论文部分内容阅读
毛葱精油含有减缓人体衰老,降低血糖血脂等作用而备受关注,但是对毛葱精油主要成分黄酮类化合物的提取大部分还是采用水蒸气的提取方法,提取的纯度不高并且还需要消耗大量的成本,而分子蒸馏法是依靠分子平均自由程的不同,对液体混合物分离物进行的分离,不仅能够有效的减少资源的浪费,同时还能大大提高毛葱精油的纯度。本文以分子蒸馏提取毛葱精油为对研究对象,通过分析分子蒸馏的工作过程,建立了等空时双平推流循环流动分子蒸馏数学模型,理论的分析了影响分子蒸馏提取毛葱精油的影响因素,同时也为实验做理论支撑,然后又利用了正交实验的方法确定了提取毛葱精油的最佳工艺参数,通过实验数据验证我们建立的数学模型的合理性,同时结合数学模型得出了蒸发器温度是影响分子蒸馏提取毛葱精油最关键的因素。针对分子蒸馏提取毛葱精油蒸发器温度的控制具有滞后性、时变性、非线性等特点,本文首先分析了常规PID控制方法以及模糊控制方法的特点以及不足,进而提出了常规PID与模糊控制相结合的模糊PID控制算法。通过将蒸发器温度的偏差与偏差变化率模糊化,然后又根据专家以及现场操作人员的经验建立了一个模糊PID控制规则表,实现了在线修正PID的三个参数Kp、Ki和Kd,拟补了常规PID控制方法的自适应能力差、抗干扰能力弱以及模糊控制难以消除静态误差等特点。通过MATLAB仿真结果表明,模糊PID控制算法克服了蒸发器温度变化过程中的非线性、滞后性以及时变性的影响因素,具有优越的动态、静态性能,从而验证了模糊PID控制算法比常规PID控制算法具有更好的控制效果。最后是分子蒸馏硬件电路,本文是基于西门子PLC控制芯片S7-300和WinccFlexible上位机组态软件,实现控制的多元化,完成了基于PLC的分子蒸馏分布式控制系统的硬件设计和软件设计。