【正文】 圍 +4— +20mA ② 1～ 4：平均采樣數(shù)，缺省設(shè)定值為 8 ③ 5～ 8： A/D 值 ④ 29：錯誤狀態(tài) ⑤ 30： 特殊功能模塊的 識別碼（ K2020） 420MA 的輸入信號經(jīng) 4AD 轉(zhuǎn)化為 01000 的數(shù)字，則 PLC 所控制的輸入溫度、流量 信號由 01000 的數(shù)字來表示。在控制器中將數(shù)字信號通過PID 運算輸出變成 032767 的數(shù)字量，再將此數(shù)字量轉(zhuǎn)換成 01000 的數(shù)字量信號，再將數(shù)字量信號送到模擬量輸出模塊中，變成的模擬量信號來控制控制調(diào)節(jié)閥。 PLC 硬件連線圖 12 圖 22 PLC硬件連接圖 The connection of the plc hardware PLC 中數(shù)據(jù)的處理 硬件的 A/D、 D/A 接口，實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換，可編程控制器就可以方便的處理模擬量。 噴霧干燥過程 計算機控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 通過以上對 PLC 的了解和第一章所確定的控制方案，對 噴霧干燥 計算 機控制系統(tǒng)進行 PLC 的硬件設(shè)計。 (6)在實驗室模擬調(diào)試用戶程序。 (2)確定選用的 PLC 機型。 由圖 21 所示 PLC 實質(zhì)上是一種工業(yè)控制用的計算機 。 PLC具有通用性強、使用方便、適應(yīng)面廣、可 靠 性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。與個人計算機的 PC相區(qū)別，用 PLC 表示。 噴霧干燥過程雙重控制系統(tǒng)設(shè)計 9 圖 14噴霧干燥的雙重控制系統(tǒng) Spraydrying system of dual control 噴霧干燥過程中，操縱變量的選擇十分重要。同時，在 偏差減 小的同時，雙重控制系統(tǒng)又充 分發(fā)揮了副控制器緩慢的調(diào)節(jié)作用， 從根本上 消除偏差，并使 2y 回復到設(shè) 定值 2R ， 這就使系統(tǒng)具有較好的靜態(tài) 性能。為此，雙重控制系統(tǒng)中，常選時間常數(shù)盡量小的快響應(yīng)通道來提高系統(tǒng)的工作頻率。11+ s s = 0COGG（ ） （ ） （ 14） 由上述假設(shè)可以得到 21 2 1 2 1 1+ + + + + 1 = 0C O CT T T T K K T K K（ ） s （ ） s （ ） （ 15） 與兩階標準形式比較，可得 1 2 112++2 COO T T K K TTT???? ?（ ） （ 16） 工作頻率 噴霧干燥過程雙重控制系統(tǒng)設(shè)計 7 2= 1CS O? ? ?? （ 17） 當衰減比取相同時 ，有 =??? ，因此有 1 2 112++= +CS C OST T K KTTT?? = 11121+1+COKKTT （ 18） 當控制系統(tǒng)正常運行時 ,應(yīng)滿足總回路增益為正，即應(yīng)有 110COKK? 因此有 CSS?? 。 在開環(huán)條件下，與慢響應(yīng)的單回路控制系統(tǒng)相比，雙重控制系統(tǒng)的開環(huán)零點增加（ 22n+nmm ）個。 系統(tǒng)分析 從整體看，雙重控制系統(tǒng)仍是一個定值控制系統(tǒng) ,由于增加了一個具有快速響應(yīng)的回路，使它具有一些特殊的功能。 2 sGo（ ） = 1 sGo（ ） 2 sGo（ ） 。 2 sOG （ ） ，分別是主、副廣義對象的傳遞函數(shù)。雙重控制系統(tǒng)是綜合這些操縱變量的優(yōu)點，克 服各自弱點進行優(yōu)化控制的。這類控制系統(tǒng)不止一個控制器，其中一個控制器輸出作為另一個另一個控制器的測量信號。處理易燃易爆或有毒物料時，要有相應(yīng)的安全措施。因此，應(yīng)考慮在適當?shù)奈恢冒惭b必要的控制調(diào)節(jié)裝置和測量儀表等。 確定設(shè)計方案的原則 確定設(shè)計方案，要遵循 下列原則： 滿足工藝要求。也就是達到臨界點以后，霧滴表面逐漸形成干殼，干殼 隨時間的增加而增厚，水分從液滴內(nèi)部通過干殼向外擴散的速度也隨之大為降低，亦即蒸發(fā)速率逐漸降低，這財物料表面溫度將高于熱空氣的濕球溫度、這一階段就是降速干燥階段。 3 霧滴干燥（水分蒸發(fā)）。在塔底最熱的干燥空氣與最干的顆粒相接觸，因此對于能經(jīng) 受高溫、需要含水量低和松密度較高的非熱敏性物料，用逆流系統(tǒng)操作 合適。 霧滴和空氣的接觸方式不同，對于干燥室內(nèi)的溫度分布、液滴和顆粒的運動軌跡、物料在干燥室中的停留時間以及產(chǎn)品質(zhì)量都有很大影響。如果噴出的霧滴大小很不均勻，就會出現(xiàn)大顆粒還未達到干燥要求，小顆粒卻已干燥過度而變質(zhì)。從這四個階段，可以了解到噴 霧 干燥的某些特點，現(xiàn)分別說明如下。高能耗除了因干燥本身需要大量的熱量去蒸發(fā)水分或者其它溶劑外，大部分干燥工藝的熱效率偏低也是一個重要因素。 計算機 雙重控制系統(tǒng)，具有友好的人機界面，方便直觀的實現(xiàn)了對指標 溫度的監(jiān)控和操作。 本計算機 雙重 控制系統(tǒng)設(shè)計主要包含四部分： 第一部分是 干燥過程 計算機控制方案的確定 ，主要包括： 干燥 過程 的工藝流程、 控制要求及擾動分析、 雙重 控制方案的 分析 、控制方案具體的設(shè)計過程。噴霧干燥過程雙重控制系統(tǒng)設(shè)計 1 噴霧干燥過程雙重控制系統(tǒng)設(shè)計 前 言 本畢業(yè)設(shè)計（ 計算機雙重 控制系統(tǒng) 上位機程序 設(shè)計， Computer Dual Control System and Computer Programming） 為噴霧干燥過程的雙重控制 系統(tǒng)。 第二部分是 干燥過程 控制系統(tǒng) PLC 控制的實現(xiàn) ，主要包括： 可編程控制器簡介、 PLC 的特點及作用、 PLC 控制系統(tǒng) 工程設(shè)計的方法和步驟以及 計算機 PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計步驟和注意問題、軟件設(shè)計流程圖和梯形圖設(shè)計?？刂菩Ч哂辛己玫姆€(wěn)定性和準確性，為方便對系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，控制系統(tǒng)有手動和自動兩種模式，并且之間的切換是無擾動的。 噴霧干燥是一種已被業(yè)界廣泛接受的干燥工藝，其特點是可以把初始狀態(tài)為含固的液體通過特殊設(shè)計的霧化 器物化后再與干燥介質(zhì)接觸，在短時間內(nèi)完成蒸發(fā)干燥而獲得干燥的產(chǎn)品。 1 料液霧化。因此，使料液霧化所用的霧化器是噴霧干燥的關(guān)鍵部件。 在并流系統(tǒng)中，最熱的干燥空氣和水分含量最大的霧滴接觸，因而水分迅速蒸發(fā)，霧涌表面溫度接近 于空氣的濕球溫度，同時空氣溫度也顯著降低，因此從霧滴到干燥成品的整個歷程中，物料的溫度不高，這對于熱敏性物料的干燥是特別有利的。此外，在逆流系統(tǒng)中，全過程的平均溫度差和分壓差較大，停留時間較長 ，有利于傳熱傳質(zhì)，熱的利用率也高。 噴霧干燥時，物料也經(jīng)歷著恒速干燥和降速干燥兩個階段，這與物料在常規(guī)干燥設(shè)備中所經(jīng)歷的歷程完全相同。 4 干燥產(chǎn)品與空氣分離。 所確定的流程和設(shè)備，必須保證產(chǎn)品的質(zhì)量能達到規(guī)定的要求，而且質(zhì)量要穩(wěn)定。 經(jīng)濟上要合理。確定設(shè)計方案時，應(yīng)采取有效措施防 止環(huán)境污染。 系統(tǒng)操縱變量的選取需從操作優(yōu)化的要求 綜合考慮。 雙重 控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù) 圖 11 雙重 控制的基本結(jié)構(gòu) dual control of the basic structure 圖 11 是雙重控制系統(tǒng)的框圖。通常主對象是具有快速響應(yīng)的過程。 與串級控制系統(tǒng)相比，雙重控制系統(tǒng)少用了一個變送器，而多用了一個控制閥。 a) 1 sCG（ ） 2 sCG（ ） 2 sGo（ ） 1 sGo（ ） 1r + _ _ + 2r 21y=u 2u + + 1y 1 sCG（ ） 1 sGo（ ） 2 sCG（ ） 39。而他們的位置可由 2 sCG（ ） 參數(shù)的改變而得到調(diào)整，所以品質(zhì)得到改善，穩(wěn)定性得到提高。這表明，雙重控制系統(tǒng)的工作效率提高了，且隨著 11COKK值的增大而增大。 （ 3）動靜結(jié)合，快慢結(jié)合，“急則治標，緩則治本”。由 于雙重控制系統(tǒng)較好的解決 了動靜的矛 盾，達到了操作優(yōu)化的目的 8 圖 13 雙重控制系統(tǒng)響應(yīng)曲線 Fig13 Response curve of a dual control system 噴霧干燥過程 計算機 雙重 控制系統(tǒng)方案 本畢業(yè)設(shè)計的噴霧干燥過程的雙重控制系統(tǒng)如 圖 14 所示。調(diào)節(jié)過程如下： 圖中， 1V 是進料量控制閥，由于它受前工序來料的影響，一般不能控制； 2V 是旁路冷風量控制閥，它具有快速響應(yīng)的特性，但經(jīng)濟性較差； 3V 是蒸汽量控制閥，它具有工藝合理的優(yōu)點，但動態(tài)響應(yīng)慢。專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。 PLC 的結(jié)構(gòu) 從結(jié)構(gòu)上分， PLC 分為固定式和組合式（模塊式）兩種。 圖 21 PLC硬件系統(tǒng)簡化框圖 Block diagram of PLC connection PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計步驟 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計步驟： (1)根據(jù)被控對象的控制要求，確定整個系統(tǒng)的輸入、輸出設(shè)備的數(shù)量，從而確定 PLC 的 I/O點數(shù)，包括開關(guān)量 I/O、模擬量 I/O 以及特殊功能模塊等。 噴霧干燥過程雙重控制系統(tǒng)設(shè)計 11 (3)建立 I/O 分配表，繪制 PLC 控制系統(tǒng)的輸入、輸出接線圖。 (7)進入現(xiàn)場聯(lián)機調(diào)試用戶程序。 PLC 的選擇 選擇三菱 FX2N48MR 的 PLC，及其 4AD 和 4DA 模塊。圖說明模擬量處理的流程。 噴霧干燥過程 計算機控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 PLC 控制流程圖 為了達到 干燥過程間接指標溫度 的控制要求，通過對控制過程的分析，建立 PLC 控制程序的流程圖。 4AD的模塊初始化程序如下： 4DA的主要緩沖區(qū)定義： 噴霧干燥過程雙重控制系統(tǒng)設(shè)計 15 ① 0： 輸出模式選擇， 寫入十六進制 4位數(shù)字 HOOOO 使各通道初始化， 其中： 0代表設(shè)定輸出范圍 10+10V 1代表設(shè)定輸出范圍 +4+20mA 2代表設(shè)定輸出范圍 20+20mA 3代表關(guān)閉該通道 將 BFM0=H1111，其