百姓快3

當前位置:首頁 > 實驗室用智能油/水浴鍋控制系統的研制-上海博迅醫療生物儀器股份有限公司

實驗室用智能油/水浴鍋控制系統的研制-上海博迅醫療生物儀器股份有限公司

[導讀]上海博迅醫療生物儀器股份有限公司油/水浴鍋作為典型的溫度控制裝置,具有控制精度高,輸出產品質量穩定等特點,在蒸餾、干燥、濃縮、生物制品及化工生產等領域有著廣泛的應用。隨著科技發展,對油/水浴鍋控制性能的要求不斷提高,

油/水浴鍋作為典型的溫度控制裝置,具有控制精度高,輸出產品質量穩定等特點,在蒸餾、干燥、濃縮、生物制品及化工生產等領域有著廣泛的應用。隨著科技發展,對油/水浴鍋控制性能的要求不斷提高,傳統的PID控制策略已無法滿足快響應、高精度、強魯棒的技術需求。同時,現有的油/水浴鍋智能化、自動化水平低,主要依賴操作人員現場監控,一旦設備異常,很可能出現嚴重事故,并且帶來巨大的經濟損失。因此,本文從系統整體結構入手、開展了實驗室用智能油/水浴鍋溫控系統建模、控制策略優化、硬件電路設計和云端軟件開發等研究。具體研究內容如下:實驗室用智能油/水浴溫度控制系統總體方案設計。根據油/水浴鍋智能化需求,提出了智能油/水浴鍋總體設計方案。研究了基于WIFI模塊的遠程通訊原理。搭建了智能油/水浴鍋總體結構框架。分析了STM32單片機的主控硬件、人機接口電路、智能控制策略和云端平臺監控的可行性。采用MODBUS通訊協議,使上位機能對單片機設備進行遠程控制和信息采集。智能油/水浴鍋溫控系統建模及控制系統設計。研究了油/水浴鍋裝置組成結構與工作原理。針對油/水浴鍋系統的耦合性和大滯后性特點,提出了基于最小二乘法的油/水浴鍋溫控系統建模方法,根據系統的開環特性,建立了外鍋與內鍋的溫控模型。提出了串級PID的控制策略,設計了油/水浴鍋串級PID控制系統,采用粒子群算法優化了控制器參數,與單回路PID控制器進行了對比。結果表明:串級PID控制器的響應速度、控制精度、魯棒性均優于單回路PID控制器,能夠實現內鍋溫度的高效、精準、穩定控制。智能油/水浴鍋主控器硬件電路設計。采用STM32單片機作為主控器。開展了數模轉換電路、溫度測量電路和恒流源電路研究。搭建了溫度控制、電機驅動、電壓轉換電路。針對電源電路中信號輸出和反饋問題,提出了整流濾波、箝位保護、輸出反饋的電源優化方法。通過仿真分析了所設計電路的可行性。制備了智能油/水浴鍋PCB電路板。智能油/水浴鍋溫控系統軟件設計及實驗驗證。開展了數模轉換模塊、液晶屏顯示模塊、溫度控制模塊設計。搭建了云組態可視化監控界面。利用WIFI模塊,實現了智能油/水浴鍋數據與云端的互聯。實驗驗證了智能油/水浴鍋的工作性能。結果表明:所設計的串級PID控制器控制效果良好,能夠精準控制智能油/水浴鍋內鍋溫度,實驗結果與數值仿真保持高度一致。并且,可以隨時通過電腦或者手機查看油/水浴鍋溫度的變化,實現了油/水浴鍋的智能化。

相關文章