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1、体在反应器中流动可看做理想活塞流。带夹套 的混合器良好的混合效果解决了两股物料的混合, 并提供了较大的换热面积, 使反应温度的控制变得更加容易。较高的操作压力使生成反应物的反应始终在液态下进行, 反应更加均匀充 分, 产品质量更易控制, 操作更加安全方便。( 3) 由于静态混合器的引入, 使传统乙氧基化反应的间歇和半连续的操作变成连续化生 产, 使国内乙氧基化反应技术上了一个新台阶,同时也扩展了静态混合器的应用领域, 使乙氧基化反应技术的设备及工艺都得到了发展。参 考 文 献1 M utsakis M. Chemical Engineering Progress, 1982: 422 静态混合
2、器基础和应用. 马德诚等译. 北京: 纺织工业出版社, 1985: 2243 Koch D H.AIChE71M eet Miami Beach,Paper9ZE,1978, ( 11) : 12164 Bor T . Brit Chem Eng, 1971, 16( 7) : 6105 三枝武夫. 开环重合( ) . 化学同人, 日本: 京都, 1971.6 杨忠保, 范存良, 高峰等. 化学反应工程与工艺, 1997,13( 3) : 293超临界二氧化碳萃取器单片机控制系统李建华 余蜀宜 余蜀兴 (南京林业大学化工学院, 南京市 210037) (南京金河机床附件厂, 南京市 21001
3、8)摘 要 就超临界二氧化碳萃取器单片机控制系统的硬/ 软件设计及抗干扰措施进行叙述。经实践证明,该控制系统稳定性好、抗干扰能力强及控制精度高。关键词 8031 单片机 PID 算法 控制系统 温度 压力1 前言笔者曾在文献 1 上介绍了利用现有 150L 高压釜( 压力 20MPa) 改成超临界二氧化碳萃取器的机械部分。改造后的装置基本上能满足 操作压力低于 20MPa 的超临界 CO2萃取有机 物的生产工艺需要。 但经大量的应用试验发现, 原有的压力计、温度计等控制部分,不仅体积大、元件易老化,还存在控制精度和自动化程 度不够高的问题。 这是由于超临界流体的密度、粘度等参数随温度、 压力的
4、变化而显著地变化, 而其溶解能力又与其密度有很大关系, 温度和压力的微小变化会导致超临界流体的溶解能力 发生急剧的变化, 特别是在临界点附近。 为此,该萃取装置改用以 8031 单片机为核心, 采用PID 算法的控制系统, 达到了理想的效果。2 控制系统组成在超临界条件下, 萃取操作过程的温度和压力, 仅仅微小变化, 都会大大影响物质的溶解度, 因此需要对操作系统的温度和压力连续检测和显示,并与设定值进行比较, 通过控制调节阀进行温度和压力控制。此外, 还必须及时对系统温度和压力的超上限和超下限进行检测报警,以及对各种故障进行报警和处理。本控制系统的工作原理为: 温度经康铜传感器、 压力经硅蓝
5、宝石压力传感器检测后, 分别经过温度变送器和压力变送器转换为电流信号, 再传送到 8031 单片机。由变送器送来的 010mA 检测电流在 500? 精密电阻上产生 1个05V 的电压, 输入到模拟量A/ D 板, 经过转换和数据预处理后成为计算机可以接受的数字信号。数字信号输入单片机后即进行某种控制算法的运算, 计算出的控制规律经模拟量D/A 板送入 V/ I 转换板,统一成 420mA 的电7 化工装备技术第 19 卷 第 5 期 1998 年流信号, 作用于调节阀进行温度和压力控制。 控 制系统见图 1。图 1 8031 单片机控制系统原理图3 硬件组成系统硬件由 8031 单片机最小微
6、机系统和温度、压力检测电路等组成。单片机系统以8031 单片机为核心, 外接 EEPROM 2817A 存 储器, 并配备 A/ D 和D/ A 转换板; 键盘显示接口采用大规模专用集成芯片 8279, 键扫描及显示动态扫描整个过程自动完成; CPU 与 8279之间采用中断申请, 键盘工作可靠,显示清晰 稳定, 正常显示时不占用CPU 任何时间; A/ D、D/ A 转换器通过一块大规模集成芯片 8155 连 接, 8155有 A、B、C 三组共 22 根 I/ O 线, 其中 A 口用于A/ D 转换, B 口用于D/ A 转换, C 口用于放大器的量称切换及输入信号的切换。本系统还设计了
7、一个专用功能键盘和显示电路。 通过专用功能键盘可以输入各种数据, 且可根据不同的工艺要求, 修改温度和压力的调 节设定值。该电路通过可编程键盘和显示控制器 8279 与 8031相连, 由于 8279 内部具有时序和控制, 8031 不必扫描键盘或刷新显示器, 只要通过软件编程设定 8279 的工作方式, 并通过 数据传递实现由 8279 同时管理键盘和显示器的独立同步工作, 这样大大节省了 8031 的软件费支出, 简化了系统的硬件结构, 8279 与 8031间的联络是通过中断方式实现的。 由温度、 压力 检测电路实时测得的温度值和压力值, 经 8031计算处理后变换成 BCD 码的形式,
8、 通过并行数据输出锁存电路送至温度及压力显示接口电 路。显示电路主要由并行数据输出锁存、 译码、驱动电路组成, 同时系统采用微型打印机作为硬拷贝输出设备, 将显示的温度、 压力以及系统 的工作状态和参数数据打印出来。打印机接口电路采用可编程通用并行接口电路 8255, 利用8255 的 A 口作为打印数据输出口, 打印机的状 态和控制信号通过 8255 的 C 口传送。4 系统软件系统软件采用结构化模块程序设计, 主要由主程序、中断服务程序和子程序组成。在软件算法上, 8031主要完成釜内温度、夹套温度 及釜内压力信号的实时检测,信号数据的计算处理和存贮, 高压系统的运行控制, 以及温度、压力
9、的实时显示和各种数据的打印。系统主程 序框图如图 2 所示。开 始 初始化YN初始态Y 初始态设置 显示驱动 键处理 设温度、压力控制软件定时 温度、压力采样 PID运算图2 系统主程序框图5 抗干扰措施工作现场环境复杂多变, 弥漫着各种干扰。干扰来自各个方面, 其主要因素为电磁干扰, 包 括放电干扰,工频及其谐波干扰,以及工作信号互为干扰等。这些干扰通过控制系统 I/ O 接口进入微机, 或在控制系统内部形成, 使输入、 输出误动作。8超临界二氧化碳萃取器单片机控制系统针对上述现象, 本控制系统采用了下列抗干扰措施:( 1) 采用通用的光电隔离 I/ O 卡,对单片机的三总线进行光电隔离,并
10、通过外部总线与 现成的各种 I/ O 卡进行连接。( 2) 电源电压不稳定也是主要的干扰, 它除了造成 CPU 运行失常外,还会造成对存储器 的误写入, 使其中重要的运行参数改变,造成系统失控。因此采用电源监测器 T L7705 使电源保持稳定, 该器件工作电压为5V。此外, 对于外界窜入的干扰, 电流信号的敏感程度要比 电压信号低,也就是说电流信号的稳定性相对较好,故现场的温度、压力采样先由温度、压力变送器转换为电流形式, 再传送到8031 单片 机, 大大提高了信号传输过程中的抗干扰能力。( 3) 为了防止电源在断、 开过程中, 由于电源的瞬间跃变可能使 8031 内部的 RAM 处于读写
11、状态, 使原来的RAM 数据遭到破坏, 故采 用断电保护电路, 使在断电瞬间或以后 RAM亦处于写禁止状态。( 4) 采用软件滤波及平滑滤波子程序, 每4 次采样的结果去掉 1 个最大值、 1 个最小值、 然后取平均值,这样可有效地控制信号干扰。( 5) 采用软硬件相结合实现 CPU 取指令区域的限定,亦可有效地克服偶遇大干扰后程序转移错误的现象。其方法是在运行中不断监视CPU 的取指令周期,若发现超越程序设定 的区域取指令, 则发出非屏蔽中断返回, 重新采样程序开始工作。同时还设有监视异常运行的时间监视器程序,保证运行正常的程序不发 生超时报警, 而当超时报警时, 系统自动复位,重新工作。6
12、 结语超临界二氧化碳萃取器的控制系统经过单片机的全面改造后,大大提高了控制精度,并增强了控制系统的稳定性和抗干扰性,加大了 操作弹性。实践证明, 本单片机控制系统设计合理, 性能/ 价格比较高, 控制效果优良, 达到了预期的目的。参 考 文 献1 余蜀兴等. 化工装备技术, 1998, 19( 1) : 192 李兵. 微型机与应用, 1997, 16( 7) : 333 张兴福. 微型机与应用, 1995, 14( 8) : 244 朱桂英等. 微型机与应用, 1996, 15( 3) : 265 陈冲等. 自动化与仪器仪表, 1996, ( 2) : 426 沈工等. 电脑学习, 1992
13、, ( 1) : 127 李国洪. 微型机与应用, 1995, 14( 2) : 23载热体燃煤加热炉的燃烧方式及其对环境污染的影响汪 琦 许末兴 陈国栋(华东理工大学, 上海市 200237) (锡山市加热炉制造厂, 锡山市 214131)摘 要 介绍了载热体燃煤加热炉的五种燃烧方式,并分析了所产生的烟尘对环境污染的影响。关键词 载热体加热炉 燃烧方式 烟尘 烟气黑度1 前言载热体燃煤加热炉中的燃料在炉膛内燃烧产生的物质,如烟尘颗粒物、硫氧化物、氮氧化物、二氧化碳等,经排烟装置排入大气,造成环境污染, 故燃烧设备是污染物的发生源, 而 各种不同的燃烧方式产生的污染物对大气环境的影响程度也各不相同。9 化工装备技术第 19 卷 第 5 期 1998 年
