[發(fā)明專利]一種基于WI-FI的工業(yè)pH過程遠程監(jiān)控系統(tǒng)

無效

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• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN104199477A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設計）人: 孔超波;周武能;胡飛;田波;王菊平;馬俊卿
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: G05D21/02
• 分類號: G05D21/02;G05B13/04
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于WI-FI的工業(yè)pH過程遠程監(jiān)控系統(tǒng)，屬于pH過程自動控制技術領域。

背景技術

在工業(yè)生產(chǎn)中，很多情況需要對其化學反應過程中的pH值進行控制，如農(nóng)藥和醫(yī)藥生產(chǎn)、廢水處理中的重金屬回收及廢水排放前的中和處理、酸堿中和等。目前的pH過程監(jiān)控系統(tǒng)中大多數(shù)都采用有線網(wǎng)絡。有線網(wǎng)絡系統(tǒng)不僅具有移動性差、不靈活、可拓展性差、組網(wǎng)和維護不便利等缺點。隨著無線通信技術的發(fā)展，無線網(wǎng)絡的穩(wěn)定性和實時性都有了很大的改善，足以保證控制系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行。

pH過程是一個非線性、大滯后過程。目前工業(yè)中常采用非線性PID算法和非線性預測算法控制pH過程。但是非線性PID算法控制效果不理想，非線性預測算法過于復雜。近年來神經(jīng)內(nèi)分泌智能控制理論的發(fā)展對傳統(tǒng)控制理論產(chǎn)生了積極影響。傳統(tǒng)的單神經(jīng)元PID控制器具有調(diào)整參數(shù)少、易于現(xiàn)場調(diào)試、自適應能力強等優(yōu)點，但是其比例系數(shù)K不支持在線調(diào)整。K值過大，則超調(diào)量變大、系統(tǒng)不穩(wěn)定。K值過小，則系統(tǒng)的快速性變差。一般的改進型單神經(jīng)元PID控制器通過在線調(diào)整K值，縮短了控制系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài)的時間，但是抗干擾性和魯棒性變差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供采用基于神經(jīng)內(nèi)分泌單神經(jīng)元PID算法的pH過程控制器的無線遠程控制系統(tǒng)，優(yōu)化該控制系統(tǒng)的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)特性。

為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是提供了一種基于WI-FI的工業(yè)pH過程遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括管理單元、無線傳輸單元和控制單元，其中：

無線傳輸單元用于連接管理單元和控制單元；

管理單元一方面用于設置pH過程裝置的控制目標，另一方面用于監(jiān)視pH過程裝置的實時pH值；

控制單元包括監(jiān)控服務器(MMF)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADI)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAI)、有源低通濾波器(LPF)和pH過程裝置；監(jiān)控服務器(MMF)根據(jù)內(nèi)分泌單神經(jīng)元PID控制算法調(diào)整控制輸出，使pH過程在較小超調(diào)的前提下快速達到預先設定的pH穩(wěn)定值；pH過程裝置經(jīng)由有源低通濾波器(LPF)與模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADI)相連，數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAI)及模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADI)連接監(jiān)控服務器(MMF)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAI)直接連接pH過程裝置；有源低通濾波器(LPF)用于過濾掉工業(yè)現(xiàn)場的干擾信號；

上述pH過程裝置的的模型為：