化學工業在我國國民經濟發展中起著重要作用,反應釜是實現化學反應生產的主要設備?,F在的化工生產中,
反應釜控溫設備決定著產品的產量和質量,有時甚至會對生產安全造成影響。
反應釜的溫度控制占有著比較重要的地位。在實際的化工生產過程中,溫度是工業生產中常見的工藝參數之一,任何物理變化和化學反應過程都與溫度密切相關。
反應過程中伴隨有大量的吸、放熱現象,具有大滯后、時變、非線性、反應機理復雜等特點。所以,準確有效地掌控反應釜中化學反應溫度顯得尤為重要。
但由于反應釜溫度控制的過程復雜多變,且具有不確定性,因此對溫控設備的控制技術和理論提出了更高的要求。反應釜控溫設備模糊控制是一種基于規則的語言控制,無需建立被控對象的準確數學模型,具有較強的魯棒性,其控制效果受干擾和參數變化的影響大大減小,摔制效果好。
常規PID控制是一種以過程參數為基礎的控制方法,控制原理簡單,穩定性好,可靠性高,參數容易調整,但它的設計依賴于被控對象的準確數學模型,不能在線對參數進行整定,而由于反應釜機理復雜,設備反應過程中各參數均隨時間變化,無法實現準確數學模型的建立,也不能滿足系統在不同條件下參數自整定的要求,因此,采用常規PID控制器無法實現反應釜控溫設備的控制。
模糊控制器是以誤差和誤差變化為輸入變量,具有模糊比例-微分控制的特點,控制精度不高,穩態誤差大,自適應性強,易出現振蕩現象。預計控制是一種優化控制算法,它通過優化某一性能指標確定將來的控制效果,具有模型要求低,魯棒性好,適于數字計算機控制等優點。
因為計算機模型預測控制具有良好的跟蹤性能,可以有效地提高系統的穩定性,消除誤差,對滯后過程有明顯的控制效果,更符合工業溫度控制的實際需要,從而使設備的性能得到很大改善。
總結了反應釜控溫設備現有溫控設備精度不高的根本原因,在此基礎上,采用基于預測的模糊自整定PID集成控制技術,實現了反應釜溫度控制,主要是利用設備模型的預測輸出,結合常規PID的控制經驗,采用模糊推理方法,改進了控制器算法。
與常規控制方案相比,采用模糊PID控制的反應釜控溫設備提高了魯棒性和適應性,較好地解決了反應釜溫度控制難題。該設備的控制性能更加穩定可靠,實時性、適應性、魯棒性均明顯增強,控制效果良好。