連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器是化工生產(chǎn)過程中使用非常廣泛的反應(yīng)裝置,其中反應(yīng)溫度是連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生放熱反應(yīng)時(shí)最重要的工藝參數(shù),其控制精度和動態(tài)品質(zhì)與反應(yīng)產(chǎn)物的質(zhì)量和生產(chǎn)安全密切相關(guān)。隨著連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器的容積不斷增大,雙冷卻連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器的數(shù)量越來越多,現(xiàn)有的溫度控制方案并沒有充分發(fā)揮夾套冷卻與盤管冷卻系統(tǒng)的控制潛力。因此,設(shè)計(jì)一種溫度冷卻協(xié)調(diào)控制策略對進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率具有重要理論意義與工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。本文首先針對連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器中夾套與盤管冷卻系統(tǒng)的特性差異與互補(bǔ)優(yōu)勢,提出了CSTR溫度雙重控制方案。為充分發(fā)揮盤管與夾套冷卻系統(tǒng)的互補(bǔ)優(yōu)勢,進(jìn)一步提出了雙冷卻CSTR溫度協(xié)調(diào)控制策略,該策略一方面利用盤管冷卻系統(tǒng)的優(yōu)良動態(tài)特性,實(shí)現(xiàn)快速消除溫度偏差的目的;另一方面,根據(jù)連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器冷卻負(fù)荷的最優(yōu)分配,當(dāng)盤管冷卻系統(tǒng)將溫度控制到設(shè)定值附近時(shí),由冷卻效率高的夾套冷卻系統(tǒng)來承擔(dān)穩(wěn)態(tài)時(shí)的主要冷卻負(fù)荷,達(dá)到冷劑消耗最少的目標(biāo)。其中,溫度控制器采用模糊PID控制算法,夾套冷卻的閥位控制器采用仿人PID算法。其次,針對CSTR溫度雙重控制系統(tǒng)的冷卻余量及操作能力冗余,研究了夾套... 

【文章來源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.1雙冷卻CSTR結(jié)構(gòu)示意圖

從而提高控制系統(tǒng)的性能。因此，設(shè)計(jì)的夾套單冷卻 CSTR 溫度控制系統(tǒng)如下圖3.1 所示。圖 3.1 夾套單回路冷卻 CSTR 反應(yīng)溫度控制系統(tǒng)由圖 3.1 所示的溫度控制系統(tǒng)可知，當(dāng)檢測到釜內(nèi)溫度偏離溫度設(shè)定值時(shí)，偏差出現(xiàn)，溫度控制器開始動作，并對偏差進(jìn)行處理，然后通過控制夾套冷劑流量調(diào)節(jié)閥來控制夾套冷卻水的流量，最終實(shí)現(xiàn)對溫度的調(diào)節(jié)。根據(jù)第二章建立的夾套冷卻模型可知，CSTR 反應(yīng)溫度與夾套冷卻水流量之間的傳遞函數(shù)如式（3.1）所示： 5 1.8s1 7 .22s1 2 .1s1 19.3Fssjc （3.1）其中溫度控制器采用常規(guī) PID 控制，則開環(huán)傳遞函數(shù)如式（3.2）所示，該控制器對偏差的處理如式（3.3）所示：

KSSKKRSPID tDIPdtdetetdtTTtKet01u.2）、（3.3）可知，比例環(huán)節(jié)作用通過調(diào)節(jié) KP來實(shí)現(xiàn)，常規(guī)進(jìn)行處理，它的效果在系統(tǒng)響應(yīng)中的體現(xiàn)是系統(tǒng)快速性的差高控制器的比例值，系統(tǒng)的響應(yīng)速度會加快并且控制迅速。制時(shí)，這種情況適用于擾動較小，允許一定穩(wěn)態(tài)誤差的系統(tǒng) KI來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)偏差存在，積分調(diào)節(jié)就進(jìn)行，它會消除比例環(huán)，通過式（3.3）可知，積分環(huán)節(jié)即對偏差進(jìn)行積分，誤差存的時(shí)間。微分環(huán)節(jié)作用通過調(diào)節(jié) KD來實(shí)現(xiàn)。微分在常規(guī) PI常會與比例一起作用，在控制系統(tǒng)中加入微分環(huán)節(jié)，系統(tǒng)會有預(yù)見性。由式（3.3）可知，微分起到處理偏差變化率的作小實(shí)現(xiàn)預(yù)計(jì)下一步將會出現(xiàn)的情況，從而采取相應(yīng)的措施。示為常規(guī) PID 控制作用于系統(tǒng)時(shí)的控制框圖。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：2997269