夹套式反应器温度串级系统控制

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工程控制习题答案

当测量液体压力时，在导压管系统最高处应安装集气瓶；当测量气体压力有可能有液体冷凝时，在导压管系统最低处应加装水分离器；当被测介质有可能产生沉淀时，应在仪表前安装沉降器。
5．取压口与压力表之间应加装隔离阀。
6．在测量较小压力时，若仪表与取压口不在同一水平高度，则应对测压进行校正
例3-4 简述测温仪表的安装事项以及注意的问题。
给定值－
e1
u1
控制器1
负－
负 e2
u2
正
m
f2
T2
f1
T1Biblioteka 控制器2 控制阀夹套
反应器
温度测量变送器2
正
正
温度测量变送器1
例3-1 用一支铂铑10-铂热电偶进行温度测量，已知热电偶冷端温度为t0为20℃，测量得到E（t0,0）=7.341mv，求被测介质的实际温度。
查表得到：E(t0,0) 0.113mv 则 E(t，0) E(t0，0) E(t，t0) 7.341 0.113 7.454mv
反查S分度表得其对应的实际温度为810℃。
例3-2，用S型热电偶测温，已知冷端温度为40℃，而实际测量的热电势为9.352mv。试求预测的温度值。
解：设被测
温度
用t表示，冷端温度用t
表示，
0
由题意
t0 40℃，E(t，40) 9.352mv 而 E(t，0) E(t，40) E(40，0)
由分度表查出E(40，0) 0.235mv
所以 E(t，0) 9.352 0.235 9.587mv
根据上值，由分度表直接查出t 1000℃。
例3-3简述压力表的安装应注意的事项及问题：
1.取压点应选在被测介质直线流动的管段部分，不要选在管路交叉、转弯、死角或其它容易形成漩涡的地方。

夹套式反应器温度串级控制控制方案设计设计

目录一.概述……………………………………………………………2-6页1.1化学反应器的基本介绍…………………………………2-3页1.2夹套式反应器的控制要求…………………………………3 页1.3夹套式反应器的扰动变量………………………………3-4页1.4基本动态方程式…………………………………………4-6页二．控制系统方案的确定…………………………………………6-7页三．控制系统设计…………………………………………………7-18页3.1被控变量和控制变量的选择………………………………7-8页3.2主、副回路的设计…………………………………………8-9页3.3现场仪表选型………………………………………………9-12页3.4主、副控制器正反作用选择………………………………12-13页3.5控制系统方框图……………………………………………13页3.6分析被控对象特性及控制算法的选择……………………13-14页3.7控制系统整定及参数整定…………………………………14-18页四．课程设计总结……………………………………………………18页五．结束语……………………………………………………………18页六．参考文献…………………………………………………………19页一概述1.1 化学反应器的基本介绍反应器（或称反应釜）是化工生产中常用的典型设备，种类很多。

化学反应器在结构、物料流程、反应机理、传热、传质等方面存在差异，使自控的难易程度相差很大，自控方案差别也比较大。

化学反应器可以按进出物料状况、流程的进行方式、结构形式、传热情况四个方面分类：一、按反应器进出物料状况可分为间歇式和连续式反应器通常将半连续和间歇生产方式称为间歇生产过程。

间歇式反应器是将反应物料分次获一次加入反应器中，经过一定反应时间后取出反应中所有的物料，然后重新加料在进行反应。

间歇式反应器通常适用于小批量、多品种、多功能、高附加值、技术密集型产品的生产，这类生产反应时间长活对反应过程的反应温度有严格程序要求。

夹套反应釜温度控制浅析

化工设备夹套反应釜温度控制浅析吴康明　李嘉斌(中国天辰化学工程公司黑龙江分公司 150076) 摘　要:在叔十二碳乙硫醇的设计中,采用分程控制系统来保持釜温的稳定并使反应釜的起动和正常生产都能自动操作。

关键词:反应釜;分程控制;气开式;气关式中图分类号:T Q 052　文献标识码:BSimple Explanation for Stillage T emperatureWu Kangming Li Jiabin(China T ianchen Chemical Enginceing corp.Heilong Jiang Branch 150076)Abstract :During the designing of producing tert -dode -canoic E thylsulfhydrate ,we use the step control system to stabilize the stillage temperature and to operate the start and normal production of stillage automatically.K eyw ords :S tillage ;S tep control ;Air open ;Air close 在叔十二碳乙硫醇的设计中,夹套反应釜的温度控制是一个难点。

当十二烯等原料及催化剂在反应釜中配置好后,一开始时,需要对反应釜加热,以起动反应过程,反应起动后,因为此化学反应是放热反应,所以会放出大量的热量,为了使反应持续平稳地进行下去,就需要保持釜温的稳定,这样必须要把反应热取走。

在这种场合,若要反应釜的起动和正常生产都能自动操作,就必须要采用分程控制系统。

在简单控制系统中,一个调节器的输出只带动一个调节阀。

而所谓的分程控制系统,就是一个调节器的输出去带动两个或两个以上的调节阀工作。

每个调节阀仅在调节器输出的某段信号范围内动作。

基于反应釜自动控制系统的夹套温度控制研究

基于反应釜自动控制系统的夹套温度控制研究摘要：随着时代发展，规模各异的化工厂在我国大地不断崛起。

与此同时，由于工业自动化技术的发展，化工行业正逐步实现自动化。

在现代合成化工企业中，常见的一种反应器就是聚合反应釜。

本设计以某化工公司的间歇式PVC聚合反应釜为例，对其自动控制系统中的夹套温度控制展开研究讨论。

关键词: 聚合反应釜；温度控制；串级控制；参数整定本文以具体的一个化工厂的氯乙烯聚合反应釜为例，阐述一个间歇式PVC聚合反应釜的自动控制系统。

PVC聚合反应釜的自动控制系统包含着进料控制、悬浮辅助水的液位控制以及温度控制，本文具体介绍夹套温度串级控制的控制方案。

一、分程调节在PVC聚合反应中，夹套的温度控制可分为蒸汽加热升温过程与冷却水换热冷却过程，而这两个过程也是这个反应的主体控制部分。

为了更好的实现两个阀门的分程控制，在此处可安装两个两位五通电磁阀，采用DCS控制电磁阀的动作，分别控制两个阀门的动作从而构成温度分程控制系统。

在这里特别要注意，反应釜夹套的热水排出端口安装的调节阀应选用气开阀，相应的在冷却水出水端选用气关阀。

DCS控制系统启动反应后，根据釜内温度与夹套温度来调整夹套的蒸汽和冷却水出口调节阀的阀开度，在完成分程控制后，蒸汽阀门关闭，冷却水阀门根据温度保持调节状态。

二、温度控制步骤根据工艺要求，我们可以把反应釜的温度控制部分分为加热、过渡、反应、结束四个阶段。

整个控制系统的转化率主要依赖于温度控制，加热速率控制后，恒温稳定控制成为整个系统的核心。

通过DCS控制系统的控制，PVC聚合反应时反应釜的温度控制通常采用顺序控制方法，自动程序控制如框图1所示：图1顺序控制程序框图示意图1、加热阶段：根据PVC的合成配方，虽然PVC的聚合反应是放热反应，但反应物要达到一定温度反应才会进行聚合反应，因而在反应开始前要在夹套中通入加热蒸汽使反应釜内温度上升，使得反应物更快到达引发聚合反应的温度从而引发聚合。

串级控制cascade

代入（6-1）式分母化成二阶系统标准形式
T 1T 2s 2 + (T 1 + T 2 + K T 2K v K m 2K 2T 1 )s +
(1 + K T 2K v K m 2K 2 + K T 1K T 2K v K m 1K 1K 2 ) = 0
s 2 + 2xw0s + w02 = 0
阻尼系数自然频率
四.串级控制系统中的量纲
d2 r – WT 1 – WT 2 Wv Wm2 Wm1 Wp 2 2 d1 Wp1
1
副回路
W ( s)
' p2
WT 2 (s)Wv (s)Wp 2 (s) 1 WT 2 (s)Wv (s)Wp 2 (s)Wm 2 (s)
' p2
WT 2 (s) K p 2 (1
或 T1 = (3~10) T2
很小，副回路包括的干扰因素越少，副回路克服干扰能力强的优点未能充分利用。
当 T 1
/ T2 > 10 时，表示T2
/ T2 < 3 时，表明T2 过大，副回路
包括的干扰多，控制作用不及时。
设对象是惯性环节，其它均为比例环节，即
ü ï ï W p 2 (s ) = ,W p1 (s ) = ï ï T 2s + 1 T 1s + 1 ï ï W T 1 (s ) = K T 1 ,W T 2 (s ) = K T 2 ,W v (s ) = K v ï ý ï ï ï W m 1 (s ) = K m 1 ,W m 2 (s ) = K m 2 ï ï ï ï þ K2 K1
Wp2(s) Y2(s)
Wp1(s)
Y1(s)

锅炉夹套水温与内胆水温串级控制系统

锅炉夹套水温与内胆水温串级控制系统一、实验目的1．熟悉温度串级控制系统的结构与组成。

2．掌握温度串级控制系统的参数整定与投运方法。

3．研究阶跃扰动分别作用于副对象和主对象时对系统主控制量的影响。

4．主、副调节器参数的改变对系统性能的影响。

二、实验设备三、实验原理本实验系统的主控量为锅炉夹套的水温T1，副控量为锅炉内胆的水温T2，它是一个辅助的控制变量。

系统由主、副两个回路所组成。

主回路是一个定值控制系统，要求系统的主控制量T1等于给定值，因而系统的主调节器应为PI或PID 控制。

副回路是一个随动系统，要求副回路的输出能正确、快速地复现主调节器输出的变化规律，以达到对主控制量T1的控制目的，因而副调节器可采用P控制。

由于锅炉夹套的温度升降是通过锅炉内胆的热传导来实现的，显然，由于副对象管道的时间常数小于主对象下水箱的时间常数，因而当主扰动（二次扰动）作用于副回路时，通过副回路的调节作用可快速消除扰动的影响。

本实验系统结构图和方框图如图15所示。

图15 锅炉夹套与内胆温度串级控制系统(a)结构图 (b)方框图四、实验内容与步骤本实验选择锅炉夹套和锅炉内胆组成串级控制系统。

实验之前先将储水箱中贮足水量，然后将阀门F2-1、F2-6、F1-12、F1-13全开，将锅炉出水阀门F2-11、F2-12关闭，其余阀门也关闭。

将变频器A、B、C三端连接到三相磁力驱动泵（220V），打开变频器电源并手动调节变频器频率，给锅炉内胆和夹套贮满水。

然后关闭变频器、关闭阀F1-12，打开阀F1-13。

待实验投入运行时，用变频器支路以较小的流量给锅炉内胆供循环冷却水。

具体实验内容与步骤可根据本实验的目的与原理参照前一节水箱液位串级控制中相应方案进行，实验的接线可按照下面的接线图连接。

图16 智能仪表控制温度串级控制实验接线图图17 远程数据采集控制温度串级控制实验接线图图18 DCS分布式控制温度串级控制实验接线图图19 S7-200PLC控制温度串级控制实验接线图图20 S7-300PLC控制温度串级控制实验接线图五、实验报告要求1．画出温度串级控制系统的结构框图。

锅炉内胆与夹套温度串级控制

锅炉内胆与夹套温度串级控制作者：吴程来源：《电子技术与软件工程》2015年第18期介绍了锅炉内胆与夹套温度串级控制系统的特点，描述了利用西门子S7300PLC，以及supcon软件，用串级控制设计一个温度控制系统。

【关键词】PLC 串级控制温度控制1 概述随着现代工业生产过程的迅速发展，单回路控制系统往往满足不了生产工艺的要求，在这样的情况下，串级控制系统就开发生产了。

串级控制系统是一种常用的复杂控制系统，由两个或两个以上控制器串联组成，一个控制器的输出作为另一个的设定值，这类控制系统称为串级控制系统。

2 串级控制系统设计2.1 系统设计2.1.1 结构框图及说明图1为温度串级控制系统方框图。

副回路即控制锅炉内胆温度的环路为随动控制系统，主回路即控制锅炉夹套温度的环路为定值控制系统。

2.1.2 系统原理图及工作原理图2为锅炉内胆和夹套温度串级控制系统原理图。

当调节锅炉内胆和夹套进出水量平衡时，设定夹套温度，主调节器工作，主调节器的输出值是内胆温度控制的给定值。

副回路工作，调压装置输出电压，电压被加到电加热管上，加热管加热内胆温度，由于热传递，夹套温度上升；当夹套温度上升超过给定值时，主调节器作用，使得调压装置不工作，没有输出电压，电加热管停止工作，夹套温度被流动的水带走，温度下降，如此反复工作。

2.2 单元电路设计2.2.1 单元电路工作原理（1）可控硅移相调压装置。

依据固态继电器（SSR）图，单相SSR为四端有源器件，其中两个输入控制端，两个输出端，输入输出间为光隔离，输入端加上直流或脉冲信号到一定电流值后，输出端就能从断态转变成通态。

（2）变频器。

变频器型号为三菱FR-S520S-0.4K-CHR，变频器的输出端控制副管路泵，通过控制水泵电机的转速来控制副管路的流量，其电源开关在变频器的左下方。

（3）Pt100热电阻温度传感器。

热电阻测温仪表是根据金属导体的电阻随温度变化的特性进行测温的，对确定的电阻，只要精确地测定其阻值的变化，便可知道温度的高低。

《过程控制工程》课程设计参考题目

《过程控制工程》课程设计参考题目14级过程控制课程设计题目1班课程设计参考题目：一、温度控制（单回路、串级、前馈—反馈、比值控制）（40）1、换热器出口温度单回路控制方案设计2、乳化物干燥器温度单回路控制方案设计3、精馏塔提馏段温度单回路控制方案设计4、管式加热炉出口温度单回路控制方案设计5、夹套式反应器温度单回路控制控制方案设计6、燃烧式工业窑炉温度单回路控制方案设计7、精馏塔精馏段温度单回路控制方案设计8、流化床反应器温度单回路控制方案设计9、管式热裂解反应器出口温度单回路控制方案设计10、发酵罐温度单回路控制方案设计11、换热器出口温度串级控制方案设计12、乳化物干燥器温度串级控制方案设计13、精馏塔提馏段温度串级控制方案设计14、管式加热炉出口温度串级控制方案设计15、夹套式反应器温度串级控制控制方案设计16、燃烧式工业窑炉温度串级控制方案设计17、精馏塔精馏段温度串级控制方案设计18、流化床反应器温度串级控制方案设计19、发酵罐温度串级控制方案设计20、管式热裂解反应器出口温度串级控制方案设计21、换热器出口温度前馈—反馈控制方案设计22、乳化物干燥器温度前馈—反馈控制方案设计23、精馏塔提馏段温度前馈—反馈控制方案设计24、管式加热炉出口温度前馈—反馈控制方案设计25、夹套式反应器温度前馈—反馈控制控制方案设计26、燃烧式工业窑炉温度前馈—反馈控制方案设计27、精馏塔精馏段温度前馈—反馈控制方案设计28、流化床反应器温度前馈—反馈控制方案设计29、发酵罐温度前馈—反馈控制方案设计30、管式热裂解反应器出口温度前馈—反馈控制方案设计31、换热器出口温度比值控制方案设计32、乳化物干燥器温度比值控制方案设计33、精馏塔提馏段温度比值控制方案设计34、管式加热炉出口温度比值控制方案设计35、夹套式反应器温度比值控制方案设计36、燃烧式工业窑炉温度比值控制方案设计37、精馏塔精馏段温度比值控制方案设计38、流化床反应器温度比值控制方案设计39、发酵罐温度比值控制方案设计40、管式热裂解反应器原料油与蒸汽流量比值控制方案设计41、锅炉出口蒸汽压力单回路控制方案设计42、锅炉出口蒸汽压力串级控制方案设计43、锅炉出口蒸汽压力前馈—反馈控制方案设计44、锅炉出口蒸汽压力比值控制方案设计45、炉膛负压单回路控制方案设计46、炉膛负压前馈—反馈控制方案设计47、离心泵压力定值控制方案设计2班课程设计参考题目：1、换热器出口温度单回路控制方案设计2、乳化物干燥器温度单回路控制方案设计3、精馏塔提馏段温度单回路控制方案设计4、管式加热炉出口温度单回路控制方案设计5、夹套式反应器温度单回路控制控制方案设计6、燃烧式工业窑炉温度单回路控制方案设计7、精馏塔精馏段温度单回路控制方案设计8、流化床反应器温度单回路控制方案设计9、管式热裂解反应器出口温度单回路控制方案设计10、发酵罐温度单回路控制方案设计11、换热器出口温度串级控制方案设计12、乳化物干燥器温度串级控制方案设计13、精馏塔提馏段温度串级控制方案设计14、管式加热炉出口温度串级控制方案设计15、夹套式反应器温度串级控制控制方案设计16、燃烧式工业窑炉温度串级控制方案设计17、精馏塔精馏段温度串级控制方案设计18、流化床反应器温度串级控制方案设计19、发酵罐温度串级控制方案设计20、管式热裂解反应器出口温度串级控制方案设计21、换热器出口温度前馈—反馈控制方案设计22、乳化物干燥器温度前馈—反馈控制方案设计23、精馏塔提馏段温度前馈—反馈控制方案设计24、管式加热炉出口温度前馈—反馈控制方案设计25、夹套式反应器温度前馈—反馈控制控制方案设计26、燃烧式工业窑炉温度前馈—反馈控制方案设计27、精馏塔精馏段温度前馈—反馈控制方案设计28、流化床反应器温度前馈—反馈控制方案设计29、发酵罐温度前馈—反馈控制方案设计30、管式热裂解反应器出口温度前馈—反馈控制方案设计31、换热器出口温度比值控制方案设计32、乳化物干燥器温度比值控制方案设计33、精馏塔提馏段温度比值控制方案设计34、管式加热炉出口温度比值控制方案设计35、夹套式反应器温度比值控制方案设计36、燃烧式工业窑炉温度比值控制方案设计37、精馏塔精馏段温度比值控制方案设计38、流化床反应器温度比值控制方案设计39、发酵罐温度比值控制方案设计40、管式热裂解反应器原料油与蒸汽流量比值控制方案设计41、锅炉出口蒸汽压力单回路控制方案设计42、锅炉出口蒸汽压力串级控制方案设计43、锅炉出口蒸汽压力前馈—反馈控制方案设计44、锅炉出口蒸汽压力比值控制方案设计45、炉膛负压单回路控制方案设计46、炉膛负压前馈—反馈控制方案设计47、离心泵压力定值控制方案设计课程设计教材及主要参考资料：1、戴连奎，《过程控制工程》，化学工业出版社，20122、杜维，《过程检测技术及仪表》，化学工业出版社，20013、姜培正，《过程流体机械》，化学工业出版社，20024、王毅，《过程装备控制技术与应用》，化学工业出版社，20015、厉玉鸣，《化工仪表及自动化》，化学工业出版社，2006一、课程设计教学目的及基本要求：1．课程设计的教学目的培养学生将理论知识应用到解决实际问题的能力，通过该课程的学生，可以很好地训练学生的实际动手能力和解决工程问题的能力，为学生从学校到工厂和技术部门提供前期的训练。

1 控制系统的基本概念

??过程装备及控制系贺鸿太原理工大学化学化工学院字母第一位字母后继字母被测变量修饰词功能acdefiklmpqrstvwyz分析电导率密度电压流量电流时间或时间程序物位水分或湿度压力或真空数量或件数放射性速度或频率温度黏度力力供选用位置差差比分数积分累积安全报警控制调节检测元件指示自动手动操作器积分累积记录或打印开关联锁传送阀挡板百叶窗套管继动器或计算器驱动执行或未分类的终端执行机构表被测变量和仪表功能的字母代号??过程装备及控制系贺鸿太原理工大学化学化工学院16工艺管道及控制流程图举例以脱乙烷塔控制流程图来说明如何以字母代号的组合来表示被测变量和仪表功能
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1.3 自动控制系统的方块图

用同一种形式地方块图可以代表不同的控制系统
当进料流量或温度变化等因素引起出口物料温度变化时，可以将该温度变化测量后送至温度控制器TC。温度控制器的输出送至控制阀，以改变加热蒸汽量来维持出口物料的温度不变。
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过程装备控制技术及应用
1 控制系统基本概念
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本章主要内容：

控制系统概述

自动控制系统的基本组成
自动控制系统方块图
自动控制系统的分类
自动控制系统的过渡过程及性能指标工艺管道及控制流程图
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1.3 自动控制系统的方块图人工操作与自动控制比较图
图1-2 人工操作图
图1-3 液位自动控制系统图
控制速度和精度不能满足大型现代化生产的需要

夹套式反应器温度控制系统设计仿真

夹套式反应器温度控制系统设计仿真随着工业化的快速发展，夹套式反应器在化工生产中的应用越来越广泛。

而夹套式反应器的温度控制系统则成为了保证反应器稳定运行的关键。

本文将介绍夹套式反应器温度控制系统的设计和仿真，以及该系统的优势和应用前景。

一、夹套式反应器温度控制系统的设计在夹套式反应器中，温度控制系统的设计需要考虑多个因素，如反应物料的性质、反应速率、热量传递效率等。

首先，我们需要选择合适的温度传感器来获取反应器内部的温度信息。

常见的温度传感器有热电偶和红外线测温仪等。

其次，我们需要选择合适的控制器来实现温度的调节。

常用的控制器有PID控制器和模糊控制器等。

最后，我们需要设计合理的控制策略来实现温度的稳定控制。

常见的控制策略有比例控制、积分控制和微分控制等。

二、夹套式反应器温度控制系统的仿真为了验证设计的合理性和可行性，我们可以利用仿真软件进行夹套式反应器温度控制系统的仿真。

通过建立反应器的数学模型，我们可以模拟不同的工况和操作情况，并对温度控制系统的性能进行评估。

在仿真过程中，我们可以调整控制器的参数，优化控制策略，以达到更好的控制效果。

三、夹套式反应器温度控制系统的优势相比于其他类型的反应器，夹套式反应器具有温度控制更加稳定、反应物料更加均匀、反应速率更加快速等优势。

夹套式反应器温度控制系统的设计和优化可以提高反应器的生产效率和产品质量，降低能耗和生产成本。

四、夹套式反应器温度控制系统的应用前景夹套式反应器温度控制系统的应用前景非常广阔。

在化工生产中，夹套式反应器被广泛应用于有机合成、催化反应、聚合反应等领域。

随着科技的不断进步，夹套式反应器温度控制系统的设计和优化将会更加智能化和自动化，为化工生产带来更多的便利和效益。

夹套式反应器温度控制系统的设计和仿真对于保证反应器的稳定运行具有重要意义。

通过合理的设计和优化，夹套式反应器温度控制系统可以实现温度的精确控制，提高生产效率和产品质量。

随着科技的不断发展，夹套式反应器温度控制系统的应用前景将会更加广阔。

锅炉夹套和内胆温度串级控制实验相关知识

（二零一二年三月化工学院科研训练报告学生姓名：岳超系别：过程装备与控制工程系专业：过程装备与控制工程班级：过控08--1班实习地点：薛家湾热电厂指导教师：白竞平学校代码： 10128学号： 200820506086锅炉夹套和内胆温度串级控制实验相关知识一串级控制系统：串级控制系统-----两只调节器串联起来工作，其中一个调节器的输出作为另一个调节器的给定值的系统。

1.基本概念即组成结构2.串级控制系统采用两套检测变送器和两个调节器，前一个调节器的输出作为后一个调节器的设定，后一个调节器的输出送往调节阀。

3前一个调节器称为主调节器，它所检测和控制的变量称主变量（主被控参数），即工艺控制指标；后一个调节器称为副调节器，它所检测和控制的变量称副变量（副被控参数），是为了稳定主变量而引入的辅助变量。

整个系统包括两个控制回路，主回路和副回路。

副回路由副变量检测变送、副调节器、调节阀和副过程构成；主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过程构成。

一次扰动：作用在主被控过程上的，而不包括在副回路范围内的扰动。

二次扰动：作用在副被控过程上的，即包括在副回路范围内的扰动。

2.串级控制系统的工作过程3.当扰动发生时，破坏了稳定状态，调节器进行工作。

根据扰动施加点的位置不同，分种情况进行分析：1）扰动作用于副回路2）扰动作用于主过程3）扰动同时作用于副回路和主过程4.分析可以看到：在串级控制系统中，由于引入了一个副回路，不仅能及早克服进入副回路的扰动，而且又能改善过程特性。

副调节器具有“粗调”的作用，主调节器具有“细调”的作用，从而使其控制品质得到进一步提高。

5.系统特点及分析1*改善了过程的动态特性，提高了系统控制质量。

2* 能迅速克服进入副回路的二次扰动。

3* 提高了系统的工作频率。

4* 对负荷变化的适应性较强二串级控制系统的设计1. 主回路的设计串级控制系统的主回路是定值控制，其设计单回路控制系统的设计类似，设计过程可以按照简单控制系统设计原则进行。

夹套与锅炉内胆水温串级控制说课材料

目录1总体设计 (1)1.1系统概述 (1)1.2系统基本工作原理 (2)2系统分析 (3)2.1控制方案分析 (3)2.2串级控制系统的特点 (3)2.3主、副调节器控制规律 (3)2.4主、副调节器正、反作用方式的选择 (3)2.5串级控制系统的整定方法 (4)2.6组态软件MCGS简介 (5)3硬件组态说明 (6)3.1数据采集 (6)3.2模拟数据设备的组态 (6)3.3变量定义及说明 (6)4程序设计与数据连接 (7)4.1按钮链接 (7)4.2数据输入、输出的制作与连接 (9)4.3系统初始状态 (10)4.4循环程序编写 (10)5系统运行 (12)6总结 (13)参考文献 (14)夹套与锅炉内胆水温串级控制1总体设计1.1 系统概述本设计以锅炉作为被控对象，夹套的水温为系统的被控制量。

设计目的是使锅炉夹套的水温稳定至给定量；使用MCGS组态软件结合研华数据采集设备来实现具体调节效果；系统整体硬件组态界面如图1所示，控制界面如图2所示。

图1 硬件组态界面图图2控制组态界面图1.2 系统基本工作原理将温度传感器TT1检测到的锅炉内胆温度信号作为反馈信号形成副回路；主回路以TT2检测到的被控量（即夹套水温）为反馈信号，与输入设定值相比较送入主调节器，主调节器输出再与副回路反馈信号比较后，经副调节器将控制信号传给执行器，以达到控制锅炉内胆水温的目的。

系统原理方框图如图3所示。

图3 系统原理方框图2系统分析2.1 控制方案分析系统的主控量为锅炉夹套的水温，副控量为锅炉内胆的水温，它是一个辅助的控制量。

系统由主、副两个回路所组成，主回路是一个定值控制系统，要求系统的主控量等于给定值，因而系统的主调节器应为PI或PID控制；副回路是一个随动系统，要求副回路的输出能正确、快速地复现主调节器输出的变化规律，已达到对主控量的控制目的，因而副调节器可采用P控制，必要时引入适当的积分环节。

由于锅炉夹套的温度升降式通过锅炉内胆的热传导来实现的，显然，由于副对象管道的时间常数小于主对象时间常数，因而当主扰动（二次扰动）作用于副回路时，通过副回路的调节作用可快速消除扰动的影响，故设计为串级控制结构如上图2所示。

夹套玻璃反应器的温控问题

夹套玻璃反应器的温控问题夹套玻璃反应器在国内实现生产已经有十年的历史，但受到广泛的关注和欢迎还是近两年的事，这得益于国家和民间对绿色化工与民族制药工业的大力推动。

笔者自2002年开始从事国外夹套玻璃反应器系统的引进工作，2005年开始设计并推广国产夹套玻璃反应器系统，接触了不少许多客户，反映较多的是配套温控设备的问题。

笔者结合理论以及过内外同行开发实践经验，总结以下心得，以飨读者。

一、分析温控设备对物料的升降温能力可以获得选择设备的基本依据对于用户来说，头痛的莫过于不知该选择什么样的温控设备来适合自己的试验或生产要求。

如果没有科学的分析和计算方法，仅凭想象和经验，要想选择到适合自己项目的最佳性价比设备基本上是不可能的。

用户最常见的需求是要根据所需升温速度与降温速度来计算所需加热功率与制冷功率。

现将英国著名玻璃反应器生产商Redleys公司选用配套温控设备功率的计算方法介绍如下。

需要注意以下几个变量和参数：1、单位时间内反应物质的升降温热量变化(△Q1/△t)(计算单位J/S)△Q1/△t = G1 P1△T1/△tG1为反应物质重量(计算单位KG);P1为反应物质比热(计算单位J/KG/℃);△T1/△t为反应物质升降温速度(计算单位℃/S)2、单位时间内循环介质的升降温热量变化(△Q2/△t)，计算单位(J/S)△Q2/△t = G2P2△T2/△tG2为循环介质重量(计算单位KG);P2为循环介质比热(计算单位J/KG/℃);△T2/△t为循环介质升降温速度(计算单位℃/S)3、单位时间内传热介质接触物的升降温热量变化(△Q3/△t)，计算单位(J/S)△Q3/△t = G31P31△T31/△t + G32P32△T32/△tG31为反应器玻璃重量(计算单位KG);P31为反应器玻璃比热(计算单位J/KG/℃);△T31/△t为反应器玻璃升降温速度(计算单位℃/S)G32为循环器不锈钢储箱、不锈钢循环管道及附件等重量(计算单位KG);P32为不锈钢比热(计算单位J/KG/℃);△T32/△t为不锈钢升降温速度(计算单位℃/S)4、加热量及制冷量损耗率(n)，计算单位%与传热介质接触物另一界面相接触的空气、设备其他部分的传热也应该考虑进去，因这一部分无法计算，只能估计，可视为冷热量损耗。

化工车间反应罐的流量与温度串级控制

计算机控制技术课程设计专业：班级：姓名：学号：指导教师：兰州交通大学自动化与电气工程学院2016 年07月13日化工车间反应釜的流量与温度串级控制系统设计1课程设计目的计算机控制课程设计是重要实践教学环节，强调实际应用技能训练。

设计必须满足生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解各个设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。

(1) 掌握反应釜的温度控制系统的工作原理、工作过程以及其控制操作方式。

(2) 掌握计算机控制系统的设计方法。

(3) 掌握PID控制的设计方法、MATLAB编程方法以及系统调试方法。

2设计方案及原理2.1 反应釜的结构及工作原理反应釜的基本结构如图2-1所示,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。

釜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。

为了测量釜内的各项参数，在罐内装有钢制的套管，可将各种传感器放入其中。

图2-1反应釜结构示意图在进行化学反应之前，先将反应物按照一定的比例进行混合，然后与催化剂一同投入反应釜内，在反应釜的夹套内导入蒸汽加热使釜内物料的温度升高，通过搅拌器的搅拌使物料均匀并提高导热速度，使其温度均匀。

当釜内温度达到预定的温度时，保持一定时间的恒温以使化学反应正常进行，反应结束后进行冷却。

有时在恒温后还要进行二次升温和恒温。

恒温段是整个工艺的关键，如果温度偏高或偏低，会影响反应进行的深度和反应的转化率，从而影响了产品的质量。

化学反应过程中一般伴有强烈的放热效应，并且反应的放热速率与反应温度之间是一种正反馈自激的关系。

也就是说，若某种扰动使反应温度有所增加，反应的速率就会增加，放热速率也会增加，会使反应温度进一步上升，甚至会引起“聚爆”现象，按照工艺要求，这些反应一般要经过加热、恒温、冷却等过程，当原料配比、浓度确定以后，准确控制反应的温度是保证产品质量和产量的关键。

夹套式反应器温度控制系统设计仿真

夹套式反应器温度控制系统设计仿真
夹套式反应器是一种常用的化工设备，用于控制化学反应过程的温度。

为了确保反应器内的温度能够稳定在设定值附近，需要设计一个有效的温度控制系统。

本文将介绍夹套式反应器温度控制系统的设计和仿真过程。

夹套式反应器的工作原理是利用夹套中流动的热载体（如蒸汽或热油）来调节反应器内物料的温度。

温度控制系统的设计目的是通过控制热载体的流量和温度，使反应器内的温度保持在设定值附近。

通常，温度控制系统包括传感器、控制器和执行器三个部分。

传感器用于实时监测反应器内的温度，将监测到的温度信号传输给控制器。

控制器根据传感器反馈的温度信号和设定值之间的差异，计算出控制信号，送往执行器。

执行器根据控制信号调节热载体的流量和温度，从而实现对反应器温度的控制。

在设计温度控制系统时，需要考虑反应器的特性、热载体的性质、控制器的稳定性等因素。

通过建立数学模型，可以进行仿真分析，验证设计方案的有效性。

在仿真过程中，可以模拟不同工况下的温度变化，评估控制系统的性能。

通过仿真分析，可以优化控制系统的参数设置，提高系统的稳定性和响应速度。

在实际应用中，还需要考虑设备的安全性、能耗等因素，综合考虑各方面因素，设计出一个合理的温度控制系统。

夹套式反应器温度控制系统的设计和仿真是一个复杂而重要的工作，需要深入理解反应器的工作原理，结合控制理论和仿真技术，才能设计出一个性能优良的控制系统。

希望本文的介绍能够为相关领域的工作者提供一些参考和启发。

夹套式反应器温度控制系统设计仿真

夹套式反应器温度控制系统设计仿真以夹套式反应器温度控制系统设计仿真为标题夹套式反应器是一种常见的化工设备，广泛应用于化学反应、物料加热和冷却等工艺过程中。

在夹套式反应器中，温度是一个重要的参数，对反应的速率、选择性和产物质量等方面都有重要影响。

因此，设计一个有效的温度控制系统对于保证反应器的稳定性和产品的质量具有重要意义。

夹套式反应器温度控制系统主要由传感器、控制器和执行器三部分组成。

传感器用于测量反应器内部的温度，并将测量值传输给控制器。

控制器根据测量值与设定值之间的差异，采取相应的控制策略，通过执行器控制冷却介质的流量或加热介质的温度，以调节反应器的温度。

在设计夹套式反应器温度控制系统时，首先需要确定控制目标。

一般来说，控制目标是使反应器的温度能够稳定在设定值附近，并能够快速、准确地响应温度变化。

为了实现这一目标，可以采用PID 控制器作为控制器的核心。

PID控制器是一种常用的控制器类型，由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分组成。

比例部分根据测量值与设定值的差异，产生与差异成正比的控制信号；积分部分根据测量值与设定值之间的累积误差，产生与误差积分成正比的控制信号；微分部分根据测量值变化的速率，产生与变化速率成正比的控制信号。

PID控制器通过合理调节比例、积分和微分参数，可以实现对反应器温度的精确控制。

在夹套式反应器温度控制系统的设计中，还需要考虑系统的稳定性和鲁棒性。

稳定性是指当系统受到外部扰动时，能够迅速恢复到稳定状态并保持稳定。

鲁棒性是指系统对参数变化和模型误差的适应能力。

为了提高系统的稳定性和鲁棒性，可以采用先进的控制算法，如自适应控制、模糊控制和模型预测控制等。

为了验证夹套式反应器温度控制系统的性能，可以使用仿真软件进行仿真实验。

通过建立反应器的数学模型，并将其与控制系统相结合，可以模拟不同情况下的温度变化，并评估控制系统的性能。

仿真实验可以帮助设计人员了解系统的动态特性，寻找最佳的控制参数，并进行系统优化。

带夹套的反应釜温度控制器及LabVIEW实现

ｌ６ — — 反应釜温度；ｌ６ —— 夹套温度；０ｌＯ２
１１ —— 进水管道；０ｌ
应的参数很多，温度、力、如压流量及速度等，中其
最重要的是反应器的控制温度，不仅决定着产这品的质量和生产效率，在很大程度上决定了生也
１ｌ — 夹套；０—
１３ — 射流混合器；０—
１２ — 循环泵；０—
１４Ｏ —— 蒸汽调节阀；
ｌ５ — 冷却水调节阀；０—
１１— — 出水管道０２
求。目前，聚合物生产中的聚合反应主要是在间
歇式反应釜中进行的，生产过程中影响聚合反在
图１带夹套反应釜温控系统示意图
收稿日：０ｌ１ｏ１期２－６．７
化
工
自动化
及
仪表
第３８卷
２２控制结构．
３ＬｂｌＷ设计与测试ａＶＥ
由夹套温度与反应釜温度组成的串级ＰＤ控Ｉ制系统如图２所示，中反应釜温度作为Ｍｓｒ其ａｔ，ｅ夹套温度作为Ｓａｅｌ。ｖ
第１１期
闫金银等．夹套的反应釜温度控制器及ＬｂＩＷ实现带ａＶＥ
带夹套的反应釜温度控制器及ＬｂＩＷ实现ａＶＥ
闫金银王亚刚孙会兵
（．海理工大学光电信息与计算机工程学院，海２０９２上海慧桥电气控制工程有限公司，海２０３）１上上００３；．上０２３

反应器串级控制系统整定

目录1 前言................................................... 错误!未定义书签。

2 总体方案设计........................................... 错误!未定义书签。

2.1 方案比较..................................................................................... 错误!未定义书签。

2.2 方案选择..................................................................................... 错误!未定义书签。

3 反映器串级控制系统分析................................. 错误!未定义书签。

3.1 被控变量和控制变量的选择................................................... 错误!未定义书签。

3.2 主、副回路的设计................................................................... 错误!未定义书签。

3.3 主、副控制器正、反作用的选择........................................... 错误!未定义书签。

3.4 控制系统方框图....................................................................... 错误!未定义书签。

3.5 分析被控对象特性及控制算法的选择................................... 错误!未定义书签。

4 串级控制系统的参数整定................................. 错误!未定义书签。