基于PLC的模糊PID復合控制在熱泵干燥控制系統(tǒng)中的應用.pdf

1、針對目前我國蔬菜干燥加工過程當中存在的問題和不足，本課題將熱泵干燥技術、SCADA技術和自動檢測技術應用于蔬菜的干燥加工過程當中，開發(fā)并設計了一個精確的熱泵干燥控制系統(tǒng)，對蔬菜的干燥加工過程進行實時監(jiān)測和調(diào)控。
　　 主要進行了以下幾個方面的工作:
　　 (1)設計了一個精確的熱泵干燥控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由熱泵干燥裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)組成。熱泵干燥裝置由壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器、輔助電加熱器、風機以及箱式干

2、燥器等組成。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由傳感器、PLC和模擬量模塊組成，傳感器將采集到的溫度、濕度、風速等模擬量信號傳輸?shù)絇LC模擬量輸入模塊，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后由PLC將數(shù)字信號換算成相應的工程值并儲存;選用PPI通信協(xié)議，建立上位機計算機和下位機PLC之間的通信，OPC服務器將通過通信獲取數(shù)據(jù)，并在上位機人機界面上實時顯示。監(jiān)控系統(tǒng)由上位機的監(jiān)控功能和下位機的自動控制功能組成，下位機PLC作為現(xiàn)場控制級，利用STEP7編程軟件編寫的用戶程序?qū)崿F(xiàn)P

3、LC完成監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理、回路控制和模糊PID復合控制算法執(zhí)行等功能，從而使熱泵干燥裝置可以按照操作人員的設定要求自動完成開機、設備控制、故障檢測和保護、關機等工作過程;上位機計算機作為管理級，采用組態(tài)軟件開發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)作為人機界面實現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時記錄和處理，包括數(shù)據(jù)實時顯示、數(shù)據(jù)歸檔、干燥參數(shù)設定、干燥控制、報警信息查詢和顯示等功能。
　　 (2)基于熱泵干燥環(huán)境是一個非線性、大慣性和時變性的系統(tǒng)，采用常規(guī)的控制方法難以

4、到達滿意的效果，編程設計了不依賴被控對象數(shù)學模型的模糊PID復合控制器。以溫度偏差和溫度偏差變化率作為輸入?yún)?shù)，運用模糊PID復合算法進行推理，能實時跟蹤被控對象的動態(tài)特性，實現(xiàn)對熱泵干燥過程的精確控制。
　　 (3)選用胡蘿卜為干燥物料進行多組實驗，驗證熱泵干燥裝置的工作性能。實驗結果表明熱泵干燥裝置運行正常，溫濕度控制精確、穩(wěn)定，風機頻率恒定，風速小幅波動，熱泵系統(tǒng)的供熱量能及時變化，溫度達到設定溫度后能達到穩(wěn)定。