1、 毕 业 设 计 说 明 书毕 业 设 计 说 明 书 题题 目目: : 蒸馏塔多变量解耦蒸馏塔多变量解耦PID控系统设计控系统设计 摘要摘要 本文是围绕蒸馏塔的测控问题展开的，蒸馏塔是生产的核心，具有非线性、强耦 合、多变量等特点，它的控制直接影响到产品的质量、产量和能耗。本文研究的 目的是对蒸馏塔进行控制，使产品质量符合要求。 本文的研究方法是： （1） 通过蒸馏塔模型做它的动态性能分析， （2） 利用 RGA 算 法对控制量和被控量进行有效的配对,（3）PID 调节器参数的设计（4）对所采用 的方案进行 MATLAB 仿真。 关键词：控制 RGA PID 参数设计 MATLAB 仿真 A
2、bstract This is around the distillation tower control issue, distillation tower is the production of core, nonlinear, strong coupling, with multiple variables and other characteristics, it is related to the control of product quality, yield and energy consumption. The purpose of this study is to dis
3、till column control, so that product quality to meet the requirements. The research methods of this paper are: (1) through a distillation column model of its dynamic performance analysis, (2) using the RGA algorithm to the control volume and the volume charged for effective pairing, (3) the PID regu
4、lator parameter design (4) on the MATLAB simulation program. Key words: control of RGA PID parameter design MATLAB simulation - 2 - - 3 - 目 录 第一章 绪论. - 4 - 1.1 蒸馏塔的现状 . - 4 - 1.2 蒸馏塔的工作原理 . - 4 - 1.3 精馏塔的控制要求 . - 5 - 1.4 蒸馏塔的测控问题 . - 6 - 第二章 动态性能测试模型. - 7 - 响应曲线. - 9 - 波特响应图. - 10 - 内奎斯特. - 11 - 零极点
5、图. - 12 - 第三章 蒸馏塔的控制系统设计. - 13 - 1.1 相对增益矩阵： . - 13 - 1.2 前馈反馈复合系统： . - 15 - 1.3 PID 算法研究及参数整定： . - 17 - 1.4 PID 的调节原理： . - 18 - 1.5 PID 调节器的参数设置 . - 19 - 1.6 根据过程特性选择调节器控制规律 . - 20 - 1.7 参数整定方法 . - 21 - 2.1 解耦控制器矩阵设计 . - 21 - 2.2 蒸馏塔的解耦控制矩阵 . - 22 - 2.3 蒙特卡罗实验原理 . - 26 - 第四章 硬件设计. - 30 - 4.1 西门子 S7
6、300 可编程控制器的应用 . - 30 - 4.2 模块的选择 . - 31 - 4.2.1 中央处理器 CPU 314C2 DP - 31 - 4.2.2 数字量模板 - 31 - 4.2.2.1 SM 321 数字量输入模板 - 32 - 4.2.2.2 SM 322 数字量输出模板 - 32 - 4.2.3 模拟量模板 - 33 - 4.2.3.1 SM 331 模拟量输入模板 - 33 - 4.2.3.2 SM 332 模拟量输出模板 - 34 - 4.2.4 功能模板（FM 355 闭环控制模块） . - 34 - 4.4 软件流程图 . - 37 - 第五章 小 结. - 39 - 第六章 致 谢. - 40 - 第七章 参考文献. - 41 - - 4 - 第一章第一章 绪论绪论 1.1 蒸馏塔的现状蒸馏塔的现状 精馏是化工、石油化工、炼油生产过程中应用极为广泛的传质传热过程。精馏 的目的是利用混合液中各组分具有不同挥发度， 将各组分分离并达到规定的纯度
