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1、.學(xué)號：課程設(shè)計題目聚合釜溫度-溫度串級控制系統(tǒng)學(xué)院自動化專業(yè)自動化卓越工程師班級自動化zy1201班姓名指導(dǎo)教師傅劍2015年12月8日..課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)生姓名：專業(yè)班級：自動化zy1201指導(dǎo)教師：傅劍工作單位：武漢理工大學(xué)題目:聚合釜溫度-溫度串級控制系統(tǒng)初始條件：聚氯乙烯是最通用的塑料品種，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域。在氯乙稀在聚合釜中進行聚合反應(yīng)的同時釋放出熱量，使得溫度升高。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)及時將反應(yīng)熱移走，保持釜內(nèi)溫度恒定?，F(xiàn)采用夾套中冷卻水流量為控制量來控制反應(yīng)溫度。以聚合釜溫度為主
2、參數(shù)，以夾套中水的溫度為副參數(shù)，構(gòu)成串級控制系統(tǒng)，將反應(yīng)溫度控制在51℃，穩(wěn)態(tài)誤差±1℃要求完成的主要任務(wù):1、了解聚合釜工藝設(shè)備2、繪制聚合釜溫度-溫度控制系統(tǒng)方案圖3、確定系統(tǒng)所需檢測元件、執(zhí)行元件、調(diào)節(jié)儀表技術(shù)參數(shù)4、撰寫系統(tǒng)調(diào)節(jié)原理及調(diào)節(jié)過程說明書時間安排11月3日選題、理解課題任務(wù)、要求11月4日方案設(shè)計11月5日~11月8日參數(shù)計算撰寫說明書11月9日答辯指導(dǎo)教師簽名：年月日系主任（或責(zé)任教師）簽名：年月日..目錄1.課程設(shè)計目的與要求11.1聚合釜概述....................
3、....................................................................................................11.2設(shè)計目的12.系統(tǒng)總體方案論證22.1設(shè)計聚合釜溫度控制系統(tǒng)總體方案論證22.2聚合釜溫度串級控制系統(tǒng)分析42.3控制規(guī)律的選擇43.儀表及器件的選擇43.1溫度傳感器的選擇43.2溫度變送器的選擇53.3執(zhí)行器的選擇53.4調(diào)節(jié)器的選擇54小結(jié)65.參考文獻(xiàn)7..1課程設(shè)計目的與要求1.1聚合釜概述
4、制備高分子化合物的主要設(shè)備。一般是立式圓柱形高壓釜，帶有夾套，以便通入蒸汽或冷水來加熱或冷卻。用于乳液聚合的，內(nèi)有不銹鋼的水平槳式攪拌器，由電動機通過傳動裝置和減速器傳動。釜的外壁常用碳鋼制成，內(nèi)襯不銹鋼，也有襯搪瓷的。聚合時可以單釜間歇生產(chǎn)，也可以是多釜串聯(lián)連續(xù)生產(chǎn)。聚合反應(yīng)物由一個釜的下部進入下一釜的上部。釜上裝有溫度、壓力等儀表，以及進出料口等。用于本體聚合的，則釜內(nèi)不裝攪拌器，且不串聯(lián)。聚合釜一般由釜體、釜蓋、夾套、攪拌器、傳動裝置、軸封裝置、支承等組成。由于用戶因生產(chǎn)工藝、操作條件不盡相同，聚合
5、釜內(nèi)的攪拌型式一般有錨式、漿式、渦輪式、推進式或框式。攪拌裝置在高徑比較大時，可用多層攪拌槳葉，也可根據(jù)用戶的要求任意選配。并在釜壁外設(shè)置夾套，或在器內(nèi)設(shè)置換熱面，也可通過外循環(huán)進行換熱。加熱方式有電加熱、熱水加熱、導(dǎo)熱油循環(huán)加熱、遠(yuǎn)紅外加熱、外(內(nèi))盤管加熱等，冷卻方式為夾套冷卻和釜內(nèi)盤管冷卻等。1.2設(shè)計目的聚氯乙烯是最通用的塑料品種，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域。在氯乙稀在聚合釜中進行聚合反應(yīng)的同時釋放出熱量，使得溫度升高。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)及時將反應(yīng)熱移走，保持釜內(nèi)溫度恒定。工藝要求反應(yīng)溫度為51
6、℃±1℃。這是一個多種參數(shù)相互制約的復(fù)雜過程，工藝控制指標(biāo)的好壞關(guān)系到生產(chǎn)能否穩(wěn)定運行，生產(chǎn)效益以及安全問題。因此如何實現(xiàn)氧化爐的最優(yōu)控制，多年來一直是我國化肥技術(shù)十分關(guān)注，并為之不懈努力的課題。通過技術(shù)改進，聚合釜的控制水平達(dá)到了國內(nèi)先進的水平，產(chǎn)品質(zhì)量的到提高，設(shè)備安全性得到了保證，延長了設(shè)備的運行周期，大大提高了聚合釜的經(jīng)濟效益。..2系統(tǒng)總體方案論證2.1設(shè)計聚合釜溫度控制系統(tǒng)總體方案的論證方案一：采用單回路控制系統(tǒng)。單回路控制系統(tǒng)是指有一個測量元件及變送器、一個控制器、一個執(zhí)行器和一個被控過程組
7、成，并只對一個被控參數(shù)進行控制的單閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。溫度傳感器經(jīng)變送到控制器直接控制執(zhí)行器。當(dāng)聚乙烯在夾套式聚合釜中進行聚合反應(yīng)，生成聚氯乙烯并放出能量，經(jīng)變送器傳到調(diào)節(jié)器與設(shè)定值進行比較調(diào)整作用于控制器，控制器根據(jù)調(diào)節(jié)器傳送的值調(diào)節(jié)閥門的開度倆控制冷卻水的流量，以此控制聚合釜的溫度。單閉環(huán)系統(tǒng)工藝圖如圖2.1所示。圖2.1單閉環(huán)聚合釜溫度控制系統(tǒng)的工藝流程圖方案二：采用串級控制。采用串級控制系統(tǒng)是在簡單的控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它增加了一個副控制回路，是系統(tǒng)控制品質(zhì)相對于單回路控制系統(tǒng)有明顯的提高。
8、在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，再用串級控制系統(tǒng)有兩個閉合回路，主回路和副回路，主、副調(diào)節(jié)器串聯(lián)工作；主調(diào)節(jié)器輸出作為副調(diào)節(jié)器設(shè)定值，系統(tǒng)通過副調(diào)節(jié)器控制調(diào)節(jié)器動作，實現(xiàn)對主參數(shù)的定值控制。串級系統(tǒng)的主回路是定值控制系統(tǒng)，副回路是隨動控制系統(tǒng)，通過他們的協(xié)調(diào)工作，使主參數(shù)能夠準(zhǔn)確的控制在工藝規(guī)定的范圍之內(nèi)。..圖2.2聚合釜溫度控制串級控制系統(tǒng)圖2.3串級系統(tǒng)方框圖方案一的單回路控制系統(tǒng)是最基本的控制系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)簡單，投資少，易于調(diào)整，操作維護
