【正文】 持在介穩(wěn)區(qū)的過飽和度范圍內(nèi)，提高降 溫速率可以提高晶體生長速率，縮短結(jié)晶時間，提高生產(chǎn)效率。它也是一個IT及商務(wù)集成的平臺。將一個對象連接到一個內(nèi)部變量或一個過程組是非常簡單的。智能向?qū)еС肿詣由沙Ｓ玫膭討B(tài)并將其分配給對象。3）對象的基本動態(tài)操作在對象屬性的“動態(tài)列”可通過動態(tài)對話框、C動作、VBS動作，變量四種方式來實現(xiàn)對象的動態(tài)化，動態(tài)對話框、C動作、VBS動作通過設(shè)置觸發(fā)器來決定更新周期，變量通過“當(dāng)前”列中指定更新周期。今天，OPC應(yīng)當(dāng)被稱為用作進(jìn)程控制的COM(元件對象模型)。OPC技術(shù)增強(qiáng)動態(tài)服務(wù)器接口能力，易完成異種系統(tǒng)的互聯(lián)，具有提高數(shù)據(jù)通過能力及實現(xiàn)即插即用的優(yōu)點，是一種標(biāo)準(zhǔn)化的、便捷的、可靠的方法。因此，WinCC 可以利用自身 OPC 服務(wù)器或客戶端的驅(qū)動，通過 OPC 方天津工程師范學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 26式訪問 S7200 OPC Server 軟件，與 S7200 系列 PLC 實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。3）設(shè)置 S7200 OPC ServerS7200 PC Access的網(wǎng)絡(luò)地址使用安裝時的默認(rèn)值：O，增加新PLC(PLC1)、文件夾（NET1 ）和項目（ITEM1……） ，如下圖（42 ）所示。變量的Item Name與S7200系列PLC 中用于監(jiān)控的變量名對應(yīng)。在WinCC項目管理器的瀏覽窗口中，單擊“變量記錄”。在“對象選項板”中選擇“控件”的“WinCC Online Trend Control”。 S7 200 與監(jiān)控組態(tài)軟件 WinCC 的連接設(shè)計，并且研究了監(jiān)控的相關(guān)知識。，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在本實驗的結(jié)晶設(shè)備和結(jié)晶條件下，果糖的成核動力學(xué)級數(shù)與生長動力學(xué)級數(shù)之比為 ，不利于晶體的生長；果糖漿的過飽和度對果糖的生長速率的影響存在臨界值 ，當(dāng)過飽和度低于此值時，生長速率隨過飽和度的增加而增加，過飽和度高于此值時，自發(fā)成核不可控制，生長速率迅速降低；溫度對果糖的生長速率影響規(guī)律不明顯，40℃和 45℃時，果糖晶體生長速率較高，50℃時由于發(fā)生了不可控制的自發(fā)成核，生長速率下降。WinCC的圖形系統(tǒng)提供兩個ActiveX 控件用于顯示過程值歸檔：一個以表格的形式顯示；另一個以趨勢的形式顯示。(3）壓縮的歸檔：壓縮各個歸檔變量或全部過程值歸檔，例如將每分鐘歸檔的過程值壓縮成每小時的平均值。OPC服務(wù)器名 。2）連接在控制面板中設(shè)定 PG／PC 接口參數(shù)。S7200系列 PLC 的通信協(xié)議也不公開，應(yīng)用第三方軟件編制監(jiān)控程序也有問題。OPC客戶機(jī)應(yīng)用程序通過指定的OPC定制和自動化接口與OPC 服務(wù)器通訊。在引入OPC 時，OLE 這一術(shù)語被用于Microsoft 的整個元件體系結(jié)構(gòu)。不同對象類型有不同的默認(rèn)屬性，如果對某個對象類型要建立多個對象，一個一個地修改就比較費(fèi)時，可以采用更改對象類型的默認(rèn)對象屬性，將鼠標(biāo)指向“對象選項板”，右擊需要修改的對象，從快捷菜單選擇“屬性”菜單項，打開“對象屬性”窗口，更改對象屬性。應(yīng)用分組對象，圖形編輯器能直接改變各個對象的特性，而不必首先將它們?nèi)∠M合。例如，您可以改變工具欄和選項板，您可定義顏色和規(guī)定程序的基本設(shè)定值。借助于其模塊化的設(shè)計，能以靈活的方式加以擴(kuò)展。結(jié)晶過程的其它條件為：90%純度果糖漿，初始過飽和度為 ，晶種添加量為 2%，乙醇對水的添加量為 （v/v） ，Span60 添加量為 100mg/kg，添加乙醇后降溫速率為：52℃至 43℃為 ℃/h；43℃至 38℃為 ℃/h，38℃至 35℃為 ℃/h。結(jié)晶過程的其它條件為：90%純天津工程師范學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 21度 果糖漿，初始過飽和度為 ，添加乙醇前降溫速率為 ℃/h，乙醇對水的添加量為 （v/v） ，Span60 添加量為 100mg/kg，添加乙醇后降溫速率為：52℃至 43℃為 ℃/h；43℃至 38℃為 ℃/h，38℃為 35℃以 ℃/h。(C)表示加有晶種而迅速冷卻的情形。圖 33 果糖在不同比例乙醇溶液中的溶解度和粘度果糖冷卻結(jié)晶工藝的影響因素較多，而且果糖結(jié)晶操作對這些工藝參數(shù)的要求十分嚴(yán)格，對其中任一條件的控制不佳都將導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量低劣。 果糖飽和水溶液具有極高的粘度，50℃時達(dá)到 3600cp，而 50℃的蔗糖飽和水溶 液粘度僅為 100cp 左右[52]。所謂介穩(wěn)區(qū)寬度是指物系的超溶解度曲線與溶解度曲線之間的距離，其垂直距離代表最大過飽和度△Cmax，其水平距離代表最大過冷卻度△θmax。某溫度下，溶質(zhì)析出的濃度稱為極限過飽和度，不同溫度下溶質(zhì)的極限過飽和度構(gòu)成了超溶解度曲線，超溶解度曲線和溶解度曲線之間的部分就是介穩(wěn)區(qū)。在眾多關(guān)于果糖結(jié)晶的專利中，冷卻結(jié)晶又分為兩種：在水中結(jié)晶和在含溶劑的水溶液中結(jié)晶，后者實際上是冷卻結(jié)晶與溶析結(jié)晶的結(jié)合。 由標(biāo)樣知果糖的保留時間為 min，葡萄糖的保留時間為 。(9)降溫 2：不天津工程師范學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 17斷緩慢降溫，為果糖結(jié)晶提供推動力。(2)活性炭脫色：%（對糖漿固形物）粉末活性炭，65℃脫色 20min。為了使實驗條件盡量接近實際結(jié)晶操作，降溫速率選取 1℃/h，攪拌速率選取10rpm。然而成本上升、操作復(fù)雜化及產(chǎn)品粒度特征差是這種結(jié)晶操作的缺點。要查表首先要在單片機(jī)的 ROM 區(qū)建立一個電阻—溫度分度表，在檢測值的范圍內(nèi)均勻選擇若干個標(biāo)定點，標(biāo)定的點數(shù)越多則表格越大，對系統(tǒng)的描述也越精確。：這種接法增加了用于 A/D 采樣的補(bǔ)償線，三線制接法消除了連接導(dǎo)線電阻引起的測量誤差，這種接法適用于中等測溫距離的場合。天津工程師范學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 11表 25 響應(yīng)曲線法參數(shù)整定表控制規(guī)律 c?（秒）i?（秒）d???p?/? ?D? p2 ? 1PID參數(shù)設(shè)置的監(jiān)控界面臥式結(jié)晶罐 1PID 參數(shù)設(shè)置的監(jiān)控界面如圖 24 所示：圖 24 臥式結(jié)晶罐 1PID 參數(shù)設(shè)置的監(jiān)控界面 果糖結(jié)晶自動控制系統(tǒng)硬件設(shè)計它的電阻—溫度關(guān)系的線性度非常好，在200～650℃溫度范圍內(nèi)線性度已經(jīng)非常接近直線。表 23 4：1 衰減曲線法參數(shù)計算 調(diào)節(jié)器參數(shù)調(diào)節(jié)規(guī)律 /%k?Ti/min Td/minP sPI s?PID s? s表 24 10：1 衰減曲線法參數(shù)計算 調(diào)節(jié)器參數(shù)調(diào)節(jié)規(guī)律 /%k?Ti/min Td/minP 39。具體步驟： 1）在系統(tǒng)閉環(huán)情況下，將積分時間置最大，微分時間置零，比例度一般取 100%。步驟：1）在系統(tǒng)閉環(huán)的情況下，將調(diào)節(jié)器的積分時間置最大，微分時間置零，比例度天津工程師范學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 9一般為 100%。（5）輸出模擬量的數(shù)值轉(zhuǎn)換子程序（UNSCALE）在對模擬量進(jìn)行 PID 運(yùn)算后，對輸出的控制作用是在[0～1]范圍的標(biāo)準(zhǔn)化值，為能夠驅(qū)動實際的驅(qū)動裝置，必須將其轉(zhuǎn)換成工程實際值。 PID主程序各模塊介紹 程序流程圖，如下圖 23 所示。4 SP雙字實數(shù)輸入 設(shè)定值，必須在 至 范圍內(nèi)。PID 控制原則基于以下公式(21)，其中將輸出 M(t)表示為比例項、pvse??積分項和微分項的函數(shù)： (21)dtedtet Dintalc **)(0I ????????其中： 作為時間函數(shù)的回路輸出；)(t比例增益；c 回路偏差（設(shè)定值和進(jìn)程變量之間的差別） ；e為積分項增益；IK為微分項增益；D回路輸出的初始值。天津工程師范學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 3——溶析結(jié)晶工藝。這樣，經(jīng)驗豐富的煮搪師傅可準(zhǔn)確地控制操作，但這樣的操作技術(shù)只可意會不可言傳，學(xué)習(xí)費(fèi)時，操作技術(shù)因人而異，差別相當(dāng)大，先進(jìn)經(jīng)驗和成績很難鞏固推廣，煮糖人才的培養(yǎng)也受到限制。煮糖時間可縮短 35%一40%，可大大減輕工人的勞動強(qiáng)度，還可節(jié)省人力，并且煮出的糖膏質(zhì)量好，晶粒均勻。在整個生產(chǎn)過程中，壓榨、提汁、分離和分蜜這幾個工段都基本上實現(xiàn)了自動化，但蒸發(fā)、煮制工段長期以來都是依靠富有經(jīng)驗的工人監(jiān)守控制，沒有實現(xiàn)自動化。 在制糖工業(yè)中，走在世界前列的有丹麥、美國、法國、澳大利亞等國，這些發(fā)達(dá)國家的糖廠基本上實現(xiàn)了自動化生產(chǎn)，同時也是糖的消費(fèi)大國。 研究內(nèi)容 .......................................................................................................................................22 自動控制系統(tǒng)的設(shè)計 .............................................................................................................................3 西門子可編程邏輯控制器 S7200 的 PID 應(yīng)用 .............................................................4 PT100 的特性 .............................................................................................................................10 調(diào)節(jié)閥 V2100 .............................................................................................................................1臥式結(jié)晶罐的對比曲線 .....................................................................................................133果糖冷卻結(jié)晶工藝的優(yōu)化設(shè)計 .........................................................................................................14 前言 ..............................................................................................................錯誤！未定義書簽。因此，結(jié)晶工序成為果糖生產(chǎn)過程中的決定性工序，這一工序工作結(jié)果的好壞直接決定著果糖的產(chǎn)量和質(zhì)量，從而也決定著制糖產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。研究和分析，一: 本系統(tǒng)的輸入信號為糖漿的溫度，且控制系統(tǒng)的輸入是按照經(jīng)驗曲線通過 PID 來控制系統(tǒng)的溫度，以此來控制結(jié)晶罐的溫度。目前，蔗糖生產(chǎn)過程中除煮糖工序外的其它工序，如甘蔗壓榨、蔗汁清凈等都已經(jīng)基本實現(xiàn)了自動化。我國制糖工業(yè)還處于一種手工操作的狀態(tài)。但是極大的提高了制糖的成本，不能有效的利用原有的設(shè)備和發(fā)揮我國勞動力優(yōu)勢，因此，在原有設(shè)備基礎(chǔ)上實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化，獲得一種對煮糖過程實行在線檢測和動態(tài)調(diào)整的控制系統(tǒng)是非常必要而有意義的。結(jié)晶過程自動化是一個包括有真空度、粘稠度、母液過飽和度、蒸汽壓力、液位等的調(diào)節(jié)及結(jié)晶過程的程控(或自控)、顯示、遠(yuǎn)程操作等復(fù)合控制系統(tǒng)。但這個方法因使用的儀器不夠完善，控制需要人力較多，控制的要求比較嚴(yán)格，操作比較煩瑣。圖 21 結(jié)晶自動控制系統(tǒng)圖本系統(tǒng)的輸入信號為循環(huán)水的溫度，且溫度按照經(jīng)驗曲線（圖 22 所示）控制系統(tǒng)的溫度，以此來控制結(jié)晶罐的溫度。intal?天津工程師范學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 6在 PLC 中，實際使用公式（22）的改進(jìn)公式（23） )(*/)(*/)(* 1nsdis PVXPVSPVS ????????????（23）式中： 為采樣時間，單位為秒；s? 為積分時間，單位為分鐘；i 為微分時間，單位為分鐘；d 為第 n 個采樣時刻的進(jìn)程變量；PV 為第 n1 個采樣時刻的進(jìn)程變量；1? 為第 n 個采樣時刻的設(shè)定值。16 sT雙字實數(shù)輸入 采樣時間，單位為秒，必須為正數(shù)。圖 23 PID 程序流程圖（1）主程序（main）主程序完成兩項任務(wù)：一個是調(diào)用參數(shù)初始化子程序（SBR_1） ，在 PLC 運(yùn)行的第一個掃描周期，完成 PID 參數(shù)初始化；另一個是不斷調(diào)用實驗子程序（SBR_2） ，來執(zhí)行不同的實驗算法。以上具體程序代碼請見附錄。表 22 臨界比例度法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)經(jīng)驗公式 調(diào)節(jié)器參數(shù)調(diào)節(jié)規(guī)律 /%k?Ti/min Td/minP 2 kPI ? k?PID k3）讀出 和 ，根據(jù)表 22 的經(jīng)驗公式求出調(diào)節(jié)器的 、 、 。s?s?4）當(dāng)采用 10：1 衰減比時，讀取上升時間 和比例度 ，按表 34 計算參數(shù)。s?PID 39。 Pt100 測溫原理Pt100 是電阻式溫度傳感器，測溫的本質(zhì)其實是測量傳感器的電阻，通常是將電阻的變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流等模擬信號，再將