聚合反应过程控制系统设计+梯形图程序(2)
聚合化工在国民经济、国防建设和人民生活等各个方面具有十分重要的作用，而聚合反应釜是聚合生产中实现化学反应的主要设备，其操作状况直接影响着生产的效率和质量指标。由于聚合反应中存在一系列复杂的化学变化，同时伴有强烈的放热效应，使系统本身具有较大的时变性、非线性和时滞性，给控制产品的质量和参数指标带来很大的困难。研究反应釜内化工生产过程的自动检测和控制技术，是适应当今化工生产自动化和信息化的需要，也是提高产品质量、保证安全生产、改善劳动条件的必然措施。在反应釜内完成聚合反应的相关参数如反应温度、釜内压力以及搅拌速度等，是聚合过程本身属性的体现。这些参数不仅关系到产品质量，也与生产过程的安全性密切相关。因此，通过测量并精确控制这些参数，以保证聚合生产的质量和安全是十分重要的。聚合反应的放热速率与反应温度之间存在正反馈自激的关系。如果反应温度受到外扰等因素的影响而降低，则反应速率变慢，从而造成反应提前结束或者终止反应；如果反应温度受影响而升高，则反应釜内的反应加剧，放热速率变快，从而使反应温度进一步上升，甚至引起“聚爆”现象，导致釜内的产品变成费品，并且影响生产的安全。因此控制反应温度可以作为控制产品质量和生产安全的一种有效方法。
1．2 国内外化工控制发展现状
1．3 反应釜的过程分析
所谓过程系统是指研究一类以物质和能量转变为基础(即过程工业)的生产过程，研究这类过程的描述、模拟、仿真、设计、控制和管理，旨在进一步改善工艺操作，提高自动化水平，优化生产过程，加强生产管理，最终显著地增加经济效益。过程控制的任务是在了解掌握工艺流程和生产过程动态性的基础上，根据生产对控制提出的要求，应用控制理论，设计包括被控对象、调节器、检测装割和执行器在内的过程控制系统，并对它进行分析和综合，最后采用合适的技术手段加以实现。也就是说，过程控制的任务是由控制系统的设计和实现来完成的。
1．3．1 反应釜的基本结构
反应釜有间歇式和连续式之分．间歇反应釜通常用于液相反应，如多品种、小批量的制药、燃料反应。连续反应釜用于均相和非均相的液相反应，如聚合反应等。反应釜由搅拌容器和搅拌机两大部分组成。搅拌容器包括筒体、换热元件及内构件。搅拌器、搅拌轴及其密封装置、传动装置等统称为搅拌机。筒体为一个钢制罐形容器，可以在罐内装入物料，使物料在其内部进行化学反应。为了文持反应釜内的反应温度，需要设置换热元件。常用的换热元件为夹套，它包围在简体的外部，用焊接或法兰连接的方式装设各种形状的钢结构，使其与容器外壁形成密闭的空间。在此空间通入加热或冷却介质，通过夹套内壁传热，可加热或冷却容器内的物料，介质的每秒流量受电磁阀的控制。搅拌器是化学反应能够进行的关键部件，它提供过程所需的能量和适宜的流动状态。搅拌器有很多种类型，本文采用的是最简单的桨式搅拌器。由于化学反应对反应物的纯度有一定的要求，并且反应过程有可能产生剧毒、易燃、易爆的气体和物料，所以密封装置是反应釜不可缺少的一部分。传动装置包括电动机、减速机、连轴器及机架。通过电机驱动搅拌轴，带动搅拌器旋转，为物料的循环提供动力。罐顶和罐底分别装有加料口和出料口，分别用于往罐中加入物料和从罐取走物料。为了测量釜内的温度，在罐内装有钢制的温度计套管，可装温度计或温度传感器放入其中。为了满足工艺的需要，还可以外接附件装置。
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