【正文】 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(dāng)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(dāng)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?? 。 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 sOG （ ） ，分別是主、副廣義對象的傳遞函數(shù)。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。因此，應(yīng)考慮在適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b必要的控制調(diào)節(jié)裝置和測量儀表等。也就是達(dá)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(kuò)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。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。如果噴出的霧滴大小很不均勻，就會出現(xiàn)大顆粒還未達(dá)到干燥要求，小顆粒卻已干燥過度而變質(zhì)。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。 本計算機(jī) 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(jī)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。 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(jī) 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。 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。因此，使料液霧化所用的霧化器是噴霧干燥的關(guān)鍵部件。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。 4 干燥產(chǎn)品與空氣分離。 經(jīng)濟(jì)上要合理。 系統(tǒng)操縱變量的選取需從操作優(yōu)化的要求 綜合考慮。通常主對象是具有快速響應(yīng)的過程。 a) 1 sCG（ ） 2 sCG（ ） 2 sGo（ ） 1 sGo（ ） 1r + _ _ + 2r 21y=u 2u + + 1y 1 sCG（ ） 1 sGo（ ） 2 sCG（ ） 39。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。由 于雙重控制系統(tǒng)較好的解決 了動靜的矛 盾，達(dá)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(jī) 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。專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。 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。 (7)進(jìn)入現(xiàn)場聯(lián)機(jī)調(diào)試用戶程序。圖說明模擬量處理的流程。 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(jìn)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，其中： CH1：設(shè) 定輸出范圍 +4+20mA，用來控制 蒸汽 流量閥 CH2 設(shè)置同 CH1， 用來控制冷空氣流量閥 CH CH4 設(shè)置同 CH1 ② 1～ 4：通道 D/A 值 ③ 5：數(shù)據(jù)保持模式 ④ 29：錯誤狀態(tài) ⑤ 30：特殊功能模塊的識別碼（ K3020） 4DA 的模塊初始化程序為： 指標(biāo) 溫度 PID 控制 16 流量 PID 控制 噴霧干燥過程雙重控制系統(tǒng)設(shè)計 17 手自動切換控制 如上圖溫度、流量的 PID 控制程序中， M50、 M51 實現(xiàn)系統(tǒng)的手自動切換。 MCGS 組態(tài)軟件所建立的工程由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五部分構(gòu)成，每一部分分別進(jìn)行組態(tài)操作，完成不同的工作，具有不同 的特性。 運行策略 運行測略窗口主要完成工程運行流程的控制。編制菜單分兩步進(jìn)行，第一步首先搭建菜單的框架，第二步再對各級菜單命令進(jìn)行功能組態(tài)。 編寫程序調(diào)試工程 利用調(diào)試程序產(chǎn)生的模擬數(shù)據(jù)，檢查動畫顯示和控制流程是否正確。 歷史曲線窗口 :歷史曲線 ,通過歷史 曲線構(gòu)件實現(xiàn) . 報警顯示窗口：報警數(shù)據(jù)，通過報警顯示構(gòu)件實現(xiàn)。 （ 2）單擊“新增對象” 按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)對象列表中，增加新的數(shù)據(jù)對象，系統(tǒng)缺省定義的名稱為“ Data1”、“ Data2”、“ Data3”等（多次點擊該按鈕，則可增加多個數(shù)據(jù)對象）。 （ 2） 點擊工具條中的“工具箱”圖標(biāo)，打開“設(shè)備工具箱”。 （ 4） 單擊“確認(rèn)”即可。參照實時報表部分相關(guān)內(nèi)容制作： 列表頭，分別為：采集時間、 干燥塔指標(biāo)溫度 、 蒸汽 流量 、冷空氣流量 。但對大量數(shù)據(jù)僅做定量的分析還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，必須根據(jù)大量的數(shù)據(jù)信息，畫出曲線，分析曲線的變化趨勢并從中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)變化規(guī)律，曲線處理在工控系統(tǒng)中也是一個非常重要的部分。顏色為 :綠色 .曲線 3 對應(yīng)表達(dá)式設(shè)為 : ft1。 模擬調(diào)試 利用 MCGS 提供的內(nèi)部模擬模塊進(jìn)行各部分功能仿真，不斷的調(diào)試和各種屬性的修改，組態(tài)運行達(dá)到了工程的要求。 （ 2）串口父設(shè)備設(shè)置： FX232設(shè)備必須掛接在串口父設(shè)備下，串口父設(shè)備在通用設(shè)備構(gòu)件中。 三菱 FX232 PLC 設(shè)備構(gòu)件把 PLC 的通道分為只讀，只寫，讀寫三種情況，只讀用于把 PLC 中的數(shù)據(jù)讀入 到 MCGS 的實時數(shù)據(jù)庫中，只寫通道用于把 MCGS實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)寫入到 PLC中，讀寫則可以從 PLC 中讀數(shù)據(jù)，也可以往 PLC中寫數(shù)據(jù)。 按“確認(rèn)”后則把添加的 寄存器顯示到表格中，重復(fù)以上操作可以完成您所要的各種繼電器或寄存器。 噴霧干燥 計算機(jī)控制系統(tǒng)的實驗仿真調(diào)試 利用實驗室里過程綜合自動化控制系統(tǒng)實驗平臺 THSA 和液位裝置上進(jìn)行模擬仿真調(diào)試。 當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運行后，突加階躍擾動（將給定量增 /減 5％－ 15％），觀察系統(tǒng)的輸出響應(yīng)曲線。 （ 6）通過實驗室的聯(lián)機(jī)模擬調(diào)試，該系統(tǒng)達(dá)到了良好的控制效果。 （ 2）不屬于上述原因，則可能是有故障，解決的辦法有：在內(nèi)部屬性頁添加通道時，盡量連續(xù)添加。模擬量信號的傳送應(yīng)采用屏蔽線，屏蔽層應(yīng) 一端或兩端接地，接地電阻應(yīng)小于屏蔽層電阻的 1/10。 計算機(jī)控制系統(tǒng)下位機(jī)通過 PLC 的控制來實現(xiàn)，具有良好的穩(wěn)定性和準(zhǔn)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。 通過本次畢業(yè)設(shè)計，熟悉了 噴霧干燥過程 的工藝流程及控制方案， MCGS 組態(tài)軟件編程方法和三菱 PLC軟件編程，硬件接口線路的設(shè)計方法， MCGS 組態(tài)和三菱 PLC 設(shè)計的步驟和方法。在可靠性要求很高或電源干擾特別嚴(yán)重的環(huán)境中，可以安裝一臺帶屏蔽層的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾。對于位寄存器也是如此，位寄存器一次讀或?qū)?512 個位， 32 個字。若系統(tǒng)通信不正常，則根據(jù)常見故障分析查找原因。 4. 利用實驗室水箱液位代替溫度、流量進(jìn)行調(diào)試 （ 1）根據(jù)設(shè)計要求，進(jìn)行硬件接線。程序調(diào)試如下： 1. 通過設(shè)置各個通道將 MCGS 與 PLC 連通。操作完成后，按“確認(rèn)”退出。 本設(shè)備構(gòu)件可操作 PLC的： X 輸入繼電器 (位操作只讀 ) ； Y輸出繼電器 (位操作，可讀可寫 )； M 中間繼電器 (位操作，可讀可寫 )； D 變量存儲器 (字，雙字，浮點，可讀可寫 )，對其他的寄存器請使用 D寄存器，或 M 繼電器導(dǎo)動。通信參數(shù)必須設(shè)置成與 PLC 的設(shè)置一樣。 32 4 噴霧干燥過程雙重 控制系統(tǒng)的調(diào)試 計算機(jī)與 PLC 之間的通訊 基于組態(tài)軟件的 PLC 仿真系統(tǒng)組成的結(jié)構(gòu)如圖 41所示 : 圖 41控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 Structure of control system ,微型計算機(jī)與下位機(jī) PLC 通過 RS232 串行接口用通信電纜相聯(lián)接 ,通過編程軟件把已完成的控制程序下載到 PLC。如圖 3－ 12所示 : 圖 3－ 12 構(gòu)件屬性設(shè)置 Component attribute 歷史曲線 歷史曲線構(gòu)件實現(xiàn)了歷史數(shù)據(jù)的曲線瀏覽功能。 具體制作步驟如下： （ 1）雙擊進(jìn)入“實時曲線”用戶窗口。 (4) 點擊菜單欄中的“表格”菜單，選擇“合并表元”項，所選區(qū)域會出現(xiàn)反斜杠。所謂數(shù)據(jù)報表就是根據(jù)實際需要以一定格式將統(tǒng)計分析后的數(shù)據(jù)記錄顯示和打印出來，如：實時數(shù)據(jù)報表、歷史數(shù)據(jù)報表（班報表、日報表、月報表等）。 （ 5）雙擊“串口通訊設(shè)備”，在下方出現(xiàn)