文 献 综 述

一、国内外研究现状：

随着控制系统和计算机技术的发展，工业领域的自动化水平有了显著提高。集散式控制系统(Distributed Control System，简称DCS)在工业的运行控制中得到广泛应用，在化工、冶金、制药、电力等流程的自动化领域的应用已经十分普及^[1]。与之相适应，开发仿真软件来实现DCS功能的技术不断进步。采用仿真方式易于适应仿真机的操作方式和故障的模拟，既会缩短工期又会降低成本，还能降低硬件维护、培训和设备备件费用。但是由于DCS本身十分复杂，其所实现的功能也相当多，为了实现对DCS的逼真仿真，必须根据用户要求和DCS制造厂家提供的资料仿真^[2]。

DCS它可以方便地用于工业装置的生产控制和经营管理。它不同于分散的仪表控制系统，又不同于集中式计算机控制系统^[3]，而是吸收了两者的优点，在计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、网络通信技术和人机接口技术的基础上发展起来的一门系统工程技术^[4]。到了今天，DCS的应用已完全普及。我国从上世纪90年代开始引进和研发这一领域工作。很快取得许多成就。包括硬件和软件开发的研究都做了许多工作。在各种控制参数中温度的控制与测量是科学实验和工业过程中最普遍、最具典型意义的工业控制项目。在化工、冶金、制药、电力、甚至现代农业的一些养殖中都有大量应用。本论文要开展的研究控制对象是制药反应池的温度与液位精细控制。

制药反应池是制药生产工艺中不可或缺的一个装置。由于制药行业的特殊性，产品质量要求极高，一旦药品质量没有得到严格控制，将会给使用者带来不可估量的危害。因此如果还像以前一样将制药生产交由人工来完成，不仅无法避免人工带来的可观误差，同时生产效率也不符合需求。于是经济安全的，贴合现代信息技术发展的，基于计算机控制的自动控制制药反应池应运而生。

制药反应池的控制系统主要依据PID控制原理。PID控制器问世至今已有近百年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制主要技术之一。

目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器（仪表）已经很多，产品已在工程实际中得到了广泛的应用，有各种各样的PID控制器产品，各大公司均开发了具有PID参数自整定^[5]功能的智能调节器（intelligent regulator），其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现^[6]。有利用PID控制实现的压力、温度^[7][8]、流量、液位^[9]控制器，能实现PID控制功能的可编程控制器（PLC），还有可实现PID控制的PC系统等等。

二、论文研究的目的与意义：

现代电子技术的进步，特别是计算机应用技术的发展，使得自动控制系统无处不在^[10]。被控制的对象也随着传感器技术^[11][12]的发展变得种类繁多，一些多功能控制系统不断出现在各个领域。在制药厂的制药反应池中就经常需要进行温度、液位、压力与PH值等参数的控制。

本论文着眼研究和模拟制药反应池的控制系统，完成一个控制仿真系统^[13]。并且部分实现控制的实验制作。通过该工作加深对现代工业领域的自动控制体系进行了解。随着现代科学技术的迅速发展，工业生产系统的规模越来越大、越来越发杂化，生产工艺对控制系统的可靠性、运算能力、扩展能力、开放性、操作及监控水平等发面的要求越来越高，因此控制系统逐渐趋于智能化、网络化、全集成自动化。通过课题的研究，将更好的把握自动控制的新特点和新发展^[14][15]。

三、制药反应池控制系统的运作原理及PID控制原理