間歇式反應(yīng)釜的溫度預(yù)測控制.pdf

1、隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，石油化工工業(yè)蓬勃興起，石化工業(yè)中的合成樹脂(塑料材料)應(yīng)用在了許多領(lǐng)域。由于合成樹脂在國民經(jīng)濟(jì)中的重要作用，對合成樹脂的產(chǎn)品質(zhì)量和工業(yè)生產(chǎn)過程自動化提出了更高的要求。而像聚丙烯、聚乙烯、酚醛樹脂等合成樹脂聚合物的聚合反應(yīng)主要是在間歇式反應(yīng)釜中進(jìn)行，數(shù)量約占總聚合裝置的90％。在生產(chǎn)中影響聚合反應(yīng)的最重要參數(shù)是反應(yīng)釜的溫度，反應(yīng)釜的溫度控制的品質(zhì)直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。聚合反應(yīng)過程既是放熱的化學(xué)反應(yīng)過程，又是

2、物理變化過程，聚合機(jī)理復(fù)雜。聚合反應(yīng)過程具有慣性大、滯后大、慢時變，制冷與加熱切換時非線性嚴(yán)重、隨機(jī)噪聲干擾頻繁的特點(diǎn)，這對建立精確的數(shù)學(xué)模型是十分困難的，且傳統(tǒng)的PID控制理論和分程控制方式難以在間歇式反應(yīng)釜溫度控制上取得良好的控制效果。 本文主要是研究間歇式反應(yīng)釜溫度控制系統(tǒng)。比較全面的分析了間歇式反應(yīng)釜溫度變化的特點(diǎn)以及控制難點(diǎn)，總結(jié)當(dāng)前溫度控制系統(tǒng)精度差的根本原因。在此基礎(chǔ)上，基于遞推最小二乘方法和廣義預(yù)測控制原理，在北

3、京亞控公司的組太王軟件平臺上，設(shè)計了一套簡單實(shí)用的解決方案，在升溫階段采用PID控制；在60～70℃時的制冷加熱切換階段，采用預(yù)測控制，以解決嚴(yán)重非線性帶來的振蕩。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與采用的PID控制方案相比，該方案增強(qiáng)了系統(tǒng)的魯棒性和適應(yīng)性，系統(tǒng)振蕩幅度減少了0.83℃，較好的解決了間歇式反應(yīng)釜溫度控制的難題。 課題完成了間歇式反應(yīng)釜溫度控制系統(tǒng)的硬件電路的設(shè)計、系統(tǒng)軟件的編譯與調(diào)試，對間歇式反應(yīng)釜溫度預(yù)測控制進(jìn)行了仿真與實(shí)驗(yàn)研究