反应釜温度智能控制系统设计 (6)
反应釜自动化控制说明
反应釜自动化控制说明
一、引言
反应釜是一种用于进行化学反应的设备，为了提高反应的效率和安全性，采用
自动化控制系统对反应釜进行控制是非常必要的。本文将详细介绍反应釜自动化控制系统的设计原理、控制策略和操作流程。
二、设计原理
1. 反应釜自动化控制系统的设计基于PLC（可编程逻辑控制器）技术，通过传
感器采集反应釜内的温度、压力、液位等参数，并根据预设的控制策略进行自动调节。
2. 控制系统通过与反应釜内的加热、冷却、搅拌等设备进行连接，实现对反应
过程的精确控制。
3. 采用人机界面（HMI）作为操作界面，方便操作人员对控制系统进行监控和
参数设置。
三、控制策略
1. 温度控制：根据反应釜内的温度传感器实时采集的数据，控制系统自动调节
加热或冷却设备的输出，使反应釜内的温度维持在设定的目标温度范围内。
2. 压力控制：通过压力传感器实时采集反应釜内的压力数据，控制系统根据预
设的压力范围自动调节排气阀的开度，以保持反应釜内的压力稳定。
3. 液位控制：利用液位传感器监测反应釜内的液位变化，控制系统根据预设的
液位范围自动调节进料阀和排料阀的开度，以维持反应釜内的液位在合适的范围内。
4. 搅拌控制：根据反应釜内的搅拌器转速传感器实时采集的数据，控制系统自
动调节搅拌器的转速，以保证反应液体的均匀混合。
四、操作流程
1. 启动系统：操作人员通过HMI界面启动反应釜自动化控制系统，系统进行自检并显示各个传感器的状态。
2. 设置参数：操作人员根据具体的反应要求，在HMI界面上设置目标温度、压力、液位和搅拌速度等参数。
3. 开始反应：操作人员确认参数设置无误后，点击“开始反应”按钮，控制系统开始监控反应釜内的温度、压力、液位和搅拌速度，并进行相应的调节。
智能型实验用红外加热反应釜温度控制系统的设计与实现
ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉ ｒ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｑ ｕ ｌｉ ａ ｔ ｙ ． Ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｕ ｓ ｅ ｓ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ － ｓ ａ ｖ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｆ ｒ ｒｅ ａ ｄ ｊ ａ ｃ ｋ ｅ ｔ ｈ ｅ ａ ｔ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｈ ｅ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ， ｇ ａ ｓ ｃ ｏ ｏ ｌ ｉ ｎ ｇ ， ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｓ ｔ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｓ ｌ ａ ｖ ｅ
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科技信息
０本刊重稿 ０
Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ＆Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ Ｉ Ｎ Ｆ Ｏ Ｒ ＭＡ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ
２ ０ １ ３年
第５ 期
智能型实验用红外加热反应釜温度控制系统 的设计与实现
反应釜自动化控制说明
反应釜自动化控制说明
一、概述
反应釜自动化控制系统是为了提高反应釜生产过程的自动化程度、精确度和安
全性而设计的。该系统通过采集反应釜内部的各种参数，并根据预设的控制策略，自动调节反应釜的温度、压力、搅拌速度等参数，实现对反应过程的精确控制和监测。本文将详细介绍反应釜自动化控制系统的硬件配置、软件功能和操作流程。
二、硬件配置
1. 传感器：反应釜自动化控制系统需要安装温度传感器、压力传感器、液位传
感器等传感器，用于实时监测反应釜内部的各种参数。
2. 控制器：采用先进的PLC控制器作为反应釜自动化控制系统的核心控制设备，负责采集传感器数据并控制执行机构的运动。
3. 执行机构：根据控制信号，控制执行机构的运动，例如控制加热器的加热功率、控制搅拌器的转速等。
三、软件功能
1. 参数设置：通过人机界面，可以设置反应釜自动化控制系统中的各项参数，
包括温度设定值、压力设定值、搅拌速度设定值等。
2. 实时监测：反应釜自动化控制系统可以实时监测反应釜内部的温度、压力、
液位等参数，并将数据显示在人机界面上，方便操作人员实时了解反应过程的状态。
3. 控制策略：根据预设的控制策略，反应釜自动化控制系统可以自动调节反应
釜的温度、压力、搅拌速度等参数，以保持反应过程的稳定性和精确度。
4. 报警功能：当反应釜内部参数超出设定范围时，自动化控制系统会发出警报，并通过人机界面显示相应的警报信息，提醒操作人员及时处理。
四、操作流程
1. 启动系统：将反应釜自动化控制系统的电源接通，并按照系统启动流程进行
操作，确保系统正常运行。
化工反应釜温度控制系统的研究与设计
化工反应釜温度控制系统的研究与设计
一、本文概述
化工反应釜作为化工生产中的核心设备，其温度控制对于确保产品质量、提高生产效率以及保障生产安全具有至关重要的作用。然而，由于化工反应过程中涉及的物质种类繁多，反应条件复杂多变，因此，如何实现精确、稳定且可靠的温度控制一直是化工领域的重要研究课题。本文旨在深入探讨化工反应釜温度控制系统的研究与设计，以期为解决当前化工生产中存在的温度控制问题提供理论支持和实践指导。
本文将首先概述化工反应釜温度控制的重要性和挑战性，接着详细介绍现有的温度控制技术及其优缺点。在此基础上，本文将提出一种新型的化工反应釜温度控制系统设计方案，包括硬件结构、软件编程以及控制策略等方面。该方案将充分利用现代自动化控制技术，如传感器技术、数据处理技术和智能控制算法等，以提高温度控制的精度和稳定性。
本文还将对新型温度控制系统的性能进行仿真分析和实验研究，以验证其在实际应用中的可行性和有效性。本文将对研究成果进行总结，
并提出未来的研究方向和展望，以期为化工反应釜温度控制技术的发展贡献力量。
二、化工反应釜温度控制系统的基本原理
化工反应釜是化工生产过程中的核心设备，其内部反应过程中的温度控制对于保证产品质量、提高生产效率以及保障生产安全具有至关重要的作用。因此，研究和设计一套高效、稳定的化工反应釜温度控制系统是化工行业的重要任务。
化工反应釜温度控制系统的基本原理是通过对反应釜内部温度的实时监测和精确控制，实现对化学反应过程的有效管理。这一系统通常由温度传感器、控制器和执行机构等核心组件构成。
一种聚合反应釜的自动控制系统设计
一种聚合反应釜的自动控制系统设计
1.釜的控制与调节：釜的控制主要包括控制釜的开关和关闭、控制釜内的压力、温度和搅拌速度等。将釜的开关和关闭设置为自动控制模式，可以通过信号传感器来监测釜内的压力和温度。当压力和温度超过设定值时，系统可以自动调节加热或冷却功能，保持在设定范围内。搅拌速度也可以根据需要进行自动调节，以控制反应的效果。
2.温度控制：温度是影响反应过程的重要因素之一、通过设置温度传感器，可以实时监测反应釜内的温度，并将温度信号传递给控制器。控制器根据事先设定好的反应温度曲线，自动调节加热和冷却设备，保持反应温度的稳定。
3.压力控制：在聚合反应过程中，压力的变化可能会影响反应的速率和效果。因此，该系统应该包含压力传感器用于监测釜内的压力，并将信号传递给控制器。控制器根据设定的反应压力范围，自动调节加热和冷却设备，保持反应釜内的压力在设定范围内。
4.进料控制：在聚合反应过程中，需要逐渐添加反应物料。进料控制系统应包含流量传感器，用于测量反应物料的流量。控制器根据设定的反应物料流量曲线，自动调节进料速度，以控制反应过程。
5.搅拌控制：搅拌是聚合反应过程中的一个重要步骤，可以促进反应物料的混合和均匀分布。搅拌控制系统应包括搅拌速度传感器和控制器。控制器根据设定的搅拌速度曲线，自动调节搅拌设备的转速，以达到所需的混合效果。
6.反应物浓度控制：在聚合反应过程中，反应物浓度的变化可能会影响反应的速率和效果。反应物浓度控制系统应包括浓度传感器和控制器。
控制器可以根据浓度传感器测量到的反应物浓度，自动调节进料速度或反应时间，以控制反应物浓度在设定范围内。
反应釜 控制方案
反应釜控制方案
反应釜控制方案资料
简介
反应釜是化工领域常见的设备，在化学反应过程中起到重要作用。为了确保反应釜的安全运行和高效控制，本方案提供了一套针对反应
釜控制的解决方案。
方案概述
该方案主要涉及反应釜的控制策略、参数监测、安全措施等方面，旨在实现反应过程的精确控制、良好的安全性以及高效的运行。
控制策略
•使用PID控制器实现对反应物料的流量、温度和压力的控制；
•采用反馈控制机制，根据反应过程中的实际情况来调整控制策略；•设定合理的控制参数，在允许的误差范围内对反应过程进行控制。参数监测
•安装传感器对反应物料的温度、压力、浓度等参数进行实时监测；•使用数据采集系统对监测到的数据进行记录、存储和分析；
•建立合理的报警机制，及时发现并处理异常情况。
安全措施
•安装安全阀和压力传感器，保证反应釜内部压力不会超过安全范围；
•配备气体泄露检测装置和火焰探测器，及时发现可能存在的安全隐患；
•定期进行设备检修和维护，确保设备的正常运行。
方案优势
•提供了精确的控制策略，可以实现对反应釜过程的精确控制，提高产品质量；
•采用实时监测和数据采集系统，可以随时了解反应过程的实时状态，提前发现问题；
•安全措施完善，有效减少了安全事故的发生概率，保障了操作人员的安全。
方案应用
该方案适用于化工行业中反应釜的控制需求，特别是对于对产品质量要求较高、安全隐患较大的反应过程，可以发挥更大的优势。
总结
通过合理的控制策略、实时参数监测和完善的安全措施，本方案能够有效地提高反应釜控制的精确性、安全性和效率性。希望该方案能为化工行业中反应釜控制领域提供有益的参考和指导。
反应釜自动化控制说明
反应釜自动化控制说明
一、引言
反应釜是一种常见的化学实验设备，用于进行各种化学反应。为了提高实验效率和安全性，采用自动化控制系统对反应釜进行控制已成为一种趋势。本文将详细介绍反应釜自动化控制系统的功能、原理、操作步骤和注意事项。
二、功能
1. 温度控制：自动调节反应釜内的温度，保持温度稳定。
2. 压力控制：自动调节反应釜内的压力，保持压力在安全范围内。
3. 搅拌控制：自动控制反应釜内的搅拌速度和方向，确保反应物均匀混合。
4. 进料控制：自动控制反应釜的进料量和进料时间。
5. 排放控制：自动控制反应釜的排放量和排放时间。
三、原理
反应釜自动化控制系统由传感器、执行器、控制器和人机界面组成。传感器用于实时监测反应釜内的温度、压力和搅拌状态等参数，将数据传输给控制器。控制器根据预设的控制策略，通过执行器对反应釜进行控制。人机界面提供操作界面，用户可以通过界面设置参数、监测实时数据和进行报警处理。
四、操作步骤
1. 启动系统：将电源接入系统并打开电源开关，确保系统正常运行。
2. 设置参数：通过人机界面设置反应釜的温度、压力、搅拌速度和进料量等参数。
3. 开始控制：点击开始按钮，系统开始自动控制反应釜。
4. 监测数据：通过人机界面实时监测反应釜内的温度、压力和搅拌状态等数据。
5. 处理报警：如果系统检测到异常情况，及时处理报警信息，确保实验安全。
6. 停止控制：实验结束后，点击停止按钮，系统停止对反应釜的控制。
7. 关闭系统：关闭电源开关，断开电源供应。
五、注意事项
1. 操作前应仔细阅读反应釜的使用说明书，并按照要求进行操作。
反应釜自动化控制说明
反应釜自动化控制说明
一、背景介绍
反应釜是一种常用的化学实验设备，用于进行各种化学反应。为了提高反应釜
的操作效率和安全性，自动化控制系统被广泛应用于反应釜中。本文将详细介绍反应釜自动化控制系统的工作原理、功能和操作流程。
二、工作原理
反应釜自动化控制系统基于先进的传感器技术和计算机控制算法，通过实时监
测和分析反应釜内的温度、压力、液位等参数，实现对反应过程的自动控制。系统根据预设的控制策略，调节加热、冷却、搅拌等设备的工作状态，以达到预期的反应效果。
三、功能介绍
1. 温度控制：系统可以实时监测反应釜内的温度，并根据设定的目标温度自动
调节加热或冷却设备的工作状态，使反应釜内的温度保持在设定范围内。
2. 压力控制：系统可以监测反应釜内的压力，并根据设定的目标压力自动调节
加压或减压设备的工作状态，保持反应釜内的压力稳定。
3. 液位控制：系统可以实时监测反应釜内的液位，并根据设定的液位范围自动
控制进料和排放设备的工作状态，保持反应釜内的液位在合适的范围内。
4. 搅拌控制：系统可以调节反应釜内的搅拌速度和方向，以实现反应物质的充
分混合和传质效果。
5. 安全保护：系统具备多种安全保护功能，如过温、过压、过液位等报警机制，以及紧急停机按钮等应急措施，保障操作人员和设备的安全。
四、操作流程
1. 启动系统：按下系统启动按钮，系统开始自检并进入工作状态。
2. 设置参数：通过系统界面输入所需的温度、压力和液位等参数，并进行确认。
3. 自动控制：系统根据设定的参数和控制策略，自动调节加热、冷却、搅拌等
设备的工作状态，以实现反应釜内的自动控制。
反应釜的温度控制系统 毕业设计论文
反应釜的温度控制系统毕业设计论文
安徽工业大学
毕业设计(论文)任务书
课题名称反应釜的温度控制系统
学院电气信息学院
专业班级仪表093
姓名
学号099064035
摘要
反应釜是化工生产过程中的重要设备，反应过程中伴随有大量的吸、放热现象，具有大滞后、时变、非线性、反应机理复杂等特点.
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，在线橄定参数的能力差，而反应釜因为机理复杂、各个参数在系统反应过程中时变，不能建立精确的数学模型，不能满足系统在不同条件下对参数自整定的要求，因而采用一般的PID控制器无法实现对反应釜的精确控制。
模糊控制是一种基于规则的语言控制，在设计中不需要建立被控对象的精确数学模型，鲁棒性强，干扰和参数变化对控制效果的影响被大大减弱，控制效果好。但模糊控制器是以误差和误差变化作为输入变量，这种控制器具有模糊比例一微分控制作用，精度不太高、稳态误差较大、自适应能力有限和易产生振荡现象。
预测控制是一种优化控制算法，它是通过对某一性能指标的最优来确定未来的控制作用的，具有对模型要求低、鲁棒性好、适用于数字计算机控制的优点。由于计算机模型预测控制具有良好的跟踪性能，能有效地提高系统的稳定性和消除误差，对滞后过程有明显控制效果，更加符合工业温度控制的实际要求，从而大大提高了温度控制系统的性能。
本文比较全面的分析了反应釜温度变化的特点以及控制难点，总结当前温度控制系统精度差的根本原因，在此基础上采用基于预侧的模糊自整定PID集成控制技术实现反应釜温度控制，其主要思想是利用系统模型的预测输出，结合常规PID的控制经验，采用模糊推理方法，对控制器算法进行改进。实验结果表明，与通常的PID控制方案相比，该方案提高了系统的鲁棒性和适应性，较好的解决了反应釜温度控制的难题。
连续反应釜温度控制系统的设计与仿真
Ａ Ｉ
ຫໍສະໝຸດ Baidu９
温度 ， 使反应转化率达到最大值。 连续反应釜 内温度 自动控制系统是将测温仪表
２ 系统硬 件设 计
和 自动化装置组成一个闭环的系统来实现 的。整个 系统采用 Ｓ ＴＣ Ｐ Ｓ Ｉ Ｉ Ｃ ７自动化系统 ， ＭＡ 采用 上位机软 件 ＷｉＣ ｎ Ｃ作为操作和监控的人机界面， 图 １ 如 所示。 西门子 Ｓ ＴＣＰ Ｓ Ｉ Ｉ Ｃ ７系统 为工业 自动化提供 ＭＡ
热水 阀开关 Ｓ ６
动化系统使用 ￥ － ０的组件 ，７４０控制 器采用模 ７４ ０ ￥－ ０
收稿 日期 ：００ —８ 修改稿） ２ １ ￣８１ （
・
２ Ｏ・
化 工
自 动 化 及 仪 表
第３ ７卷
根据所确定的输入输 出点数 以及控制功 能的实 现要求 ， 结合所设计 的 Ｐ Ｓ Ｃ ７网络结构 ，７４ ０硬件 ￥－ ０
块化设 计 ， 无风扇 、 鲁棒性高 ， 可高度扩展 。根据 并 本次设计控制系统所给条件及工艺特性 、 控制要求 ，
选 取 ＩＯ点 如表 １ 示 。 ／ 所
操 作 员／２ 师 站 Ｉ程
ＣＳ ＯＳ ＡＳ ， ，
十分复杂 ， 难以建立精确 的数学模型 ， 致使整套设备
的 自动化水平较低 。而且在反应釜中进行 的反应一
型号 说明 数量
蒸汽加热反应釜控制系统的设计
蒸汽加热反应釜控制系统的设计蒸汽加热反应釜是一种常用于工业生产中的反应器，其特点是能
够通过蒸汽加热的方式，使反应釜中的物质得到加热，从而实现反应
的进行。为了保证反应釜的稳定运行，需要设计一个可靠的控制系统，下面具体介绍蒸汽加热反应釜控制系统的设计。
一、系统功能需求
蒸汽加热反应釜的控制系统需要实现以下功能：
1.测量和控制反应釜内的温度，保证反应釜内的物质能够达到设
定温度。
2.根据反应釜所需温度和反应速率等参数，自动调节蒸汽阀门的
开启程度。
3.根据反应釜内的压力变化，自动控制蒸汽阀门的开启程度，保
证反应釜内的压力在安全范围内。
4.提供手动操作模式，方便维护和检修反应釜。
二、系统硬件设计
1.硬件组成
蒸汽加热反应釜的控制系统由下列硬件组成：
①温度传感器：用于探测反应釜内的温度变化。
②控制器：接收温度传感器的信号，计算蒸汽阀门的开度，并控制蒸汽阀门的开合。
③蒸汽阀门：控制蒸汽的流量，实现加热反应釜内的物质。
④压力传感器：用于探测反应釜内的压力变化。
2.控制器选型
选择适合的控制器对于系统的稳定性和可靠性至关重要。蒸汽加热反应釜控制系统可以采用PID控制器或者高级控制器。PID控制器是较为经济实用的控制器，适用于工业控制领域的大多数应用场合。高级控制器性能更加强大，能够调整更多的工艺参数，但是价格较高。
三、系统软件设计
蒸汽加热反应釜的控制系统需要一个可靠的软件来实现温度和压力的监控和调节。
1.温度检测和控制
温度传感器将反应釜内的温度变化转换为电信号，并经过处理后传给控制器。控制器计算出蒸汽阀门的开度，并将蒸汽信号发送给蒸汽阀门，实现对反应釜内温度的控制。
反应器控制系统设计
⑸根据所设计的控制系统设计监控系统并进行仿真。
2
2.1
本设计被控对象为过程工业常见的带搅拌釜式反应器系统，属于连续反映过程。反应过程为反应物A与反应物B在催化剂C的作用下，在反应温度120±1.0℃下进行反应，生成产物D。反应初期用热水诱发，当反应开始后由冷却水通过蛇管与夹套进行冷却。其工艺流程图如图2.1所示。
Continuous stirred tank reactor is the key equipment in chemical production,it is a complicated control objectwithalarge time delay, nonlinearity,time-varying characteristicsanddrastic changes and large amplitude disturbance.Combined with the control requirements,in this paperIdesignthe cascade PID control schemeaftera careful analysis of theproductionprocess.The hardware and software selectionare done following the selection of control scheme.As to hardware, theS7-200 PLC of Siemens is chosen,and the corresponding software STEP7 is chosen forprogramming.ThenForce Control of Beijing Three-dimensional Force Control Company is chosen to make the supervision picture.Matlab7.0 work for the simulation.
蒸汽加热反应釜控制系统的设计
蒸汽加热反应釜控制系统的设计
反应釜是化学实验室中常用的设备之一，它可以用于各种化学反应的实验和生产。在反应釜的使用过程中，加热是一个非常重要的环节，因为反应的速率和效果都与温度有关。而蒸汽加热是一种常用的加热方式，因为它可以提供均匀的加热效果，并且不会产生火花和爆炸等危险。
为了更好地控制反应釜的加热过程，我们需要设计一个蒸汽加热反应釜控制系统。这个系统需要包括以下几个方面的内容：
1. 温度传感器：这是一个非常重要的部件，它可以实时监测反应釜内部的温度，并将数据传输给控制系统。我们可以选择一些高精度的温度传感器，比如热电偶或者红外线传感器，以确保数据的准确性和稳定性。
2. 控制器：控制器是整个系统的核心部件，它可以根据温度传感器的数据来控制蒸汽加热器的输出功率。我们可以选择一些高性能的控制器，比如PID控制器，以确保系统的稳定性和响应速度。
3. 蒸汽加热器：蒸汽加热器是将蒸汽转化为热能的设备，它可以将蒸汽输送到反应釜中，以实现加热的效果。我们可以选择一些高效的蒸汽加热器，比如蒸汽管道或者蒸汽喷嘴，以确保加热的均匀性和效率。
4. 安全保护装置：安全保护装置是整个系统的重要组成部分，它可以保护反应釜和操作人员的安全。我们可以选择一些高效的安全保护装置，比如温度保护器、压力保护器和漏电保护器等，以确保系统的安全性和可靠性。
蒸汽加热反应釜控制系统的设计需要考虑到多个方面的因素，包括温度传感器、控制器、蒸汽加热器和安全保护装置等。只有在这些方面都得到了充分的考虑和实现，才能够实现反应釜的高效、稳定和安全的加热过程。
化工反应釜温度控制系统的研究与设计
化工反应釜温度控制系统的研究与设计
化工反应釜温度控制系统的研究与设计
一、引言
化工反应釜是化工生产中常用的重要设备，其温度控制对于反应过程的稳定性和产物质量有着重要影响。传统的温度控制方法主要基于PID控制算法，随着现代自动化技术和计算机控制的发展，研究和设计更加先进、高效的温度控制系统，对于提高化工反应釜的生产效率和产品质量具有重要意义。
二、温度控制系统的研究
2.1 控制原理
温度控制系统的基本原理是通过对釜内温度进行监测，根据温度变化的反馈信号，经过控制算法进行计算，再通过控制装置对加热或冷却系统进行调节，以达到期望的温度目标。常用的控制算法主要包括比例控制、积分控制和微分控制，即
PID控制。
2.2 温度传感器
温度传感器是温度控制系统的基础，常用的温度传感器有热电偶和热敏电阻。热电偶原理是根据金属导体温度变化时其电动势变化的原理，热敏电阻则是根据电阻值随温度变化的特性。在化工反应釜中，常用的温度传感器是热电偶，其具有响应快、测量范围广、稳定性高等特点。
2.3 控制装置
控制装置主要包括温度控制器和执行器。温度控制器是处理温度反馈信号并进行控制算法计算的设备，常见的温度控制器有数字式和模拟式两种。执行器则是根据温度控制器的输出信号，控制加热或冷却系统的设备。常见的执行器包括电磁阀、
调节阀、电动执行机构等。
三、温度控制系统设计
3.1 系统组成
温度控制系统的主要组成包括温度传感器、温度控制器、执行器和加热或冷却系统。温度传感器负责实时监测反应釜内温度，将监测到的温度信号传输给温度控制器。温度控制器根据反馈信号和设定参数，进行控制算法计算，输出控制信号给执行器。执行器根据控制信号，调节加热或冷却系统，实现对温度的控制。
基于PCI总线的反应釜温度控制系统的设计
Ｐ Ｉ３３数 据 采集 卡 提 供 了 丰富 的采 集 与输 出 Ｃ８３
控制函数， 同时它也提供了动态链接库文件 Ｐ ＩＫ ． Ｃ８ Ｐ
Ｄ Ｌ及头文件 Ｐ ＩＫ ． Ｌ Ｃ８ Ｐ Ｈ。首先根据生产厂 家已给出
两路温度（ 釜温和环境温度 ） 的检测通过铂电阻 和 由集成芯 片 Ｘ Ｒ ０ 成 的 ４—２ｍ 的变送 电路 Ｔ １５组 ０Ａ
及各个阀的动作实时的保存到数据库中， 并根据数据 绘出响应曲线， 供试验人员直观地分析并及时对控制 算法进行调 整 。 （）手动／ ３ 自动功能选择 ： 软件中设有手动／ 自 动功能选择 ， 在控制算法不能满足控制要求时， 可切 换到手动状 态 ， 接 由操作 人员 给定各 个 阀 的状 态 ， 直
。
0
引
言
l
所示
胶粘 剂 是 用 于 竹 胶 板 生 产 的 必 不 可 少 的 辅 助 材
料
。
胶 粘剂 生 产 过 程 中 的 化 学 反 应 为 不 平 衡 的 可 逆
，
夏
反 应 现 在 大 多 通 过 控制 温 度 的 方 式 来 控 制 反 应 过 程 目前大 多 数 企业 特 别 是 中小 企 业 还 是 人 工 控 制
女
第
基 金项 目 ：湖南 省教 育 厅科 研 项 目 [ 0 4 0 59 5 ] 中 南 林业 科 技 大 学青年 基 金 霞 点 项 目 0 6 0 7 A ； 作 者 简 介 赵 仆 志 ( 19 7 I ) ， |Jf 师 硕 十 现 从 事 检 测技 术 及 f 1动 化方 向的 研 究
反应器控制系统设计
反应器控制系统设计
一、概述
反应器控制系统是一种用于控制反应器生产过程的计算机控制系统，
它主要应用于化工、制药、食品等行业中的反应器生产过程中，通过计算
机系统控制反应器参数，实现反应器的温度、压力、流量、混合条件以及
其他反应物参数的控制，以达到生产过程的自动化。
二、系统构成
1.硬件：硬件系统主要由计算机，仪器仪表，传感器，变送器等组成，主要用于实时采集反应器生产过程中诸如温度、压力、流量及其他指标的
参数，并进行有效控制。
2.软件：系统软件部分主要集中在控制参数的设定、参数的显示、参
数维护等功能。
4.控制参数：控制参数是系统的核心，控制参数的设置可以根据不同
的反应器产品需要，来实现不同的反应器控制策略。
三、控制策略
1.温度控制策略：温度是反应过程的关键参数，可以通过设置不同的
温度控制策略，来满足不同反应器的生产要求，如定时调节温度、定点调
节温度、定率调节温度等。
2.压力控制策略：压力是反。
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中北大学
毕业设计开题报告
学生姓名：李依遥学号：0805054101 学院、系：信息与通信工程学院电气工程系专业：自动化
设计题目：反应釜温度智能控制系统设计
——软件部分
指导教师:孟江
2012 年 3 月 15 日
开题报告填写要求
1．开题报告作为毕业设计答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在系审查后生效；
2．开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；
3．学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）。文中应用参考文献处应标出文献序号，文后“参考文献”的书写，应按照国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》的要求书写，不能有随意性；
4．学生的“学号”要写全号（如020*******），不能只写最后2位或1位数字；
5. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”；
6. 指导教师意见和所在系意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。
毕业设计开题报告
式一般有锚式、桨式、涡轮式、推进式或框式等，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，搅拌桨叶的形式等。支承座有支承式或耳式支座等。转速超过160转以上宜使用齿轮减速机.开孔数量、规格或其它要求可根据用户要求设计、制作。反应釜在设定恒温条件下，在密闭的容器内，在常压或负压下进行搅拌、反应，并能控制反应溶液的蒸发与回流，是现代化学小样实验、生物制药及新材料合成的理想设备[6]。
3.反应釜的温度控制
反应釜温度控制是通过控制两个阀门即加热水阀门和冷却水阀门来实现的，通过搅拌机的搅拌使物料均匀。在升温阶段，打开加热水阀门，对釜内的蛇管通以加热水，使釜温升高，通过控制阀门开度来控制温度升高的速率，当加热到预订反应温度后就停止加热，反应过程中在夹套中通以冷却水，将反应产生的多余热量移走，控制温度保持恒定。导热介质的选择根据各种不同展品的工艺温度要求确定，常见的导热介质又通过热蒸汽和导热油。温度测量常用热电阻或热电偶及其变送器组成。通入反应釜的热导介质要求保持温度恒定，通过调节流入反应夹套的导热介质的流量，来控制反应釜内物料的温度符合工艺要求[7]。
二、对反应釜采用的控制技术
1.常规PID控制
PID控制器应用的非常广泛，其设计技术成熟，长期以来形成了典型的结构，它的参数整定方便，结构更改灵活，能满足大多数工业控制要求。PID技术比较简单，易于掌握，是常用的控制技术之一。对于参数不变的控制对象或模型参数变化不显著的控制对象来说，使用PID控制能够达到比较理想的控制效果，而且实现起来非常简单[8]。
在本课题的系统设计中，作为被控对象的反应釜由于模型较为复杂，无法建立精确的数学模型，采用PID算法比较方便，但PID算法也存在现场参数调整麻烦，被控对象模型参数难以确定以及外界干扰会使控制漂离最佳工况等问题。针对这些问题，本课题在反应釜温度控制系统中，采用了模糊控制技术与PID相结合的方法来弥补只用PID调节器时的缺憾。
2．模糊控制技术
模糊控制是用模糊数学的知识模仿人脑的思维方式，对模糊现象进行识别和判决，给出精确的控制量，对被控对象进行控制。与经典控制理论和现代控制理论相比，模糊控制的主要特点是不需要建立对象的数学模型。操作人员根据对象的当前状态和以往的控制经验，用手动控制的方法给出适当的控制量，对被控对象进行控制。用计算机模拟操作人员手动控制的经验，对被控对象进行控制[9]。1974年，模糊控制技术理论提出者-英国工程师（E.H.Mamdani）指出：模糊控制在本质上就是某种插值器，目前常用的模糊控制算法都可归结为某种插值方法它是对响应函数的逼近，相当于离散响应函数的拟合[10]。模糊控制方法类似于数学物理问题中的有限元方法，是经典控制论和现代控制论的直接方法或数值方法。由此提出了基于论域收缩的一类高精度模糊控制器的设计思想。
因此，模糊控制的突出特点在于：
（1）控制系统的设计不要求知道被控对象的精确数学模型，只需要提供现场操作人员的经验知识及操作数据。
（2）控制系统的鲁棒性强，适应于解决常规控制难以解决的非线性、时变及大滞后性等问题。
模糊控制系统一般可分为四个部分[11]：
（1）模糊控制器：它实际上是一台微计算机，根据控制系统的需要，可以选用系统机，也可选用单片机[12]。
（2）输入/输出接口装置：模糊控制器通过输入输出接口从被控对象获取数字信号量，并将模糊控制器决策的输出数字信号通过数模变换，将其转换为模拟信号，送给执行机构去控制被控对象。
（3）广义对象：高包括被控对象及执行机构，被控对象可以是线形或非线性的，定常的或时变的，单变量或多变量的、有时滞或无时滞的以及有干扰的多种情况。
（4）传感器：它将被控对象或各种过程的被控制量转换为电信号
在工程上多采用人工手动或PID 控制，劳动强度大，效果不理想。模糊控制作为一种仿人工智能的控制策略，适应范围广，不依赖于对象的数学模型，鲁棒性好，对被控对象特性变化不敏感，算法简单，特别适合于非线性系统的控制，并且易于实现[13]。事实上模糊控制与传统的PID 控制器之间存在着内在联系，单输入单输出模糊控制器是个分段P 调节器，常用双输入单输出模糊控制器是个具有P 与D 交互影响的分片PD调节