聚合釜温度-温度串级控制系统

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1、.学号：课程设计题目聚合釜温度-温度串级控制系统学院自动化专业自动化卓越工程师班级自动化zy1201班姓名指导教师傅剑2015年12月8日..课程设计任务书学生姓名：专业班级：自动化zy1201指导教师：傅剑工作单位：武汉理工大学题目:聚合釜温度-温度串级控制系统初始条件：聚氯乙烯是最通用的塑料品种，广泛应用于国民经济各个领域。在氯乙稀在聚合釜中进行聚合反应的同时释放出热量，使得温度升高。为了保证产品质量，应及时将反应热移走，保持釜内温度恒定。现采用夹套中冷却水流量为控制量来控制反应温度。以聚合釜温度为主

2、参数，以夹套中水的温度为副参数，构成串级控制系统，将反应温度控制在51℃，稳态误差±1℃要求完成的主要任务:1、了解聚合釜工艺设备2、绘制聚合釜温度-温度控制系统方案图3、确定系统所需检测元件、执行元件、调节仪表技术参数4、撰写系统调节原理及调节过程说明书时间安排11月3日选题、理解课题任务、要求11月4日方案设计11月5日~11月8日参数计算撰写说明书11月9日答辩指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日..目录1.课程设计目的与要求11.1聚合釜概述....................

3、....................................................................................................11.2设计目的12.系统总体方案论证22.1设计聚合釜温度控制系统总体方案论证22.2聚合釜温度串级控制系统分析42.3控制规律的选择43.仪表及器件的选择43.1温度传感器的选择43.2温度变送器的选择53.3执行器的选择53.4调节器的选择54小结65.参考文献7..1课程设计目的与要求1.1聚合釜概述

4、制备高分子化合物的主要设备。一般是立式圆柱形高压釜，带有夹套，以便通入蒸汽或冷水来加热或冷却。用于乳液聚合的，内有不锈钢的水平桨式搅拌器，由电动机通过传动装置和减速器传动。釜的外壁常用碳钢制成，内衬不锈钢，也有衬搪瓷的。聚合时可以单釜间歇生产，也可以是多釜串联连续生产。聚合反应物由一个釜的下部进入下一釜的上部。釜上装有温度、压力等仪表，以及进出料口等。用于本体聚合的，则釜内不装搅拌器，且不串联。聚合釜一般由釜体、釜盖、夹套、搅拌器、传动装置、轴封装置、支承等组成。由于用户因生产工艺、操作条件不尽相同，聚合

5、釜内的搅拌型式一般有锚式、浆式、涡轮式、推进式或框式。搅拌装置在高径比较大时，可用多层搅拌桨叶，也可根据用户的要求任意选配。并在釜壁外设置夹套，或在器内设置换热面，也可通过外循环进行换热。加热方式有电加热、热水加热、导热油循环加热、远红外加热、外(内)盘管加热等，冷却方式为夹套冷却和釜内盘管冷却等。1.2设计目的聚氯乙烯是最通用的塑料品种，广泛应用于国民经济各个领域。在氯乙稀在聚合釜中进行聚合反应的同时释放出热量，使得温度升高。为了保证产品质量，应及时将反应热移走，保持釜内温度恒定。工艺要求反应温度为51

6、℃±1℃。这是一个多种参数相互制约的复杂过程，工艺控制指标的好坏关系到生产能否稳定运行，生产效益以及安全问题。因此如何实现氧化炉的最优控制，多年来一直是我国化肥技术十分关注，并为之不懈努力的课题。通过技术改进，聚合釜的控制水平达到了国内先进的水平，产品质量的到提高，设备安全性得到了保证，延长了设备的运行周期，大大提高了聚合釜的经济效益。..2系统总体方案论证2.1设计聚合釜温度控制系统总体方案的论证方案一：采用单回路控制系统。单回路控制系统是指有一个测量元件及变送器、一个控制器、一个执行器和一个被控过程组

7、成，并只对一个被控参数进行控制的单闭环反馈控制系统。温度传感器经变送到控制器直接控制执行器。当聚乙烯在夹套式聚合釜中进行聚合反应，生成聚氯乙烯并放出能量，经变送器传到调节器与设定值进行比较调整作用于控制器，控制器根据调节器传送的值调节阀门的开度俩控制冷却水的流量，以此控制聚合釜的温度。单闭环系统工艺图如图2.1所示。图2.1单闭环聚合釜温度控制系统的工艺流程图方案二：采用串级控制。采用串级控制系统是在简单的控制系统的基础上发展起来的，它增加了一个副控制回路，是系统控制品质相对于单回路控制系统有明显的提高。

8、在系统结构上，再用串级控制系统有两个闭合回路，主回路和副回路，主、副调节器串联工作；主调节器输出作为副调节器设定值，系统通过副调节器控制调节器动作，实现对主参数的定值控制。串级系统的主回路是定值控制系统，副回路是随动控制系统，通过他们的协调工作，使主参数能够准确的控制在工艺规定的范围之内。..图2.2聚合釜温度控制串级控制系统图2.3串级系统方框图方案一的单回路控制系统是最基本的控制系统。其结构简单，投资少，易于调整，操作维护