反应釜温度和压力控制国内外研究现状和发展趋势
时间:2018-04-02 15:26 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 自从上世纪70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在计算机技术和微电子技术的迅猛发展，以及在自动控制理论和设计方法发展的双重推动下，外国温度控制系统迅速地发展，并在智能化、自适应、参数自整定等各方面取得巨大的成果，在这些方面，以美国、德国、瑞典等国的技术最为领先，都生产出了一批商业化的、性能优异的温度控制器，并在各行业中得到了广泛地应用。它们主要具有如下的特点：20469 能适应于大惯性、大滞后等复杂温度控制系统的控制；能适应于手受控制系统数学模型难以建立的温度控制系统的控制；能适应于受控制系统过程复杂、参数时变的温度控制系统的控制。 这些温度控制系统普遍采用自适应控制、自校正控制、模糊控制、人工智能等理论及计算机技术，运用先进的算法，适用于范围广泛。 普遍的温控器具有参数自整定的功能。借助计算机软件技术，温控器具有对控制对象控制参数及特性进行自动镇定的功能。有的还具有自学习功能，能够根据历史经验以及控制对象的变化情况，自动调整相关控制参数，从而达到控制效果的最优化。温度控制系统具有控制精度高、抗干扰力强、鲁棒性好的特点。 结合温度控制器多年以来的发展，许多学者在反应釜的温度控制的问题上做出了大量的探索，并且提出一些有效的解决方案。比如： Shinskey与Weinstein提出的双模控制，采bang-bang+PID控制，其大致步骤为：过程开始时，全力加热，直至反应釜温度距其设定值为±1度，然后再全力冷却，持续TD1分钟，此后，将夹套水的温温设定值定在某个合适的中间温度区域内，持续TD2分钟，最后，将串级PID控制器来控制夹套水的温度。如果参数选择得当，那么双模控制是有效的。 Atthur Jutan与Ashok Uppal提出将反应热作为一种扰动，采用适当的方法估计出来，用前馈控制抵消；余下的部分近似假设为线性系统， 可以用PID控制计算。 Barry 与Sandro提出采用GMC方法来控制反应温度，从而得到了较好的仿真结果，而且进一步观察了操作条件与过程参数变动时被控过程的鲁棒性，发现GMC的鲁棒性明显强于双模控制。 H.ML.DEBELAK与D.HUNKELER采用模糊控制与PID混合的破裂策略控制间歇放热聚合反应釜的温度，在他们的方法中，模糊控制器的输出用调整PID控制器的设定值，以补偿反应热对于过程温度造成的扰动，将此方案应用与乳液聚合的试验，备上，发现能明显提高控制性能。 此外还有一些研究者采用预测控制解决这一难题，如Nagy与Agachi采用非线性预测控制算法控制间歇PVC聚合釜的温度，Xia等采用基于小波神经网络的预测控制算法控制间歇聚炳烯反应气器温度；栗志业等采用基于模型分解的预测控制算法也取得了较好的效果。论文网 发展趋势 大容积化，这是增加产量、减少批量生产之间的质量误差、降低产品成本的有效途径和发展趋势。染料生产用反应釜国内多为6000L以下，其它行业有的达30m³；国外在染料行业有20000～40000L，而其它行业可达120m³。 反应釜的搅拌器，已由单一搅拌器发展到用双搅拌器或外加泵强制循环。反应釜发展趋势除了装有搅拌器外，尚使釜体沿水平线旋转，从而提高反应速度。 以生产自动化和连续化代替笨重的间隙手工操作，如采用程序控制，既可保证稳定生产，提高产品质量，增加收益，减轻体力劳动，又可消除对环境的污染。 合理地利用热能，选择最佳的工艺操作条件，加强保温措施，提高传热效率，使热损失降至最低限度，余热或反应后产生的热能充分地综合利用。热管技术的应用，将是今后反应釜发展趋势。 (责任编辑：qin) |