【正文】 長(zhǎng)滯后大的問(wèn)題，溫度串級(jí)控制技術(shù)應(yīng)用，有效地抑制慣性、遲延性的影響，并且魯棒性強(qiáng)的特點(diǎn)，改善了控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)，該系統(tǒng)把主要的擾動(dòng)包含在副控回路中，通過(guò)副控回路的調(diào)節(jié)作用，在擾動(dòng)影響到主控回路被調(diào)參數(shù)之前，大大地削弱了擾動(dòng)作用的影響，這種控制方法在熱處理，化工，機(jī)械加工，金屬冶煉等行業(yè)中也具有廣泛的用途和推廣價(jià)值。解老師指引我論文寫(xiě)作的方向和架構(gòu)，并對(duì)本論文初稿進(jìn)行逐字批閱，指正出其中誤謬之處，使我有了思考的方向，她的循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪，她的嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)，將一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣。另外，要感謝在大學(xué)期間所有傳授我知識(shí)的老師，是你們的悉心教導(dǎo)使我有了良好的專(zhuān)業(yè)課知識(shí)，這也是論文得以完成的基礎(chǔ)。此次論文的完成既為大學(xué)生涯劃上了一個(gè)完美的句號(hào)，也為將來(lái)的人生之路做好了一個(gè)很好的鋪墊。s procedure is designed according to the control request by users. What kind of control request, what kind of user39。 設(shè)計(jì)人：孟曉華 2012年6月1日附 錄The technology about Programmable Logic Controller Programmable Controller, because the early time mainly applies in the switch quantity control, therefore also is called PLC (Programmable Logic Controller), is the programmable logical controller. The modern programmable controller is taking the microprocessor as a foundation, integrates highly the new industry control device, and is a product which puter technology and the industry control technology unify. PLC since has been published, passes through 20 years development oneself after the industry control class product something that bees most receives wele. It the reason that high speed develops, besides industrial automation objective demand, but also some many unique merits. In it good solution industry control domain the universal care reliable, safe, nimble, has been convenient, question and so on economy.1. Basic principle of the programmable logic controller PLC is because of the electronic puter, and is suitable for the electric controller of the work on the spot of industry. It es from continuing the electric control device, but as continuing the electric device, realize control through the physics course of the circuit, is it operate on produce, PLC of memory is it is it happen message vary and realize control to enter to go on leaning against mainly. The PLC work process is the cyclical circulation scanning work process. The user program or other input device inputs deposits through the programming in the PLC user memory. When PLC starts the movement, the CPU basis system monitor routine stipulation order, through the scanning, pletes various entrance points condition gathering or datain gathering, the user program execution, various entrance points condition renewal, the programming enters the response and the demonstration renews, and function and so on CPU selfchecking. (1) The programmable controller realizes the main point of control. Is it happen information vary, reliable physics realize say to be PLC realize two basic main points of control to enter. Is it happen information vary by is it store on procedure, PLC of memory realizing to operate to enter. PLC procedure has systematic procedures of the manufacturer (can39。在工作中要學(xué)會(huì)與人合作的態(tài)度，認(rèn)真聽(tīng)取別人的意見(jiàn)，這樣做起事情來(lái)就可以事半功倍。 論文的順利完成，也離不開(kāi)其它各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。23(12)：167～170．[14]劉久斌，李德桃．電廠鍋爐燃燒系統(tǒng)的模糊免疫PID控制[J]．動(dòng)力工程，2005，25(5)：673～675．[15]、仿真及控制的研究[D].北京化工大學(xué)碩士論文，2005,67～74.[16]Wood R W,Berry M Composition Control of a Binary Distillation Column[P] Chemical Engineering Science (S00092509),1973,(28)1707～1717.[17]—P串級(jí)控制研究[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2010,36(1).[18]黃克謹(jǐn)?shù)?，精餾塔通用動(dòng)態(tài)仿真軟件及其在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]，系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào),1994,6(4):49～56.[19],[20]張葛祥,:清華大學(xué)出版社,[21]吳旭光,楊惠珍,王新民,計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)[M]北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008致 謝 經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的查資料、整理材料、寫(xiě)作論文，今天終于可以順利的完成論文的最后的謝辭了，時(shí)光匆匆飛逝，四年多的努力與付出，隨著論文的完成，終于讓我在大學(xué)的生活得以劃上完美的句號(hào)。 （2) 有干擾的串級(jí)控制仿真?副回路加干擾的仿真框圖： 副回路加干擾串級(jí)控制仿真框圖 副回路加干擾串級(jí)控制仿真曲線圖?主回路加干擾的仿真框圖： 主回路加干擾串級(jí)控制仿真框圖 主回路加干擾串級(jí)控制仿真曲線圖，當(dāng)干擾作用在副回路或主回路時(shí)，系統(tǒng)出現(xiàn)干擾的信號(hào)波，隨后又達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)，而且過(guò)渡時(shí)間較短，偏差較小，由此可說(shuō)明此控制方案具有較強(qiáng)的抗干擾能力，可以取得令人滿意的控制效果。（1）無(wú)干擾串級(jí)控制仿真仿真框圖： 無(wú)干擾串級(jí)控制仿真框圖根據(jù)經(jīng)驗(yàn)試湊法,經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，Kp1=70，Ki=，Kd=200，Kp2=，曲線衰減效果良好，其過(guò)渡曲線上升時(shí)間，調(diào)節(jié)時(shí)間，超調(diào)量均較小，說(shuō)明精餾塔精餾段的溫度在此控制參數(shù)下能夠較快較穩(wěn)的恢復(fù)到設(shè)定值，即控制效果較為優(yōu)良。仿真的結(jié)果還可以存放到MATLAB的Workspace(工作空間) 里做事后處理。在定義完一個(gè)模型以后,用戶(hù)可以通過(guò)SIMULINK的菜單或MATLAB命令窗口鍵入命令來(lái)對(duì)它進(jìn)行仿真。 SIMULINK包含有Sinks(輸出方式) 、Source(輸入源) 、Linear(線性環(huán)節(jié)) 、Nonlinear(非線性環(huán)節(jié)) 、Connections(連接與接口) 和Extra(其它環(huán)節(jié)) 子模型庫(kù),而且每個(gè)子模型庫(kù)中包含有相應(yīng)的功能模塊。同時(shí),它也具有能在仿真進(jìn)行的過(guò)程中動(dòng)態(tài)改變仿真參數(shù)的功能。用戶(hù)既可直接用方塊圖來(lái)輸入仿真模型,也可用MATLAB 語(yǔ)言編寫(xiě)M 文件來(lái)輸入。SIMULINK 有兩個(gè)明顯的功能: 仿真與連接, 亦即可以利用鼠標(biāo)器在模型窗口上畫(huà)出所需的控制系統(tǒng)模型,然后利用該軟件提供的功能來(lái)對(duì)系統(tǒng)直接進(jìn)行仿真。MATLAB大大降低了對(duì)使用者的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)語(yǔ)言知識(shí)的要求，即使用戶(hù)不懂C或FORTRAN這樣的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，也可使用MATLAB輕易地再現(xiàn)C或FORTRAN語(yǔ)言幾乎全部的功能，從而設(shè)計(jì)出功能強(qiáng)大、界面優(yōu)美、穩(wěn)定可靠的高質(zhì)量程序來(lái)，而且編程效率計(jì)算效率極高。物理仿真則需要進(jìn)行大量的設(shè)備制造，安裝，接線及調(diào)試工作。計(jì)算機(jī)仿真根據(jù)被研究系統(tǒng)的特征可分為倆大類(lèi)：連續(xù)系統(tǒng)仿真及離散事件系統(tǒng)仿真。這時(shí)，就需要對(duì)實(shí)際系統(tǒng)構(gòu)建物理模型或數(shù)學(xué)模型進(jìn)行研究，簡(jiǎn)稱(chēng)仿真。當(dāng)選定測(cè)量變送裝置和執(zhí)行器后，對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)驚醒設(shè)計(jì)和分析研究，也就是對(duì)被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性驚醒分析和研究，然后根據(jù)被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性驚醒控制器的設(shè)計(jì)，以求獲得滿足性能指標(biāo)要求的最優(yōu)控制系統(tǒng)。. 主調(diào)節(jié)器采用PID控制規(guī)律?？梢?jiàn)等效被控過(guò)程的時(shí)間常數(shù)小于被控過(guò)程的時(shí)間常數(shù)，隨著的增大，時(shí)間常數(shù)減小的效果更明顯，副回路的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快的多。 （1）無(wú)化學(xué)反應(yīng)的物料流量關(guān)系 （41） 式中，為密度。用上面方法所獲得的模型也需要在不同工況條件下用實(shí)驗(yàn)修正和驗(yàn)證，最后才能得到較準(zhǔn)確的反映實(shí)際系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的模型。由于系統(tǒng)內(nèi)部如何運(yùn)作不得而知，故稱(chēng)為“黑箱模型”。 (3)簡(jiǎn)化模型從應(yīng)用的角度上講，動(dòng)態(tài)模型應(yīng)在能夠達(dá)到建模的目的，充分反映過(guò)程動(dòng)態(tài)特性的情況下盡可能的簡(jiǎn)單。因此在建立數(shù)學(xué)模型時(shí)需要進(jìn)行一定的假設(shè)。機(jī)機(jī)理建模包括機(jī)理法建模，測(cè)試法建模和半測(cè)試法建模；檢驗(yàn)建模包括階躍響應(yīng)建模，線性回歸建模和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模。 (4)作為模型預(yù)測(cè)控制等先進(jìn)控制方法的數(shù)學(xué)模型。因此，實(shí)際建模時(shí)，必須在模型的簡(jiǎn)化與分析結(jié)果的準(zhǔn)確性之間作出適當(dāng)?shù)恼壑?，這是建模遵循的一條原則。在建模的基礎(chǔ)上，再根據(jù)極大值原理，動(dòng)態(tài)規(guī)劃，反饋、解耦，極點(diǎn)配置、自組織、自適應(yīng)和智能控制等方法，設(shè)計(jì)各種各樣的控制器或控制律。②預(yù)測(cè)或預(yù)報(bào)實(shí)際系統(tǒng)的某些狀態(tài)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。例如工程界在分析設(shè)計(jì)一個(gè)新系統(tǒng)時(shí)，通常先進(jìn)行數(shù)學(xué)仿真和物理仿真實(shí)驗(yàn)，最后再到現(xiàn)場(chǎng)作實(shí)物實(shí)驗(yàn)。 按數(shù)學(xué)模型結(jié)構(gòu)可分為分析的，非分析的和圖論的。第二，它是數(shù)學(xué)上的抽象，在數(shù)值上可以作為公式的應(yīng)用，可以推廣到與原物相近的一類(lèi)問(wèn)題?，F(xiàn)在數(shù)學(xué)模型還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的定義,因?yàn)檎驹诓煌慕嵌瓤梢越o出不同的定義。還可以同時(shí)使用幾種方法。建模是研究系統(tǒng)的重要手段和前提。而數(shù)學(xué)模型則是應(yīng)用數(shù)學(xué)的思想方法、語(yǔ)言和工具,是關(guān)于部分現(xiàn)實(shí)世界和為一種特殊目的而作的一個(gè)抽象的、簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)，是為了解決實(shí)際問(wèn)題而設(shè)計(jì)的關(guān)于“數(shù)、形、算”的一種十分有用的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。動(dòng)態(tài)模型在對(duì)過(guò)程動(dòng)態(tài)的分析和控制中起著舉足輕重的作用。如果采用傳統(tǒng)的控制算法，回流量得不到及時(shí)地調(diào)節(jié)，溫度變化以后才調(diào)節(jié)回流閥門(mén)的開(kāi)度來(lái)改變蒸氣的供給量，產(chǎn)生了過(guò)程上的時(shí)間滯后問(wèn)題，使被控對(duì)象的等效時(shí)間很長(zhǎng)不能及時(shí)地反應(yīng)系統(tǒng)所承受的擾動(dòng)，從而達(dá)不到預(yù)期的控制效果。又由于其非線性、強(qiáng)耦合、質(zhì)量參數(shù)在線檢測(cè)困難等特點(diǎn)，使得精餾塔的自動(dòng)控制問(wèn)題成為過(guò)程控制界研究的熱點(diǎn)[10]。主被控參數(shù)是工藝操作的主要指標(biāo)，允許波動(dòng)范圍很小，一般要求無(wú)靜差，因此，主控制器應(yīng)選PID控制規(guī)律。二次干擾為該系統(tǒng)的主要擾動(dòng)，副控回路有效而快速地克服二次擾動(dòng)的影響。 （5）副控制器 為保證負(fù)反饋，應(yīng)滿足Kc2KvKp2Km20，因Km20，應(yīng)選Kc20，即選用反作用控制器。如果液位是恒定的，只需測(cè)量實(shí)際溫度，并使其與溫度設(shè)定值相比較，利用二者的偏差控制管道上的閥門(mén)就能保持溫度的恒定。而回流量L的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，溫度稍有變化，即可通過(guò)調(diào)節(jié)回流量L加以控制，能夠很好的克服擾動(dòng)[7]。絕大多數(shù)精餾塔當(dāng)塔壓恒定時(shí)采用溫度作為間接質(zhì)量指標(biāo)。對(duì)于多元精餾塔．由于石油化工過(guò)程中精餾產(chǎn)品大多數(shù)是碳?xì)浠衔锏耐滴铩?精餾塔精餾段溫度串級(jí)系統(tǒng)的原理與結(jié)構(gòu) 單回路控制系統(tǒng)能解決工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化過(guò)程的大量參數(shù)定值控制問(wèn)題。串級(jí)控制系統(tǒng)就其主回路來(lái)看，它是一個(gè)定值控制系統(tǒng)，但其副回路對(duì)主調(diào)節(jié)器來(lái)說(shuō)，卻是一個(gè)隨動(dòng)控制系統(tǒng)，主調(diào)節(jié)器能夠根據(jù)對(duì)象操作條件和負(fù)荷的變化情況不斷糾正副調(diào)節(jié)器的給定值，以適應(yīng)操作條件和負(fù)荷的變化。表現(xiàn)更