基于rslogix5000的生物发酵控制系统设计

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1、密级：学校代码:10075分类号：学号:20131375工程硕士学位论文基于RSLogix5000的生物发酵控制系统设计学位申请人：苑一明指导教师：王培光教授学位类别：工程硕士学科专业：控制工程授予单位：河北大学答辩日期：二〇一五年五月ClassifiedIndex：CODE：10075U.D.C：NO：20131375ADissertationfortheDegreeofM.EngineeringBiologicalfermentationcontrolsystemdesignbasedonRSLogix5000Candidate:YuanYimingSupervisor:Prof

2、.WangPeiguangAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ControlEngineeringUniversity:HebeiUniversityDateofOralExamination:May,2015摘要摘要生物发酵作为当代生物技术产业的重要组成部分，已被普遍用于食品、制药等各个领域，并显示出良好的发展前景和巨大的市场潜力。但由于生物发酵过程是一种复杂的生化反应过程，控制变量众多且相互关联度较大。本文根据生物发酵的流程特点和当今国内市场的切实需要，在总结国内外相关研究的基础上，针对非线性、时变、大滞后的

3、发酵过程，将传统PID控制技术融入到了生物发酵控制系统中。主要对发酵过程中的温度、PH值、溶解氧浓度的控制算法进行研究，控制效果基本达到满意水平。本文以河北大学生命科学学院SY3000生物发酵过程主要参数为被控模型，使用Logix控制器实现了对其的仿真与控制。控制系统由仿真模型、控制模块、通信组件和监控程序构成。使用RSLogix5000功能块编程设计了生物发酵系统的模型，包括了反应过程中温度、PH值和溶氧等参数，并设计了PID控制程序，分别实现了对相关模型的控制。最后通过对仿真控制系统的监控调试，整定了最优的控制参数。本文的工作重点主要包括：对主要参数进行机理分析、测量与控制，发酵

4、过程系统的总体设计，罗克韦尔控制系统的设计。本发酵控制系统对发酵过程进行实时监测、优化操作，不仅能避免人工操作的不确定因素，提高自动化水平，而且能够对发酵过程中主要参数进行有效控制。关键词生物发酵过程控制ControlLogix平台IAbstractAbstractBiologicalfermentationisanimportantpartofmodernbiotechnologyindustry,ithasbeenwidelyusedinvariousfieldssuchasfood,pharmaceuticals,etc.,anditshowsgoodprospectsandh

5、ugemarketpotential.Butasaresultofbiologicalfermentationprocessisacomplexbiochemicalreactionprocess,thecontrolvariablesarenumerousandmutualcorrelationdegreeisbig,Inthispaper,accordingtothebiologicalfermentationprocessfeaturesandpracticalneedintoday'sdomesticmarket,onthebasisofsummarizingthedomes

6、ticandforeignrelatedresearch,fornonlinear,time-varying,biglagofthefermentationprocess,thetraditionalPIDcontroltechnologyisbeenusedintothefermentationcontrolsystem.Itismainlystudiedbasicresearchforfermentationtemperature,PHvalue,dissolvedoxygenconcentrationintheprocessofcontrolalgorithm,reacheda

7、satisfactorylevel.ThispapertakestheSY3000mainparametersincollegeoflifescienceinHebeiuniversityastheaccusedofbiologicalfermentationprocessmodel,usingLogixcontrollerimplementsforitssimulationandcontrol.Controlsystemconsistsofasimula