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《江南大学》 2005年
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模拟移动床的控制系统设计及分离过程优化研究

陈柏礼  
【摘要】:模拟移动床(SMB)是在移动床的基础上发展起来的一种新型的现代化分离技术,具有分离能力强、设备外形小、成本低等优点。因而,模拟移动床色谱分离技术在化学工业领域获得了广泛的应用。近几年来,也应用到精细化工,包括香精、生物药物等领域。 根据模拟移动床的发展现状和操作流程要求,在传统模拟移动床工艺流程的基础上,对模拟移动床色谱分离的工艺流程进行了改进,使得系统的整个操作流程更为简单实用。 为了充分发挥工控机计算能力强、处理速度快和PLC抗干扰能力强、可靠性高、扩展性好、安装维护方便等优点,用工控机、西门子PLC、变频器和智能仪表组成了一套模拟移动床集散控制系统,并对控制系统的构成、硬件结构和功能进行了分析。由于工控机、PLC、变频器和智能仪表都具有很强的通信功能,因而可实现工控机、PLC、变频器和智能仪表之间通信联网,大大的提高了系统的自动化水平。 在开发过程中,上位机软件采用的是在WIN2000环境下用“组态王6.05”和“VisualBasic6.0”联合开发的组态控制软件,把两种软件充分的结合起来,克服了“组态王”命令语言环境较弱的缺点。“组态王”与VB应用程序之间采用动态数据交换(dynamic dataexchange,DDE)连接,“组态王”作为服务器,VB作为客户端,这样就可以把控制算法在VB应用程序中实现,使其作为控制模块在后台运行。 最后,根据实际的生产数据,用改进的BP神经网络对苯丙氨酸模拟移动床的色谱分离过程进行了建模,并对所建立的模型进行了验证。同时,根据所建立的神经网络模型,以纯度和回收率为优化目标,用改进遗传算法对分离参数和操作条件进行了优化,找出了最佳控制点,并在实际中得到应用,使得产品的纯度和回收率都得到了较大的提高。 现在,该系统已在江阴某公司成功投入使用,年产苯丙氨酸500吨,产品的纯度和回收率都达到了98%以上。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TQ028;TQ051.8

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