高压超临界萃取装置的模糊ＰＩＤ控制方法

2012年03月13日13:19:14 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

董金善，袁士豪，顾伯勤，周剑锋
南京工业大学机械与动力工程学院，江苏南京

摘　　　要：高压超临界萃取控制参数具有时变、非线性的特点，对其进行精确控制具有很大难度。ＰＩＤ控制广泛应用于工业过程控制，但常规ＰＩＤ控制器参数对运行工况的适应性差。模糊控制具有不依赖系统数学模型、调节速度快、鲁棒性好等优点，但稳态精度欠佳。将ＰＩＤ控制与模糊控制相结合，设计了模糊ＰＩＤ反馈控制器，形成了模糊ＰＩＤ复合控制方法。以软件代替硬件，利用某公司的Ｓ７２００ＰＬＣ编程语言ＳＴＥＰ７编制了模糊ＰＩＤ控制程序，并结合组态王工控软件实现了高压超临界萃取装置的模糊ＰＩＤ控制。研究表明，模糊ＰＩＤ控制较小的超调量保证了超临界介质溶解度的稳定性，所建立的超临界萃取控制系统较强的抗干扰性、灵活性，保证了超临界萃取过程的稳定性和萃取效率。

关　键　词：ＰＩＤ；超临界萃取；模糊控制；Ｓ７-２０

１　引　言
超临界流体萃取（ＳｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌＦｌｕｉｄＥｘｔｒａｃｔｉｏｎ，简称ＳＦＥ）是一种利用处于临界压力和临界温度以上的流体具有特异增加的溶解能力而发展出来的新型化工分离新技术［１３］。以ＣＯ２作为萃取介质的萃取工艺流程为：将原料经除杂、粉碎或轧片等一系列预处理后装入萃取器中，并在系统中充入超临界流体后加压；物料在超临界流体作用下，可溶成分进入ＳＣＦ相；流出萃取器的ＳＣＦ相经减压、调温或吸附作用，可选择性地从ＳＣＦ相分离出萃取物的各组分，ＳＣＦ再经调温和压缩回到萃取器循环使用。由于上述过程中温度、压力等参数控制具有时变、非线性的特点，常规反馈控制手段很难保证控制的精确度。在实际运用中，要对萃取参数实现实时精确控制有相当大的难度。近年来国内高压超临界流体萃取技术的研究开始关注萃取控制系统，国内正在积极研发带萃取参数自动反馈控制系统和良好人机交换界面的高压超临界萃取设备［４］。本文将ＰＩＤ控制与模糊控制相结合，设计模糊ＰＩＤ反馈控制器，从而建立模糊ＰＩＤ复合控制方法［５］，从而保证高压超临界萃取控制系统较强的抗干扰性、灵活性、萃取过程的稳定性，进而提高萃取效率。

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