发酵过程控制课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,发酵过程控制,自控,1101,班,小组成员：田力、李贺、李深,杨雅迪、孟凡豫,发酵过程控制自控1101班,发酵过程控制自控1101班发酵过程控制自控1101班,模拟醋酸发酵过程中的发酵罐：,电机,热水、冷水进口处,换热水出口处,营养物,消沫剂,温度,T,压力、,体积,溶氧量、,PH,值,空气流量,电机,模拟醋酸发酵过程中的发酵罐：电机热水、冷水进口处换热水出口处,模拟醋酸发酵过程中的发酵罐：电机热水、冷水进口处换热水出口处,发酵过程控制,主要的被控参数,控制方式设计,控制器结构的选择,系统组态,发酵过程控制主要的被控参数控制方式设计控制器结构的选择系统组,发酵过程控制主要的被控参数控制方式设计控制器结构的选择系统组,1,、主要的被控参数,1,、温度控制,2,、,PH,控制,3,、泡沫控制,4,、溶氧量控制,5,、补料控制,1、主要的被控参数1、温度控制,1、主要的被控参数1、温度控制1、主要的被控参数1、温度控制,2,、控制方式设计,1,、温度控制,影响发酵温度的主要因素有微生物发酵热、,电机搅拌热、冷却水本身的温度。选择以发酵,罐温度为被控变量，冷却水和热水流量为控制,变量的串级控制方案，可以克服滞后。控制器,反作用 热水阀：气开式 冷水阀：气闭式,温度控制,TC1,TC2,热水,冷水,2、控制方式设计1、温度控制TC1TC2热水冷水,2、控制方式设计1、温度控制TC1TC2热水冷水2、控制方式,副环温度控制器,主环温度控制器,热水阀,副变送器,罐内温度,夹套温度,冷水阀,主变送器,+,+,R,串级控制，夹套中热水与冷水混合，串级双输出，分程控制（冷水、热水），升温加热水，降温加冷水控制器反作用，热水气开，冷水气闭。,+,-,-,-,+-,温度控制,副环温度控制器主环温度控制器热水阀副变送器罐内温度夹套温度冷,副环温度控制器主环温度控制器热水阀副变送器罐内温度夹套温度冷,2,、,PH,控制,分程控制 控制器反作用,酸：气闭式 碱：气开式,加酸,加碱,PH,控制器,2、PH控制加酸加碱PH控制器,2、PH控制加酸加碱PH控制器2、PH控制加酸加碱PH控制器,PH,度控制器,酸阀,变送器,罐内温度对象,碱阀,+,+,R,PH,控制,-,+,-,+-,PH,测量分程控制，控制器反作用，酸气闭，碱气开,PH度控制器酸阀变送器罐内温度对象碱阀+RPH控制-+-+,PH度控制器酸阀变送器罐内温度对象碱阀+RPH控制-+-+,3,、泡沫控制,开关式控制 达到一定液位时，打开控制阀，注入消泡剂（防止溢出）；低于一定液位时，关掉消泡剂,迟滞比较器，防止阀门频繁打开,LC,泡沫控制,消泡剂,3、泡沫控制LC消泡剂,3、泡沫控制LC消泡剂3、泡沫控制LC消泡剂,消泡剂控制器,迟滞比较器,副变送器,液位,+,R,泡沫控制,液位用差压计测量，加入迟滞比较器，形成双位控制（泡沫达到一定高度后自动打开，降到一定高度后停止）,消泡剂控制器迟滞比较器副变送器液位+R泡沫控制液位用差压计测,消泡剂控制器迟滞比较器副变送器液位+R泡沫控制液位用差压计测,4,、溶氧控制,影响溶解氧浓度的主要因素有供给的空气量、搅拌器转速。这里采用了一个串级控制回路，在保证对通入蒸汽量的调节满足溶解氧浓度要求的同时，及时消除了压力波动的影响。,PC,副环，,AC,主环,PT,AC,PC,4、溶氧控制PTACPC,4、溶氧控制PTACPC4、溶氧控制PTACPC,副环压力控制器,主环氧气含量控制器,副变送器,罐内压力,气开阀,主变送器,+,+,R,溶氧控制,氧气浓度测量，,PC,副环，,AC,主环，串级控制。,+,-,-,氧气浓度,副环压力控制器主环氧气含量控制器副变送器罐内压力气开阀主变送,副环压力控制器主环氧气含量控制器副变送器罐内压力气开阀主变送,5,、补料控制,选择前馈控制，输入当前发酵体积、进行时间、二氧化碳的产生速率，输出补料量,根据经验值得出的补料时间曲线、加料模型,补料控制,5、补料控制,5、补料控制5、补料控制,串级控制的整定,一步法,副环设为经验值,投运串级系统,按单回路方法整定,串级控制的整定一步法,串级控制的整定一步法串级控制的整定一步法,单回路整定,4:1,衰减曲线法：,T,值置于最大，,D,置之于最小，比例度,100,渐减小比例度直到出现,4:1,衰减比,单回路整定4:1衰减曲线法：,单回路整定4:1衰减曲线法：单回路整定4:1衰减曲线法：,组态图：,组态图：,组态图：组态图：,控制器结构,温度控制器,控制器结构温度控制器,控制器结构温度控制器控制器结构温度控制器,PH,控制器结构,PH控制器结构,PH控制器结构PH控制器结构,氧气浓度的控制,氧气浓度的控制,氧气浓度的控制氧气浓度的控制,谢谢,发酵过程控制课件,发酵过程控制课件,发酵过程控制,自控,1101,班,小组成员：田力、李贺、李深,杨雅迪、孟凡豫,发酵过程控制自控1101班,发酵过程控制自控1101班发酵过程控制自控1101班,模拟醋酸发酵过程中的发酵罐：,电机,热水、冷水进口处,换热水出口处,营养物,消沫剂,温度,T,压力、,体积,溶氧量、,PH,值,空气流量,电机,模拟醋酸发酵过程中的发酵罐：电机热水、冷水进口处换热水出口处,模拟醋酸发酵过程中的发酵罐：电机热水、冷水进口处换热水出口处,发酵过程控制,主要的被控参数,控制方式设计,控制器结构的选择,系统组态,发酵过程控制主要的被控参数控制方式设计控制器结构的选择系统组,发酵过程控制主要的被控参数控制方式设计控制器结构的选择系统组,1,、主要的被控参数,1,、温度控制,2,、,PH,控制,3,、泡沫控制,4,、溶氧量控制,5,、补料控制,1、主要的被控参数1、温度控制,1、主要的被控参数1、温度控制1、主要的被控参数1、温度控制,2,、控制方式设计,1,、温度控制,影响发酵温度的主要因素有微生物发酵热、,电机搅拌热、冷却水本身的温度。选择以发酵,罐温度为被控变量，冷却水和热水流量为控制,变量的串级控制方案，可以克服滞后。控制器,反作用 热水阀：气开式 冷水阀：气闭式,温度控制,TC1,TC2,热水,冷水,2、控制方式设计1、温度控制TC1TC2热水冷水,2、控制方式设计1、温度控制TC1TC2热水冷水2、控制方式,副环温度控制器,主环温度控制器,热水阀,副变送器,罐内温度,夹套温度,冷水阀,主变送器,+,+,R,串级控制，夹套中热水与冷水混合，串级双输出，分程控制（冷水、热水），升温加热水，降温加冷水控制器反作用，热水气开，冷水气闭。,+,-,-,-,+-,温度控制,副环温度控制器主环温度控制器热水阀副变送器罐内温度夹套温度冷,副环温度控制器主环温度控制器热水阀副变送器罐内温度夹套温度冷,2,、,PH,控制,分程控制 控制器反作用,酸：气闭式 碱：气开式,加酸,加碱,PH,控制器,2、PH控制加酸加碱PH控制器,2、PH控制加酸加碱PH控制器2、PH控制加酸加碱PH控制器,PH,度控制器,酸阀,变送器,罐内温度对象,碱阀,+,+,R,PH,控制,-,+,-,+-,PH,测量分程控制，控制器反作用，酸气闭，碱气开,PH度控制器酸阀变送器罐内温度对象碱阀+RPH控制-+-+,PH度控制器酸阀变送器罐内温度对象碱阀+RPH控制-+-+,3,、泡沫控制,开关式控制 达到一定液位时，打开控制阀，注入消泡剂（防止溢出）；低于一定液位时，关掉消泡剂,迟滞比较器，防止阀门频繁打开,LC,泡沫控制,消泡剂,3、泡沫控制LC消泡剂,3、泡沫控制LC消泡剂3、泡沫控制LC消泡剂,消泡剂控制器,迟滞比较器,副变送器,液位,+,R,泡沫控制,液位用差压计测量，加入迟滞比较器，形成双位控制（泡沫达到一定高度后自动打开，降到一定高度后停止）,消泡剂控制器迟滞比较器副变送器液位+R泡沫控制液位用差压计测,消泡剂控制器迟滞比较器副变送器液位+R泡沫控制液位用差压计测,4,、溶氧控制,影响溶解氧浓度的主要因素有供给的空气量、搅拌器转速。这里采用了一个串级控制回路，在保证对通入蒸汽量的调节满足溶解氧浓度要求的同时，及时消除了压力波动的影响。,PC,副环，,AC,主环,PT,AC,PC,4、溶氧控制PTACPC,4、溶氧控制PTACPC4、溶氧控制PTACPC,副环压力控制器,主环氧气含量控制器,副变送器,罐内压力,气开阀,主变送器,+,+,R,溶氧控制,氧气浓度测量，,PC,副环，,AC,主环，串级控制。,+,-,-,氧气浓度,副环压力控制器主环氧气含量控制器副变送器罐内压力气开阀主变送,副环压力控制器主环氧气含量控制器副变送器罐内压力气开阀主变送,5,、补料控制,选择前馈控制，输入当前发酵体积、进行时间、二氧化碳的产生速率，输出补料量,根据经验值得出的补料时间曲线、加料模型,补料控制,5、补料控制,5、补料控制5、补料控制,串级控制的整定,一步法,副环设为经验值,投运串级系统,按单回路方法整定,串级控制的整定一步法,串级控制的整定一步法串级控制的整定一步法,单回路整定,4:1,衰减曲线法：,T,值置于最大，,D,置之于最小，比例度,100,渐减小比例度直到出现,4:1,衰减比,单回路整定4:1衰减曲线法：,单回路整定4:1衰减曲线法：单回路整定4:1衰减曲线法：,组态图：,组态图：,组态图：组态图：,控制器结构,温度控制器,控制器结构温度控制器,控制器结构温度控制器控制器结构温度控制器,PH,控制器结构,PH控制器结构,PH控制器结构PH控制器结构,氧气浓度的控制,氧气浓度的控制,氧气浓度的控制氧气浓度的控制,谢谢,发酵过程控制课件,发酵过程控制课件,