【導(dǎo)讀】果糖結(jié)晶過(guò)程的控制操作卻由經(jīng)驗(yàn)豐富的操作工人根據(jù)個(gè)人操作技巧和。果糖經(jīng)驗(yàn)來(lái)控制果糖結(jié)晶過(guò)程，降低了產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量。因此，結(jié)晶工序成為果糖生。而也決定著制糖產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)此本系統(tǒng)研究了如何實(shí)現(xiàn)果糖結(jié)晶自動(dòng)化控制。線通過(guò)PID來(lái)控制系統(tǒng)的溫度，以此來(lái)控制結(jié)晶罐的溫度。采用智能控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)結(jié)晶的自動(dòng)化控制。確定性的特點(diǎn)，本文充分利用PID控制精度高的特點(diǎn)，將PID控制和PLC控制相結(jié)合，約能源和提高產(chǎn)品質(zhì)量。

　　

【正文】 C 協(xié)議和通訊診斷 技術(shù)術(shù)語(yǔ) OPC(OLE for Process Contro1)是指嵌入式過(guò)程控制標(biāo)準(zhǔn)，是用于服務(wù)器／客戶端鏈接的統(tǒng)一而開(kāi)放的接口標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范。 OPC接口提供數(shù)據(jù) 源，并以標(biāo)準(zhǔn)方式將數(shù)據(jù)傳輸至任何客戶機(jī)應(yīng)用程序的機(jī)制。不同的供應(yīng)商的硬件存在不同的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議， OPC作為一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提供了工業(yè)環(huán)境中信息交換的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)軟件接口，在多機(jī)種 環(huán)境中的系統(tǒng)集成就變得十分簡(jiǎn)便。在引入 OPC 時(shí)， OLE這一術(shù)語(yǔ)被用于Microsoft的整個(gè)元件體系結(jié)構(gòu)。 OLE的原始形式代表 的是 在復(fù)合文檔中嵌入對(duì)象機(jī)制 。今天， OPC應(yīng)當(dāng)被稱(chēng)為用作進(jìn)程控制的 COM(元件對(duì)象模型 )。 COM是 Windows操作系統(tǒng)的核心元件， COM是在同一臺(tái)計(jì)算上但屬于不同程序的目標(biāo)之間進(jìn)行通訊的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，控制幾種軟件元件之間的相互作用。通過(guò)使用 COM， OPC服務(wù)器成為與部分 Windows操作系統(tǒng)相似的成分，因此與文件名稱(chēng)、存儲(chǔ)位置和版本無(wú)關(guān)。 OPC體系結(jié)構(gòu)是一個(gè)客戶機(jī)一服務(wù)器模型，在 Microsoft技術(shù)術(shù)語(yǔ)中，服務(wù)器是提供服務(wù)的元件。在 OPC模型中， OPC服務(wù)器元件向 OPC對(duì)象提供一個(gè)接口。 OPC客戶機(jī)是存取OPC服務(wù)器進(jìn)程數(shù)據(jù)、訊息和 檔案的應(yīng)用程序。 OPC客戶機(jī)應(yīng)用程序通過(guò)指定的 OPC定制和自動(dòng)化接口與 OPC服務(wù)器通訊。 因而， 0PC為自動(dòng)化層的典型現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接工業(yè)應(yīng)用程序和生產(chǎn)管理程序提供了一個(gè)理想的方法。 OPC技術(shù)增強(qiáng)動(dòng)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(guò)能力及實(shí)現(xiàn)即插即用的優(yōu)點(diǎn)，是一種標(biāo)準(zhǔn)化的、便捷的、可靠的方法。采用這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)后，針對(duì)硬件的驅(qū)動(dòng)程序不再由軟件開(kāi)發(fā)商開(kāi)發(fā)，而是由硬件開(kāi)發(fā)商根據(jù)硬件的特征提供統(tǒng)一的 OPC接口程序。由于硬件開(kāi)發(fā)商對(duì)自己的硬件特征了如指掌，從而能夠最大限度地挖掘硬件的潛力，提高驅(qū)動(dòng)程序的性 能。采用 OPC標(biāo)準(zhǔn)后，由硬件開(kāi)發(fā)商提供統(tǒng)一的 OPC接口程序，從而避免了開(kāi)發(fā)重復(fù)性，使開(kāi)發(fā)費(fèi)用大大降低。 通過(guò) PPI 和 OPC 協(xié)議實(shí)現(xiàn)通信 PPI 協(xié)議是西門(mén)子 S7200 系列 PLC 常用通信協(xié)議。 由于西門(mén)子公司 S7200 系列PLC 比監(jiān)控組態(tài)軟件 WinCC 推出晚，因此 WinCC 中沒(méi)有集成 S7200 系列 PLC 的通信驅(qū)動(dòng)程序 ， WinCC 不能直接監(jiān)控 S7200 系列 PLC 組成的控制系統(tǒng)。 S7200 系列PLC 的通信協(xié)議也不公開(kāi)，應(yīng)用第三方軟件編制監(jiān)控程序也有問(wèn)題。 S7200 OPC Server 是西門(mén)子 公司推出的專(zhuān)為解決上位機(jī)監(jiān)控 S7200 系列 PLC控制系統(tǒng)的 OPC服務(wù)器軟件，內(nèi)嵌 PPI 協(xié)議， 最多可以同時(shí)讀取 8臺(tái) S7200 PLC 目標(biāo)系統(tǒng) 的過(guò)程 數(shù)據(jù) 。因此， WinCC 可以 利用自身 OPC 服務(wù)器或客戶端的驅(qū)動(dòng)， 通過(guò) OPC 方式訪問(wèn) S7200 OPC Server 軟件 ， 與 S7200 系列 PLC 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換 。數(shù)據(jù)傳輸示意圖 （ 41）。 天津工程師范學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 圖 41 數(shù)據(jù)傳輸示意圖 1） 軟硬件要求如下： ① S7200系列 PLC。 ② PC／ PPI電纜。 ③安裝 S7200 OPC Server軟件。 ④安裝 WinCC 件。 2）連接 在控制面板中設(shè)定 PG／ PC 接口參數(shù)。在 Access Point of the Application 中選擇Micro/ WIN PC/PPI Cable。 3）設(shè)置 S7200 OPC Server S7200 PC Access的網(wǎng)絡(luò)地址使用安裝時(shí)的默認(rèn)值： O， 增加新 PLC(PLC1)、文件夾（ NET1）和項(xiàng)目（ ITEM1??），如下圖 （ 42） 所示 。 圖 42 PC ACCESS 建立 數(shù)據(jù) 鏈接圖 鼠標(biāo)將建立的數(shù)據(jù)拖拽到 [測(cè)試客戶機(jī) ]欄中；下拉菜單 [狀態(tài) ]啟動(dòng)測(cè)試客戶機(jī)，測(cè)試所建 項(xiàng)目，如果 [質(zhì)量 ]顯示“好”，表示通訊數(shù)據(jù)正確；文件保存之。否則要檢查接口或者重新設(shè)置 。 天津工程師范學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 4） WinCC 的設(shè)置 在 WinCC變量管理器中添加一個(gè)新的驅(qū)動(dòng)程序，新的驅(qū)動(dòng)程序選擇 。在 OPC GROUP中新建一個(gè)連接。打開(kāi)屬性，選擇 OPC Group Setting。 OPC服務(wù)器名稱(chēng)為 。然后在新添加的連接中新建變量。變量的 Item Name與 S7200系列 PLC中用于監(jiān)控的變量名對(duì)應(yīng)。 5） 優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：該方法連接簡(jiǎn)單、硬件投資少、可以讀寫(xiě) S7200 系列 PLC 中所 有存儲(chǔ)區(qū)域。缺點(diǎn)：通信速度比較慢、需要 OPC 軟件及相應(yīng)授權(quán)、系統(tǒng)擴(kuò)展不方便。應(yīng)用場(chǎng)合：用于低速、實(shí)時(shí)性要求不高以及系統(tǒng)投資資金有限的系統(tǒng)。 WinCC 的過(guò)程值歸檔 設(shè)計(jì) ： (1) 循環(huán)選擇的過(guò)程值歸檔：事件驅(qū)動(dòng)，連續(xù)過(guò)程值歸檔，例如，在規(guī)定的時(shí)間階段監(jiān)視一個(gè)過(guò)程值。 (2） 非循環(huán)過(guò)程值歸檔：事件 過(guò)程值歸檔，例如，在緊急的超過(guò)極限條件的場(chǎng)合，歸檔一個(gè)當(dāng)前的過(guò)程值。 (3） 壓縮的歸檔：壓縮各個(gè)歸檔變量或全部過(guò)程值歸檔，例如將每分鐘歸檔的過(guò)程值壓縮成每小時(shí)的平均值 。 （ 1）打開(kāi)變量記錄編輯器。在 WinCC項(xiàng)目管理器的瀏覽窗口中，單擊“變量記錄”。 （ 2）創(chuàng)建歸檔。右擊“變量記錄”編輯器的瀏覽窗口中的“歸檔向?qū)А薄０凑障驅(qū)е械恼f(shuō)明寫(xiě)入歸檔名稱(chēng)和類(lèi)型，選擇歸檔要?dú)w檔的變量。創(chuàng)建完成后，可以看見(jiàn)歸檔變量的屬性，例如“變量類(lèi)型”，“采集類(lèi)型”等，單擊可改變屬性。最后，修改完畢后保存并退出。 WinCC的圖形系統(tǒng)提供兩個(gè) ActiveX控件用于顯示過(guò)程值歸檔：一個(gè)以表格的形式顯示；另一個(gè)以趨勢(shì)的形式顯示。這里只講述趨勢(shì)的形式顯示。 在“對(duì)象選項(xiàng)板”中選擇“控件 ”的“ WinCC Online Trend Control”。雙擊這個(gè)控件可以看到其內(nèi)部屬性，設(shè)置完成后，打開(kāi) WinCC 的項(xiàng)目管理器中的“計(jì)算機(jī)”中的“啟動(dòng)”，將“變量記錄運(yùn)行系統(tǒng)”的選項(xiàng)選中，激活運(yùn)行畫(huà)面，可以在控件中看到過(guò)程值的變化。 天津工程師范學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 控制系統(tǒng)的監(jiān)控圖像 自動(dòng)控制系統(tǒng)的監(jiān)控圖像如圖 43 所示： 圖 43自動(dòng)控制系統(tǒng)的監(jiān)控圖像 圖 43 自動(dòng)控制系統(tǒng)的監(jiān)控圖像 天津工程師范學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 結(jié) 論 ，說(shuō)明了果糖的研究 的 內(nèi)容、目的以及 研究意義。 ，深入研究自動(dòng)控制系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)控制系統(tǒng)的影響，熟悉實(shí)驗(yàn)控制 過(guò)程。 3． 優(yōu)化了果糖冷卻結(jié)晶工藝，優(yōu)化條件為：晶種添加量為 2%，初始過(guò)飽和度為，添加乙醇前降溫速率為 ℃ /h，乙醇對(duì)水的添加量為 （ v/v），Span60 添加量為 100mg/kg，添加乙醇后降溫程序?yàn)椋?52℃至 46℃為 ℃ /h， 46℃至 43℃為 ℃ /h， 43℃至 35℃為 ℃ /h， 35℃至 25℃為 ℃ /h，降至 25℃。提糖率為 %，平均粒徑為 m。 力學(xué)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在本實(shí)驗(yàn)的結(jié)晶設(shè)備和結(jié)晶條件下，果糖的成核動(dòng)力學(xué)級(jí)數(shù)與生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)級(jí)數(shù)之比為 ，不利于晶體的生長(zhǎng)；果糖漿的過(guò)飽和度對(duì)果糖的生長(zhǎng)速率的影響存在臨界值 ，當(dāng)過(guò)飽和度低于此值時(shí)，生長(zhǎng)速率隨過(guò)飽和度的增加而增加，過(guò)飽和度高于此值時(shí)，自發(fā)成核不可控制，生長(zhǎng)速率迅速降低；溫度對(duì)果糖的生長(zhǎng)速率影響規(guī)律不明顯， 40℃和 45℃時(shí)，果糖晶體生長(zhǎng)速率較高， 50℃時(shí)由于發(fā)生了不可控制的自發(fā)成核，生長(zhǎng)速率下降。 ，實(shí)驗(yàn)室制備的結(jié)晶果糖的純度超過(guò)了 購(gòu)自某公司的結(jié)晶果糖，但粒徑特征較差，平均粒徑偏小，為 m，粒徑分布較寬。 S7 200 與監(jiān)控組態(tài)軟件 WinCC 的連接設(shè)計(jì)，并且研究了監(jiān)控的相關(guān)知識(shí)。 天津工程師范學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 參考文獻(xiàn) [1] 楊瑞金 .純結(jié)晶果糖的性質(zhì)及其應(yīng)用 [J].冷飲與速凍食 業(yè) ,1997(1):2729 [2] 張力田 .果糖產(chǎn)品的發(fā)展 [J].食品與發(fā)酵工業(yè)， 1998， 24（ 1） :5155 [3] 高振鵬 ,岳田利 ,袁亞宏等 .果糖生產(chǎn)技術(shù)和應(yīng)用研究進(jìn)展 [J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版 ),:187190 [4] 熊 偉 ,張健 .低聚果糖 (FOS)—— 超強(qiáng)雙歧因子 [J].西部探礦工程 ,2020（ 12） :292294 [5] 顧民杰 ,郭林 ,姚紅燕 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