中药生产浓缩工段控制系统的研制

作     者：徐扬 

作者单位：中南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：粟梅

授予年度：2006年

学科分类：1008[医学-中药学(可授医学、理学学位)] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 10[医学] 

主      题：中药生产 浓缩工段 DMC-PID串级控制 智能控制系统 

摘      要：本课题属于国家计委重点科技攻关项目(计高技[2002]2141号)和哈药慈航制药有限公司重点科技攻关项目。 本论文的研究工作主要围绕中药生产浓缩工段智能控制装置的研究、开发而展开，涵盖了中药生产浓缩工段的机理分析，数学模型的建立，DMC—PID控制方法的研究和浓缩工段智能控制装置的设计开发等主要内容。 中药生产浓缩过程是一个多变量耦合、时变非线性、大时延的复杂系统，并且存在着不确定干扰。为了达到产品质量的一致性，需要精确地控制各调节阀、开关阀状态，从而达到对蒸发速度、温度、压力等参数的有效控制。 本文简要介绍了浓缩工艺生产过程，并进行了机理分析，针对系统特点，提出用DMC—PID串级控制算法来实现对蒸发速度的优化控制。此算法在处理复杂的非线性强干扰对象控制问题时具有很大优势，其外环DMC算法采用工程上便于测量的阶跃响应作为参考模型，其具有良好的鲁棒性和跟踪性能，而其内环PID算法良好的抗干扰性同时又弥补了DMC算法的不足。DMC—PID串级控制算法对中药生产浓缩过程非常适用。 在理论研究的基础上，着眼于中药生产整个过程的自动控制，以工控机为核心，结合相应的传感器、阀门、数据采集卡等设备，研制了一套浓缩工段自动化智能控制系统。现场调试运行结果表明，该系统反应灵敏，工作稳定可靠，各项指标均达到或超过规定的国家标准，同时有效地控制了浓缩产物的质量，提高了浓缩工段的工作效率。