发酵过程控制课件

模拟醋酸发酵过程中的发酵罐：电机热水、冷水进口处换热水出口处营养物消沫剂温度 T压力、体积溶氧量、PH值空气流量电机主要的被控参数控制方式设计控制器结构的选择系统组态1、主要的被控参数1、温度控制2、PH控制3、泡沫控制4、溶氧量控制5、补料控制2、控制方式设计1、温度控制 影响发酵温度的主要因素有微生物发酵热、电机搅拌热、冷却水本身的温度。选择以发酵罐温度为被控变量，冷却水和热水流量为控制变量的串级控制方案，可以克服滞后。控制器反作用 热水阀：气开式 冷水阀：气闭式 温度控制TC1TC2热水冷水副环温度控制器主环温度控制器热水阀副变送器罐内温度夹套温度冷水阀主变送器+R串级控制，夹套中热水与冷水混合，串级双输出，分程控制（冷水、热水），升温加热水，降温加冷水控制器反作用，热水气开，冷水气闭。+-+-温度控制2、PH控制 分程控制 控制器反作用 酸：气闭式 碱：气开式 加酸加碱PH控制器PH度控制器酸阀变送器罐内温度对象碱阀+RPH控制-+-+-PH测量分程控制，控制器反作用，酸气闭，碱气开3、泡沫控制 开关式控制 达到一定液位时，打开控制阀，注入消泡剂（防止溢出）；低于一定液位时，关掉消泡剂 迟滞比较器，防止阀门频繁打开LC泡沫控制消泡剂消泡剂控制器迟滞比较器副变送器液位+R泡沫控制液位用差压计测量，加入迟滞比较器，形成双位控制（泡沫达到一定高度后自动打开，降到一定高度后停止）4、溶氧控制 影响溶解氧浓度的主要因素有供给的空气量、搅拌器转速。这里采用了一个串级控制回路，在保证对通入蒸汽量的调节满足溶解氧浓度要求的同时，及时消除了压力波动的影响。PC副环，AC主环PTACPC副环压力控制器主环氧气含量控制器副变送器罐内压力气开阀主变送器+R溶氧控制氧气浓度测量，PC副环，AC主环，串级控制。+-氧气浓度5、补料控制 选择前馈控制，输入当前发酵体积、进行时间、二氧化碳的产生速率，输出补料量 根据经验值得出的补料时间曲线、加料模型补料控制一步法副环设为经验值投运串级系统按单回路方法整定4:1衰减曲线法：T值置于最大，D置之于最小，比例度100渐减小比例度直到出现4:1衰减比组态图：控制器结构温度控制器PH控制器结构氧气浓度的控制