1. 研究（设计）的基本内容、拟采用的技术方案及措施

一、基本内容

1：查阅资料，翻译5000汉字的外文文献资料。

2：了解选题的目的和意义，掌握系统的工艺流程和设计要求；

3：完成系统的设计方案，说明其工作原理、系统组成；

4：完成系统硬件选型和参数计算；绘制系统的控制原理图、接线图以及布置图；

5：设计PLC程序，HMI界面，PLC与HMI的通信程序；

6：系统试验与调试，调试结果分析；

7：正文撰写。

二、技术方案

浓度控制系统

由纸浆浓度变送器（浓度计）、电动调节阀、浓度控制器三部分组成，如图 1 所示：

纸浆浓度自动控制系统组成如图 2 所示。纸浆浓度变送器把浆管内流动的浆料的浓度转 换成电流信号送入浓度控制器。经过 测量值与用户设定值比较，控制器调节电动阀的开度，从而调节进入浆泵的稀释水量，来改变浆料浓度。重复上述过程， 使浆料浓度维持在所需范围内。

图2

专家PID控制器原理框图如图3所示：

专家PID控制是将专家控制原理与常规PID控制结合， 相互取长补短，提高系统的控制性能。根据常规PID控制的误差值e(k)及其变化特征，可设计专家PID的控制规则，规则如下:

(1) 当 | #8710;e(k)|gt; Mm 时，即控制器的输出应按最大或最小方向输出，以使误差尽快减小而达到迅速调整误差的目的。

(2) (2)当 e(k) #8710;e(k)gt;0时，说明误差在朝误差绝对值增大方向变化。可由控制器实施较强的控制作用，使误差绝对值朝减小方向变化，并迅速减小误差的绝对值。

(3)当 e(k) #8710;e(k)lt;O, #8710;e(k) #8710;e(k一1)gt;0或者时，说明误差的绝对值朝减小的方向 变化，此时，比例作用应该同步减小;由于系统输出的变化率增大，所以微分作用应该加强，。

(4)当e( k)=0时，说明系统已经达到平衡状态，此时，可考虑采取保持控制器输出u(k) 不变。

(5)当e(k) #8710;e(k)lt;O, #8710;e(k) #8710;e(k-1)lt;0时，说明误差处于极值状态，即|e(k)|gt;MS，可以考虑实施较强的比例微分(PD)控制作用。

如果此时误差的绝对值较小，即|e(k)| lt; MS ,可考虑较弱的比例微分(PD)控制作用。

(6) 当|e(k)|lt;ε 时，说明误差的绝对值很小，为减少稳态误差，控制器采用比例积分(PI)作用。

式中，u(k)为第k次控制器的输出；u(k-1)为第k-1次控制器的输出；e(k)为误差e的第k个极值；k1 为增益放大系数，且 k1 gt;1；k2 为抑制系数，且0lt; k2 lt;1； M m , M S 为设定的误差界限，且 Mm gt; MS ；

方案流程图如下:

流程控制图