本课题将刮膜蒸发工艺引入蒸馏水的生产中,研究设计刮膜蒸发的控制系统,这对于提高蒸馏水生产的节能降耗节约成本和提高自动化水平有着重大的意义。本文首先介绍了论文的工程背景以及刮膜蒸发器的国内外发展现状。刮膜蒸发器广泛应用于工业生产中。对于刮膜蒸发器的应用,首先了解其结构和蒸发的原理。对于刮膜蒸发器的主体和辅助设备都进行详细说明。在现有实验设备的基础上,选定工作流程,通过实验研究,分析不同进料温度、导热油温度、转子转速和系统真空度等参数变量下的蒸发量的变化规律,探讨不同操作参数对刮膜蒸发器传热蒸发性能的影响。最终确定主要影响因素,在后续生产过程中进行控制。对蒸发器工作原理以及相关的辅助设备都进行了详细的阐述。刮膜蒸发器,属于单效蒸发。对其溶质进行质量衡算和热量衡算,为刮膜蒸发器机理分析提供理论基础。用机理建模的方法,约束条件是在进料量一定的情况下,生产更多的的蒸汽,使生产过程的总耗能最少,建立了导热油初始温度与蒸发器的真空度的模型。导热油电炉的控制过程中,由于被控参数具有时变、非线性、不确定等因素,常规PID控制算法难以满足控制要求。文中采用模糊PID算法,确定隶属的函数和模糊控制规则。利用模糊推理在线整定PID控制器的3个参数KP、KI、KD。对于不同响应的过程,选择不同的PID控制参数,从而使控制参数选择更为合理,使过程的各项性能指标均能达到最佳状态。在MATLAB环境下离线计算出了查询表,采用西门子软件中利用查表法实现了程序的设计,这为模糊控制在刮膜蒸发器蒸馏水的生产中奠定了基础。其次,研究并设计了刮膜蒸发成套设备的控制系统,确定了生产设备的选择。该控制系统是基于工控机、PLC和触摸屏的集散控制系统,它以PLC、传感器和执行单元共同组成了下位机控制系统；以触摸屏和工控机作为上位机进行组态的控制系统。针对控制系统的内容和要求,给出了控制方法和相互的通讯方式。应用PLC实现模糊PID以及常规PID算法进行模拟量闭环控制。为了更好的实现人机交互,应用组态软件Wincc flexible完成上位机触摸屏和PLC的监控组态,实现了生产过程的流程监控、温度和压力等的控制、实时报警以及历史数据查询等功能。控制室的工控机与现场PLC的监控组态软件为Wincc。