基于模糊算法的四氟乙烯生产控制系统研究与设计.docx

摘要：四氟乙烯在化工生产中具有重要的意义，而研究四氟乙烯的工艺及化工生产就显得至关重要。在四氟乙烯中的工艺中，对于其系统温度的控制的就尤其关键，四氟乙烯在反应釜中的温度决定这期生产的成品率和生产效率。设计出一套简易的自动化PLC系统来对于四氟乙烯工艺进行研究。

本文中需要对温度系统不断的进行整定来研究出我们想要得到的模型。在MATLAB中利用传统PID控制器对温度检测系统进行分析，由于传统PID检测系统具有滞后性和不稳定性。因此，引进模糊PID控制器，利用模糊PID控制器来再次对于与一阶温度控制系统进行仿真得到等幅震荡曲线。将传统PID和模糊PID进行比较分析，可以发现模糊控制更加优于传统控制。之后在STEP7中进行控制程序的编写。为了化工生产的安全起见，还应该设置安全联锁系统和相关的报警系统，反应釜液位、压力以及煤气罐的检测系统。最后要讲STEP7中的下位机程序在Wincc中进行实现，利用Wincc编写上位机程序，将最后的四氟乙烯生产动态画面进行模拟。这样一个简易的四氟乙烯的生产过程就完成了。

关键词：四氟乙烯生产工艺；传统PID控制器和模糊PID控制器；MATLAB;STEP7和组态软件Wincc

目录

摘要

Abstract

1.绪论-1

1.1课题研究背景及意义-1

1.2国内现状-1

1.3任务-2

1.4工作安排-2

2.四氟乙烯生产工艺以及系统模型的建立-4

2.1四氟乙烯工艺流程简介-4

2.2四氟乙烯生产工艺反应数学模型的建立与简化-7

3.反应釜温度系统控制方案的设计与仿真-9

3.1 两种常用的PID的介绍和使用-9

3.3 PID参数的三种整定方法介绍-10

3.3模糊PID控制-12

3.4模糊PID控制器的设计-13

3.5模糊PID控制器在MATLAB中仿真-17

3.6 两种控制器的控制效果的比较和分析-18

4.硬件选型与软件程序的编写-19

4.1 I/O表统计-19

4.2 S7-300中系统硬件选型-19

4.2.1 CPU选型-19

4.2.1单片机控制单元选型-19

4.2.3 PLC硬件组态-20

4.3工艺流程设定-20

4.3.1工艺控制流程如下：-20

4.4控制程序设计-21

4.4.1 系统顺序控制模块的设计-21

4.4.2 PID控制模块的设计-24

4.4.3符号I/O表-27

5.组态界面设置-28

6.结论-31

参 考 文 献-33

致 谢-34