中药干燥装置的PLC控制系统的研究

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1、摘要中医、中药是中华民族几千年来留给世界人民的宝贵遗产。随着化学药品开发难度的加大及人们对其毒副作用的认识，国际市场对中药的需求逐渐加大，每年大约270亿美元。世界上有70个国家、40多个大医药公司致力于中药研究。我国每年中药出口约4亿美元，所占市场份额很低。造成这一局面的主要因素之一是我国中药干燥技术落后。为改变这一现状，我国已把“中药现代化和产业化”列入“九．五”计划重中之重项目；随着国内中药制药的蓬勃发展和规模化要求，对于药品干燥过程及其计算机控制显得同益重要。热泵是一种能够从低温热源吸取热量，并使其在较高温度下作为有用热能加以利用

2、的装置。不受外界气候条件的影响，一年四季均在同一条件下平稳运行，无环境污染问题。其能量利用率高，运行费用低。本课题对中草药干燥的各种方法进行了比较分析，提出将热泵技术用于中草药的干燥，并对其可行性进行了论述及验证。设计了可直接用于生产的热泵干燥实验装置。实验证明，其低温干燥，不会产生氧化及化学分解等现象，能够很好地保障被干燥药品的品质，颜色、外观形态及有效成分等。用西门子公司$7-200系列的PLC控制热泵干燥装置，控制过程引入模糊控制机理和模糊PID参数整定方法，增强了系统对不确定因素的适应性。采用上、下位机来实现对热泵干燥系统运行过程

3、中各个重要工况参数(温度、湿度、风速以及药品重量等)的监测、调控，可以减少人工监测、调控的失误，减少系统调节滞后，提高系统的调节精度和灵敏度，经试验可以得到较好的控制效果。利用此装置，测定干燥过程曲线和干燥速率曲线，实验数据可以为药材干燥过程整个工艺的实施提供参考。将检测、传感及控制技术结合起来应用于热泵干燥，能够实现对干燥加工过程的全自动控制，降低操作成本和干燥能耗，提高药品品质，从而弥补我国在中草药干燥方面的不足。本文第一章介绍了国内外关于中草药的干燥现状和干燥方法；第二章介绍了热泵的工作原理和热泵的应用情况以及热泵用于中草药干燥的可

4、行性；第三章介绍了本课题的热泵干燥装置的结构、工作过程，设计了其测控系统，包括S7—200PLC的应用，监控变量及其检测元件的选择和电路连接等：第四章针对被控对象的特点，控制过程引入模糊控制和模糊PID参数整定，着重介绍了模糊规则的选取和实施；第五章利用S7—200及WinCC组态软件，实现热泵干燥装置在线监测、控制，建立友好的人机界面，上述控制算法的实现过程，并详细介绍了s7．200的编程及WinCC的组态过程：第六章对试验中的一组数据进行分析，证明此热泵干燥装置的测控系统完全可以直接用于中草药的干燥生产中：第七章对作者所做的工作进行总

5、结，并形成自己进一步开展工作的方向。关键词：中草药热泵干燥模糊控制可编程控制器PROFIBUS干燥曲线ABSTRACTChinesemedicineandTraditionalChinesemedicinearevaluablelegaciesthatChinesenationleavesforthepeopleoftheworldforthousandsofyears．Developincreasingofthedegreeofdifficultyandpeople’Sunderstandingoftheirpoisonoussidee

6、ffectwiththechemicalmedicines，thedemandfortheTraditionalChineseMedicineofinternationalmarketisstrengthenedgradually，about27billiondollarseveryyear．70countries，morethan40bigpharmaceuticalsaredevotedtostudyingtheTraditionalChineseMedicineintheworld．TheannualTraditionalChine

7、seMedicineexportofourcountryisabout400milliondollarsandmarketshareisverylow．OneofthemainsfactorsisthatdryintechniqueoftheTraditionalChineseMedicineofourcountryisbackward．Forchangecurrentsituation，’’TraditionalChineseMedicinemodernizationandindustrializationarealreadyliste

8、dthemostimportantprojectof‘‘9．5～PlanAstheflourishingdevelopmentandlarge-scalerequirementofdomest