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反應(yīng)釜控制系統(tǒng)

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反應(yīng)釜是整個(gè)生產(chǎn)流程中最關(guān)鍵的設(shè)備，但對(duì)釜內(nèi)混合物的溫度、壓力的控制，還完全局限于依賴人工控制。當(dāng)前人工控制方式的不穩(wěn)定性，已經(jīng)成為生產(chǎn)中的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。反應(yīng)溫度是化工生產(chǎn)中一個(gè)非常重要的控制變量，其穩(wěn)定性品質(zhì)影響過程的熱平衡，直接關(guān)系到化工生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)出率、能耗以及催化劑的使用壽命，用PLC控制系統(tǒng)可以最大限度的減少滯后時(shí)間。現(xiàn)代工業(yè)需要高可靠性的控制系統(tǒng)、檢測和執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)設(shè)備和裝置的運(yùn)行提供保證，進(jìn)而對(duì)關(guān)鍵裝置進(jìn)行故障診斷與健康維護(hù)；現(xiàn)在工業(yè)需要通過先進(jìn)的工藝和工藝參數(shù)以降低能耗和原料消耗，需要先進(jìn)的控制技術(shù)和實(shí)時(shí)優(yōu)化技術(shù)來提高產(chǎn)品的合格率，通過數(shù)據(jù)和信息的綜合集成，促進(jìn)企業(yè)價(jià)值的增值，最終提高企業(yè)的綜合競爭力。反應(yīng)釜的工藝運(yùn)行特點(diǎn)： 1、間歇式控制方式 2、需要冷水降溫和加熱升溫雙向控制 3、多段式溫度控制目標(biāo) 根據(jù)貴公司提出對(duì)該裝置在生產(chǎn)過程中的進(jìn)一步需求和反應(yīng)釜的工藝運(yùn)行特點(diǎn)，結(jié)合我公司多年積累自控系統(tǒng)的控制經(jīng)驗(yàn)，提供以下系統(tǒng)功能的技術(shù)方案，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化。系統(tǒng)控制技術(shù)方案為： 1、溫度控制化學(xué)反應(yīng)往往伴有熱效應(yīng)。其中吸熱反應(yīng)的過程具有自衡能力，反應(yīng)溫度在開環(huán)的情況下是穩(wěn)定的。但由于系統(tǒng)熱慣性的作用，在升溫曲線初始階段易發(fā)生跟蹤不足，過程溫度低于升溫曲線的設(shè)定溫度；在后期階段，又常常發(fā)生溫度超調(diào)，導(dǎo)致溫度偏高，使得升溫速度過快。這兩種狀況均造成過程溫度與設(shè)定溫度之間的偏差較大且不易消除，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量和催化劑壽命化學(xué)反應(yīng)中的放熱過程往往是非自衡的開環(huán)不穩(wěn)定系統(tǒng)，存在一定程度正反饋、非線性、大滯后等作用，為自動(dòng)調(diào)節(jié)控制帶來很大的難度，引起反應(yīng)階段溫度波動(dòng)及偏差較大。在升溫過程中，由于過程存在可變的大慣性和滯后作用，制約溫度上升對(duì)預(yù)定曲線的跟蹤品質(zhì)，在升溫前期易出現(xiàn)跟蹤不足，后期則極易超調(diào)，導(dǎo)致溫度偏差不易消除。反應(yīng)釜內(nèi)的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，放熱反應(yīng)中隨著溫度的升高，反應(yīng)速度將會(huì)加快，放出的熱量也將增加，引起溫度越來越劇烈的上升。這種放熱反應(yīng)的過程具有正反饋性質(zhì)，過程無自衡能力，是一個(gè)極其不穩(wěn)定的發(fā)散過程。化學(xué)反應(yīng)器的容量向大型化發(fā)展，反應(yīng)放熱量大，控制其反應(yīng)溫度的平穩(wěn)已成為過程控制中的一個(gè)重點(diǎn),所以整個(gè)控制過程就是一個(gè)控溫過程，整個(gè)系統(tǒng)的溫度控制分為上內(nèi)盤管溫度的控制、下內(nèi)盤管溫度的控制、冷凝水出水溫度的控制、回流溫度的控制；通過下位機(jī)上的可編程控制器來自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門的開度，同時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)反應(yīng)釜盤管冷卻水回流閥門的開度，組成一個(gè)智能化的多參數(shù)的自適應(yīng)控制系統(tǒng)，優(yōu)化整個(gè)反應(yīng)過程的升溫曲線的目的。詳細(xì)控制過程為： (1) 上內(nèi)盤管的溫度控制：在上內(nèi)盤管安裝有溫度傳感器，通過上內(nèi)盤管的溫度來控制進(jìn)汽閥門、出氣閥門、進(jìn)水閥門、出水閥門的開度，及時(shí)調(diào)整釜內(nèi)的溫度變化，控制盤管內(nèi)的溫度。 (2) 下內(nèi)盤管的溫度控制：在下內(nèi)盤管安裝有溫度傳感器，通過下內(nèi)盤管溫度來控制進(jìn)汽閥門、出氣閥門、進(jìn)水閥門、出水閥門的開度，來及時(shí)調(diào)整釜內(nèi)的溫度變化，控制盤管內(nèi)的溫度。 (3) 回流溫度控制：在外盤管安裝有溫度傳感器，通過回流溫度來控制進(jìn)汽閥門、出氣閥門、進(jìn)水閥門、出水閥門的開度，來及時(shí)調(diào)整釜內(nèi)的溫度變化，控制盤管內(nèi)的溫度。 (4) 冷凝水出水溫度的控制：在冷凝水出水口安裝有溫度傳感器，通過冷凝水出水溫度來控制. 2、壓力控制反應(yīng)釜內(nèi)是一個(gè)負(fù)壓蒸餾負(fù)壓脫水的過程，壓力要求負(fù)的一個(gè)大氣壓；通過下位機(jī)的可編程控制器來自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門開度，實(shí)現(xiàn)壓力控制。釜內(nèi)真空度的控制是通過壓力控制來實(shí)現(xiàn)的。下位機(jī)的可編程控制器可控制真空泵的閥門開度，來實(shí)現(xiàn)反應(yīng)釜內(nèi)對(duì)壓力真空度的控制要求。壓力控制是通過壓力傳感器來實(shí)現(xiàn)的，通過壓力控制可以實(shí)現(xiàn)釜內(nèi)真空度的控制，滿足不同反應(yīng)物對(duì)真空度的要求。充分考慮反應(yīng)釜的運(yùn)行特點(diǎn)和控制要求，做出的控制系統(tǒng)框圖見附頁。反應(yīng)釜的PLC和DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)：通過對(duì)生產(chǎn)過程中的各種工藝參數(shù)實(shí)行自動(dòng)檢測、調(diào)節(jié)和對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行最優(yōu)控制和管理。生產(chǎn)過程自動(dòng)化可以提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本、改善勞動(dòng)條件、保障生產(chǎn)安全。

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周先生

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