由于(yu)(yu)聚(ju)合反(fan)應(ying)是(shi)(shi)一個標準的(de)(de)二階過(guo)程(cheng)，這(zhe)類過(guo)程(cheng)在升(sheng)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)及(ji)初(chu)期反(fan)應(ying)階段(duan)的(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)控(kong)(kong)制(zhi)存在著快速與很(hen)調(diao)的(de)(de)矛(mao)(mao)盾(dun)(dun)，如何實現以(yi)較快升(sheng)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)速度(du)(du)把反(fan)應(ying)釜(fu)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)提高到聚(ju)合反(fan)應(ying)所(suo)需要的(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)，并且不會(hui)發生(sheng)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)很(hen)調(diao)而產生(sheng)副反(fan)應(ying)、影響產品質(zhi)量，這(zhe)是(shi)(shi)一個難以(yi)協調(diao)的(de)(de)矛(mao)(mao)盾(dun)(dun)。在聚(ju)合釜(fu)的(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)控(kong)(kong)制(zhi)上國內(nei)普(pu)遍采(cai)用的(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)方案是(shi)(shi)把釜(fu)內(nei)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)與夾套溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)設計成(cheng)(cheng)一個串級控(kong)(kong)制(zhi)回路，釜(fu)內(nei)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)控(kong)(kong)制(zhi)器(主環)的(de)(de)輸出(chu)作為夾套溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)控(kong)(kong)制(zhi)器(副環)的(de)(de)給定(ding)，副環的(de)(de)輸出(chu)再(zai)去控(kong)(kong)制(zhi)夾套的(de)(de)加(jia)熱閥(fa)和冷卻(que)閥(fa)，這(zhe)種傳統控(kong)(kong)制(zhi)方案在升(sheng)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)階段(duan)造成(cheng)(cheng)的(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)很(hen)調(diao)量往往大(da)大(da)高于(yu)(yu)產品質(zhi)量所(suo)允(yun)許的(de)(de)范(fan)圍。實踐證明用常規控(kong)(kong)制(zhi)策略是(shi)(shi)無法解決好這(zhe)個矛(mao)(mao)盾(dun)(dun)的(de)(de)。

在本文中(zhong)筆者把在多種聚合釜上(shang)采用(yong)動(dong)態(tai)拐(guai)點軟測量(liang)技術及重疊控(kong)制技術的應(ying)用(yong)情(qing)況介紹給同行(xing)。

在聚合釜上所采用的先進控制技術

我(wo)們以70立方米(mi)PVC聚合(he)釜為例。在(zai)這個生產(chan)過(guo)(guo)程中我(wo)們期(qi)望達(da)到(dao)的(de)控(kong)制(zhi)效果是：一(yi)方面(mian)在(zai)升溫(wen)(wen)時(shi)將加(jia)熱蒸汽閥全部(bu)打開以得到(dao)較小的(de)升溫(wen)(wen)時(shi)間(jian)；另一(yi)方面(mian)實現(xian)從加(jia)熱到(dao)反應(ying)階(jie)段的(de)無很調過(guo)(guo)渡，即(ji)(ji)通過(guo)(guo)實施先進(jin)的(de)動(dong)態拐點軟測(ce)量技術和重疊控(kong)制(zhi)技術來使釜內溫(wen)(wen)度(du)在(zai)到(dao)達(da)反應(ying)溫(wen)(wen)度(du)時(shi)實現(xian)兩個目標(biao)： △T=0，d(△T)／dt=0，即(ji)(ji)溫(wen)(wen)度(du)偏差和偏差變化率同時(shi)為0。

1．1動態拐(guai)點軟(ruan)測量技術

動態拐點(TG)的(de)定義：動態拐點是這(zhe)樣一個時(shi)刻的(de)釜(fu)內溫度值，在這(zhe)個時(shi)刻把加熱介質切換為(wei)冷卻介質并實(shi)施合適的(de)重(zhong)疊控制時(shi)，在到達(da)所生產型號的(de)PVC設(she)定溫度值 (TSP)時(shi)和(he)此時(shi)的(de)釜(fu)溫(TPv)之(zhi)差滿足以下(xia)兩(liang)個條件(jian)：

AT=O，d(AT)／dt=O其中AT=TSP—TPV

設加熱介質(zhi)溫度為TH，冷卻介質(zhi)溫度為TC，則(ze)： TG=f(TH，TC，TPV，TSP，△T，d(△T)／dt，K1，K2，K3)

在動態拐(guai)點(dian)處將(jiang)夾套(tao)中(zhong)加熱(re)(re)介(jie)質(zhi)(zhi)切換為冷(leng)卻介(jie)質(zhi)(zhi)并實施科學的重疊控(kong)制算法，可使(shi)釜(fu)內溫度(du)(du)(du)的控(kong)制精度(du)(du)(du)達到0．3度(du)(du)(du)以(yi)內，而且，基于這個拐(guai)點(dian)模型所實現的釜(fu)內溫度(du)(du)(du)精度(du)(du)(du)與產品型號、配(pei)方、冷(leng)熱(re)(re)介(jie)質(zhi)(zhi)的溫度(du)(du)(du)變(bian)(bian)化、夾套(tao)和釜(fu)壁的清(qing)潔度(du)(du)(du)變(bian)(bian)化等(deng)沒有關系，具有很好的重復性。但(dan)動態拐(guai)點(dian)本身會(hui)因加熱(re)(re)介(jie)質(zhi)(zhi)、冷(leng)卻介(jie)質(zhi)(zhi)、工藝配(pei)方、設備(bei)傳熱(re)(re)能力(導熱(re)(re)系數) 等(deng)的影響而變(bian)(bian)化。

1．2 釜溫重(zhong)疊控制技術

重(zhong)疊控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)思想較(jiao)早是(shi)(shi)由一(yi)(yi)個俄國科學家提出來的(de)(de)，我們(men)將該理論應用在解決聚合釜溫度(du)(du)(du)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)的(de)(de)問(wen)題(ti)上并獲得成功。分(fen)析可(ke)知：通過加熱而(er)影響的(de)(de)聚合釜的(de)(de)盤管或夾套內的(de)(de)溫度(du)(du)(du)對釜內溫度(du)(du)(du)的(de)(de)影響是(shi)(shi)一(yi)(yi)個標(biao)準(zhun)的(de)(de)二階響應過程(cheng)，為(wei)了克服這個響應過程(cheng)造成的(de)(de)聚合反應溫度(du)(du)(du)的(de)(de)很調(diao)而(er)達(da)到△T=0，d(A T)／dt=0的(de)(de)目(mu)標(biao)，我們(men)可(ke)以(yi)利用對冷卻介(jie)質的(de)(de)特殊操(cao)作即重(zhong)疊控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)來建立一(yi)(yi)個與上述(shu)相反的(de)(de)響應過程(cheng)，這兩條(tiao)曲線(xian)疊加的(de)(de)結果可(ke)以(yi)滿足A T=0，d(△ T)／dt=0，見圖2(粗線(xian)部(bu)分(fen)就是(shi)(shi)我們(men)要(yao)達(da)到的(de)(de)效果)：特別需要(yao)說(shuo)明的(de)(de)是(shi)(shi)：為(wei)了保(bao)證(zheng)釜內溫度(du)(du)(du)的(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)精度(du)(du)(du)，對于釜內溫度(du)(du)(du)計和夾套溫度(du)(du)(du)計要(yao)選用熱響應時間常數小(xiao)于或等(deng)于24秒的(de)(de)熱電阻溫度(du)(du)(du)計。

結語

在從1一70立方米多種PVC反應釜上采用本技術后，都達到了如下控制效果：
（1)升溫時間和反應時間明顯減少，一般從減少十幾分鐘到半小時不等，單釜生產強度得到提高；
（2)由于釜內溫度(du)控制精度(du)從原來(lai)的(de)(de)R±2℃提高到R±0．3℃ ，副(fu)反應(ying)基本杜絕，產品的(de)(de)質量大大提高；工(gong)人的(de)(de)勞動強度(du)大幅度(du)降低。