基于模糊自适应PID控制的制革转鼓控制系统及方法

专利公开号：CN116661320A

申请人：临沂大学

摘要：本发明公开了一种基于模糊自适应PID控制的制革转鼓控制系统及方法，该系统包括制革转鼓、供水装置、制革助剂添加装置、制革转鼓运动控制装置、PID控制器、下位机和上位机；制革转鼓上设有温度变送器和pH值变送器，温度变送器和pH值变送器与下位机电连接，下位机与上位机电连接；下位机与PID控制器电连接。PID控制器包括与供水装置中供水调节三通混合控制阀电连接的制革转鼓温度模糊PID控制器，以及与制革助剂添加装置中制革助剂添加控制阀电连接的制革转鼓pH值模糊PID控制器。本发明采用参数自整定模糊PID控制算法，控制制革转鼓鼓内温度和pH值，实现在线判断制革转鼓的运行状态，并保持鼓内温度和pH值的精确性。

技术领域

本发明涉及制革生产设备控制技术领域，尤其涉及一种基于模糊自适应PID控制的制革转鼓控制系统及方法。

背景技术

转鼓是制革生产中加工皮革的设备，广泛应用于准备工段和鞣制工段，通常浸水、浸灰、脱毛、软化、浸酸、鞣制、染色、乳液加油等工序都要在转鼓中完成，通过转鼓的机械作用，可以促进各种制革助剂的均匀渗透，从而完成制剂对皮革的化学作用。

在实际生产过程中，由于各种现实因素的存在及互相作用的影响，导致制革转鼓鼓内溶液的pH值过高或过低、鼓内温度过高或过低，使加工的原皮效果差，并影响制革助剂和原料皮的反应进程，最终造成所生产的皮革未能达到该生产工艺的要求，直接影响了最终成品革的质量。所以，制革转鼓鼓内温度和pH值控制的动态性能、稳定性和准确性是影响皮革产品质量和运行安全的关键因素之一。

目前，大多数制革工厂对制革转鼓的控制是根据现场员工的经验，采用人工调节制革转鼓的运转。然而这种方法主要依赖人工经验，而且经常会出现与工艺规定不符的情况。此外，由于制革转鼓控制系统具有时变、非线性和时滞的特点，因而难以建立精确的数学模型，这给制革转鼓的优化控制带来很大的困难。

为了解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于模糊自适应PID控制的制革转鼓控制系统及方法，该方法可以根据制革转鼓的结构特点和控制性能的要求，采用参数自整定模糊PID控制算法来控制制革转鼓鼓内的温度和pH值，相较于利用传统PID控制算法，明显改善了系统的性能，提高了控制的精确性，改善了皮革加工生产的条件，从而保障了皮革产品的质量，提高了企业皮革加工的生产能力。

附图说明

图1为本发明实施例所述制革转鼓控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中制革转鼓控制的结构框架示意图；

图2

图3为本发明实施例中基于模糊PID控制实现供水三通混合控制阀控制的流程图；

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图4为本发明实施例中基于模糊PID控制实现制革助剂添加控制阀控制的流程图；

图4

图5为本发明实施例中模糊PID控制器的结构框架示意图。

图5