[发明专利]一种基于WI-FI的工业pH过程远程监控系统

摘要

一种基于WI-FI的工业pH过程远程监控系统。本发明涉及一种基于内分泌单神经元PID控制器的无线监控系统，该系统工作流程为：一方面，工控机通过Wi-Fi模块组成的无线网络访问MMF模块，实时监测pH过程装置的工作状态；另一方面，MMF模块根据内分泌单神经元PID控制算法调整控制输出，使pH过程在较小超调的前提下快速达到稳定状态。本发明由硬件系统和软件两部分构成。硬件系统由管理单元、无线传输单元和控制单元组成。管理单元为工控机；无线传输单元用于连接管理单元和控制单元，由若干个Wi-Fi模块组成；控制单元由监控服务器(MMF)、模数转换器、数模转换器、有源低通滤波器和pH过程装置组成。软件部分由软件滤波和基于内分泌单神经元PID控制算法组成。

主权项

一种基于WI‑FI的工业pH过程远程监控系统，其特征在于，包括管理单元、无线传输单元和控制单元，其中：无线传输单元用于连接管理单元和控制单元；管理单元一方面用于设置pH过程装置的控制目标，另一方面用于监视pH过程装置的实时pH值；控制单元包括监控服务器(MMF)、模数转换器(ADI)、数模转换器(DAI)、有源低通滤波器(LPF)和pH过程装置；监控服务器(MMF)根据内分泌单神经元PID控制算法调整控制输出，使pH过程在较小超调的前提下快速达到预先设定的pH稳定值；pH过程装置经由有源低通滤波器(LPF)与模数转换器(ADI)相连，数模转换器(DAI)及模数转换器(ADI)连接监控服务器(MMF)，数模转换器(DAI)直接连接pH过程装置；有源低通滤波器(LPF)用于过滤掉工业现场的干扰信号；上述pH过程装置的的模型为：u(k)=um(k)-usy(k)=ym(k)-ysus=2.5mAys=5.713pHx(k)=u(k)-1.207u2(k)+1.15u3(k)y(k)-1.558y(k-1)+0.597y(k-2)=0.0185x(k-2)+0.0173x(k-3)+0.00248x(k-4),]]>式中，um(k)为调节碱流量阀位的电流，ym(k)为中和液的pH值，u(k)、y(k)为模型的中间变量；上述内分泌单神经元PID控制算法包括下丘脑调节单元、单神经元PID控制单元、超短反馈单元；下丘脑调节单元用于调节单神经元PID控制单元的神经元比例系数K，从而提高系统的自适应性和快速性；超短反馈单元直接作用于pH过程装置，用于补偿内分泌单神经元PID控制算法的输出，从而提升系统的稳定性。