完成對(duì)反應(yīng)釜溫