《聚合反应釜温度控制系统设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《聚合反应釜温度控制系统设计（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、聚合反应釜温度控制系统设计摘要聚合反应机理复杂,是强放热反应,过程具有大滞后、大惯性、非线性等特性.温度、压力、 浓度及催化剂的活性与牌号等都对化学平衡产生重要影响。因此,反应釜温度控制的效果将直接 影响产品的质量及装置的正常运行,为此将反应釜温度控制回路列为重点监控回路,严格将反应 釜温度控制在要求范围内。传统的PID控制是一种基于过程参数的控制方法，具有控制原理简单、稳定性好、可靠性 高、参数易调整等优点，但其设计依赖于被控对象的精确数学模型,在线整定参数的能力差，因 反应釜机理复杂，各个参数在系统反应过程中时变.因而采用一般的PID控制器无法实现对反应 釜的精确控制。模糊控制和预测控制都
2、是对不确定系统进行控制的有效方法。本文将模糊控制 和预测控制结合起来运用于聚合反应釜温度控制器的设计 ，设计以聚合反应釜温度控制系统为 中心,从控制系统的硬件系统组成、软件选用到系统的设计。单片机以其功能强、体积小、可靠 性高、造价低和开发周期短等优点，成为自动化和各个测控领域中广泛应用的器件，在温度控制系 统中，单片机更是起到了不可替代的核心作用。在工业生产中，如用于热处理的加热炉、用于融 化金属的坩锅电阻炉等，都用到了电阻加热的原理。鉴于单片机技术应用的广泛性和优越性，温度 控制的重要性，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。本文就是根据这一思 想来展开的。结果表明预测模糊控制
3、作为模糊控制和预测控制相结合的产物该控制方法具有使系统超调 量小、调整时间短、对系统参数变化和外界干扰有较强的鲁棒性等优点，是一种提高聚合反应釜 温度控制效果的有效方法。关键词:聚合反应 ；预测控制 ;模糊控制 ；单片机Summary of pol ymeriza t ion Ke t tie tempera t ur eco ntrol sy st emdesignAB S TRACTPolymerizat i on re a ction m e chanism f or compl e x, is a stron g exothermic r e a cti o n, pr oce ss
4、with l a rge ti me d elay s , lar g e ine r tia, no n linear and other features. Temperature, pres s ure, den sity and ch e mical eq uilibr i um cat al y s t a cti v ity a nd g rades, and s o on hav e a major i mpa ct。 Therefor e, the ef fect of the t em p er a ture c o ntrol of r e actor s will di
5、re c tl y a ffe c t the no r m al op eration o f the q u alit y of t he produ c ts and equipm e nt, for which the r eacto r temp e r a tu r e control ci rcu it a s a key monitori n g c ir c u it, stri c tl y within the re a ctor t e mper at u r e control req u irem e nts. Trad itional PID cont rol i
6、s a control met hod ba s e d on p roce s s p arame t ers, w i th t he control prin ci ple of s i mpl e , g ood stab i lit y, hi gh reli a bi l ity, easy pa r ame t e r a d j u s tment, an d o ther adv a nta g e s, but i ts design r elies on prec i se ma th ema t i c al mod e l o f t he con t r oll e
7、d ob j e c t,poor o nline tuning pa r ame t ers of power, r e ac t or mechanism o f c om pl ex , i n d i vidual pa r ame t er s in the system to time-varyi n g r eactions. T hus a ve r a g e PID c on t roller to a ch i e v e p rec i se co nt ro l o f rea ct or。 F uzzy con t rol a nd p r ediction c o
8、 ntrol are eff e c t iv e method s of contro l f or un cer ta in syste ms Th is art icl e c ombi nes the fu z zy con t rol and pred i ctio n c ontrol appli e d to the d e sig n o f p olyme r izat i on Kettle tempe ra t ure con troller, design cent ered o n the polyme r izatio n Ket t le t empe r atu
9、re c on t r ol systems, ha rd wa re s ystem, from the c ontrol sy stem d e sign o f the softw are t o the s ystem. Mono l ithic in t egr at e d circuit w i th its p owerf ul, s mall s iz e, hig h relia bilit y, low cost a nd s ho rt d e v elopm ent cy cles, and other a dv an tages , bec ome wide ly
10、u se d devices in the fi el d of automatio n and cont rol , tem perature con tro l s yste m, sin gle一c hip c o mput e r a i s a t the core has played an irreplace ab le role。 In industrial production,such as heat treatment furnace,Crucible resistance fu rn ace used f or melt ing me ta l, are used to
11、 th e prin ciple of r e sista n ce h e a ti ng。Gi ve n the b re ad th of appl i cat i on of sing l e一 chi p microcom puter and superiori ty, th e im po rtanc e o f t empe rature co ntrol an d temperature co ntrol syste m de si gn of an ideal is a valuab le。 Th is art icl e is ba se d on this i dea t
12、o e xp and . Resul ts indicate that pr edictive fuzzy cont ro l as a product o f t he co mbination of fuzzy control and p redictio n contr ol meth od of th e con trol h as a sma ll amount of overs hoot the sy st em, adjus t the t ime is sho rt, on th e system p ar amete r chan ge an d outsid e in te
13、rferen cer obu st ne ss of str ong ad vanta ges,is an ef fective meth od of improving the eff ect of p oly merizatio n Kettle tem perat ure control.KEYWORDS:Po 1 ymeriz i ng 一ke tt le;Predictive c o ntr o1 ; F u z zy l o gic co nt r ol； tem p e ra t u re contr o1；Single一 chip ;目录摘要错误!未定义书签。ABSTRACT错
14、误!未定义书签。第1章 绪论 错误!未定义书签。1。1国内研究发展现状错误!未定义书签。1.11研究现状错误!未定义书签。1。1。2发展前景错误!未定义书签。1。2 选题背景和研究意义错误!未定义书签。第2章 聚合反应釜生产工艺和结构特点错误!未定义书签。2.1聚合反应釜工艺简介错误!未定义书签。2。2聚合反应釜结构与工艺特点错误!未定义书签。第3章相关理论介绍错误!未定义书签。3。1预测模糊控制算法的基本原理错误!未定义书签。第4章 聚合反应釜控制方案 错误!未定义书签。4。1预测模糊控制方案的选择 114。2聚合反应釜温度控制流程图错误!未定义书签。 第5章系统硬件设计和设备选型及调试错误
15、!未定义书签。5.1温度控制器的选择错误!未定义书签。5。2单片机的选择错误!未定义书签。5.3数据采集输入通道设计错误!未定义书签。5.4输出控制电路设计 错误!未定义书签5。5温度超限报警电路设计错误!未定义书签。5。 6键盘接口电路设计 错误!未定义书签5。7 LED显示接口电路设计错误!未定义书签。5. 8单片机温控系统的调试过程错误!未定义书签。第六章结论错误!未定义书签。参考文献 错误!未定义书签谢辞 错误!未定义书签第 1 章 绪 论聚合反应机理复杂,是强放热反应，过程具有大滞后、大惯性、非线性等特性。 温度、压力、浓度及催化剂的活性与牌号等都对化学平衡产生重要影响。因此 ,反
16、应釜温度控制的效果将直接影响产品的质量及装置的正常运行 ,为此将反应釜温度 控制回路列为重点监控回路,严格将反应釜温度控制在要求范围内.伴随着我国经济的发展 ,高分子聚合物在各个领域得到了广泛的应用 ,同时也 对聚合物的产品质量和生产过程自动化提出了更高的要求，比如碳纤维的生产研 制。在影响聚合反应的参数(如温度、压力、流量、速度等)中,最重要的是反应器 的温度控制，其控制品质直接影响产品质量和产量。间歇式反应釜具有时变、非线 性、反应机理复杂等特点,一直是过程控制领域的研究热点。但单纯的经典控制理 论难以在聚合反应釜温度控制上取得好的控制效果，所以建立起反应过程的数学模 型并对生产过程进行仿真研究,对于实现聚合反应过程的先进控制具有重要的理论 和实际意义。 本文全面的分析了反应釜温度变化的特点以及控制难点，在对反应 釜夹套加热系统的传热原理系统分析的基础上，根
