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摘 要

在现代工业生产中，热工是一门重要的分支。反应器作为热工的核心之一，在生产工艺中具有不可替代的重要作用。温度是反应器的重要参数。在热工生产领域中，多段温度控制是生产过程中的一个关键技术指标。随着计算机技术的日益发展，利用相应的组态软件作为监控反应器的温度，流量等参数成为一种主流趋势。本文利用MCGS组态软件，设计监控系统，能够实时高效的监控反应器的温度。

反应器是温度控制系统的载体，具体变化的发生之处。大部分的反应器在反应时温度具有时间滞后性，实时变化性和非线性变化等特征。针对控制对象的这些热工反应器所常见的特点，设计一个采用模糊PID技术的控制器，具有程序升温系统的控制器和一个基于MCGS组态软件的控制系统平台三个部分。首先我们设计一个采用模糊PID技术的控制器，基于比例，积分，微分模型。然后在程序升温控制的设计中，编写三段函数，分别作用于设置初始温度，控制温度的升降以及终端方式任务函数。最后在此基础上，利用MCGS组态软件构建监控平台，完成对反应器温度的实时监控以及故障预警等功能。

关键词：多段升温 PID MCGS组态 反应器

Multi stage temperature control system of reactor based on MCGS

Abstract

In the production with modern industry, thermal engineering is an very important branch. As one of the core of thermal engineering, reactor plays an irreplaceable role in the production process. Temperature is an important parameter of the reactor. In the field of thermal production, multi-stage temperature control is a key technical index in the production process.With the development of computer technology, it is a main trend to use the corresponding configuration software to monitor the temperature, flow and other parameters of the reactor. In this paper, MCGS configuration software is used to monitor the reactor temperature.

The reactor is the carrier of the temperature control system, where the specific changes occur. Most of the reactors have the characteristics of time lag, real-time change and nonlinear change. According to the common characteristics of these thermal reactors, a fuzzy PID controller is designed, which has three parts: a temperature programmed controller and a control system platform based on MCGS configuration software. First of all, we design a fuzzy PID controller based on proportional, integral and differential models. Then, in the design of temperature control, the parameter function, temperature control function and terminal mode task function are written and set. Finally, on this basis, MCGS configuration software is used to build a monitoring platform to complete the real-time monitoring of reactor temperature and fault warning.

Key words：Multi stage temperature rise； PID； MCGS configuration； reactor

目录

第一章 绪论 2

1.1 选题背景 2

1.2 温度控制 2

1.2.1 温度控制的方式 2

1.2.2温度控制的智能化 3

1.3 温度控制在国内外研究 5

1.4 论文主要工作及内容安排 7

第二章 传统PID控制 8

2.1传统PID控制原理 8

2.1.1比例作用 9

2.1.2积分作用 9

2.1.3微分作用. 9

2.2 PID控制器参数整定方法 10

2.3 传统PID控制器的不足 10

第三章 模糊控制 12

3.1 模糊控制系统的基本组成 12

3.2 模糊控制器的结构 12

3.3 模糊控制的发展及特点 13

3.4 模糊控制系统的分类 13

3.5模糊控制器的设计 14

第四章 模糊PID程序升温控制系统 16

4.1 模糊PID控制系统 16

第五章 多段温度控制监控系统设计 23

5.1 MCGS组态软件介绍 23

5.2 NCGS组态软件的构成 23

5.3 MCGS组态软件的功能和特点 24

5.4 MCGS组态软件的工作方式 25

5.4.1、MCGS的组态与动画效果 25

5.4.2、有效的控制工程运行流程 25

5.4.3、MCGS如何与设备进行通讯 26

第六章 反应器多段温度控制系统实际应用 27

6.1 反应器监控系统界面的设计 27

6.2报警界面制作 27

6.3 数据显示界面制作 28

6.4 反应器实时温度曲线 29

第七章 结语与展望 30

参考文献 31

致 谢 33

第一章 绪论

1.1 选题背景

随着现代热工产业的体系更加完整，种类更为齐全，发展更加迅速，传统的温度控制系统已经不能满足日益完善的热工产业。在工业生产中，我们需要以各种各样的过程变量来描述生产的过程，温度、压强、流量等等是比较常见的过程变量。而所有的工业生产中，温度都是一个息息相关的参数，所以，温度的合理掌控显的至关重要。反应器作为现代热工产业比较重要的热工设备之一，其温度控制效果直接影响到炉内反应效果^[1]。所以，合理的温度控制系统能够帮助现代工厂更加高效，节能，安全的完成生产任务。温度控制系统的核心就在于多段升温程序。多段温度控制程序大部分在陶瓷烧成、化工印染发挥重要作用。在这些生产过剩中，往往需要对多个温控点按照预先设置好的的温度曲线进行调控^[2]。此类传统方案的缺点是显而易见的：多个温控表组成的温控系统在设置初始化温度时需要将每一个温控表都提前设置完成，操作较为繁琐，其次是当需要对温度控制系统进行集中的编辑、保存和处理时难以完成，而且这样的多段温度控制系统的安装面板占用面积大不说，看上去也是相当的不美观。所以，将科学的温度控制方法进行应用，对反应器的多段温度控制进行集中编辑、保存、载入的等操作是十分关键的。

1.2 温度控制

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