dcs应用实例聚苯乙烯 ppt课件.ppt

高抗冲聚苯乙烯中间试验装置中应用
电加热和电保温控制方案。
被控制对象是具有纯滞后时间长、热惯性大的特点。
由增韧溶胶、引发预聚、聚合反应、挤出造粒和导热油加热循环系统等组成。聚合又分为塔式聚合和静态聚合,分别模拟二类不同的聚合反应过程。目的是开发高抗冲聚苯乙烯新牌号的工艺流程和提供工业化装置设计和操作用的基础数据等
聚合反应温度控制的重要性
苯乙烯聚合的引发预聚反应是一个吸热过程,进入聚合反应后,会释放出大量聚合热,又因聚合分子量增加,粘度增大,传热效率会降低。所以在整个聚合反应过程中先要预热引发,然后要及时撒热和恒温。
聚合反应温度对于产品质量影响巨大。温度过高将导致所生成的聚合物分子量降低,影响熔融指数,使产品机械强度下降;而温度过低又会使聚合时间过长,±1℃以内。
聚合反应温度用导热油来控制
聚合反应温度,是由聚合反应器夹套内的导热油来完成预热或撤热恒温的。导热油来自于导热油罐,。
温度控制对象的特性
本装置的聚合反应温度对象由聚合反应器和导热油罐组成,共有八套。被控温度对象具有纯滞后加一阶惯性特性。从测试数据表明纯滞后时间与电加热功率有关:电加热功率大时,纯滞后时间较短;电加热功率小时,纯滞后时间较长,最长为10分钟左右。也就是说,当电加热功率增加或减少时,导热油温度的变化最长可能要经过10分后才能被导热油罐上的铠装热电偶检测到,可见温度滞后现象是非常明显的。
温度控制对象的特性
导热油的降温正常情况下是靠自然散热。因导热油罐夹套外有保温层,:当导热油温度为50℃,环境温度为23℃时,导热油温度降温速度仅为10℃/小时左右。因此导热油在预热升温过程中,不能有温度超调量出现,否则使用人工加入泠油的办法来降温是很费时和耗能的。
续
导热油循环管道电保温对象由循环管道和外缠电热带组成,设计上分成45段。由于管道保温段的长短不一,所以每段保温对象的纯滞后时间也各不相同。
PID采样控制的应用
采样控制不需要预先己知对象的数学模型,其控制思想是用“调一下,等着瞧”的方法,对具有纯滞后特性的温控对象较为有效。
它是靠采样开关来实现的,在每个采样周期内进行一次采样控制,其输出变化是断续的:在采样时间内,采样开关闭合,则按PID控制规律输出变化(“调一下”);当采样时间结束,采样开关断开以后,则采用使输入偏差为零或零阶保持器技术,使控制输出保持不变(“等着瞧”)。
采样周期一定要大于对象的纯滞后时间,采样控制才能充分发挥其控制作用。若设定的采样时间等于采样周期时,则采样控制的输出特性与一般PID连续调节输出特性相一致。
固态继电器在电加热控制中的应用
在温度电加热控制中,目前广泛使用交流固态继电器(SSR)作为执行机构,它集可控硅和传统继电器的功能于一体,实现无触点化,其可靠性和安全性大大提高。
它是一种四端有源器件,其中两端为输入控制端,另外两端为输出受控端,输入与输出端之间用光电隔离。当输入控制端加上1~5伏的直流电压信号时,。为减少高次谐波的干扰,污染电网,采用过零触发Z型交流固态继电器
交流固态继电器与电加热元件工作原理