聚丙烯反应升温优化控制的设计与实现
聚丙烯反应升温优化控制的设计与实现 Design and Realization of the Optimized Heating Control for Propylene Polymerization Reaction
王民权徐品
王民权，等应力便
（宁波职业技术学院海天学院，浙江宁凌315800）
摘要：针对间歇丙烯聚合过程中的非线性、时变性和纯滞后特性，提出一种基于集散控制系统实现丙烯聚合反应的优化控制方案，给出了软于操、预测函数控制(PFC)和PID优化控制相结合的升湿控制策略，并详细介绍了方案设计、PFC模块组态与参数设定、消除方案切换波动等间题。运行结果表明，该方案在升温阶段(60~75℃）的跟随性好、控制精度高，在恒温恒压阶段（75℃，3.5MPa）的超调小，较好地满足了设计要求。
关键词：优化控制PID算法监控
非线性控制精度
中图分类号：TP273
文献标志码：A
Abstract: Aiming at the features of intermittent polymerization process of propylene, e. g- , nonlinearity, time varying and pure time delay, the DCS-based optimized control strategy for propylene polymerization reaction is proposed, The beating control strategy that is composed of soft manual operation, predictive function eontrol (PFC) and PID optimized cantrol is given. The design of the strategy, configuration and parameter seting of PFC module, and the elimination of fluctuation due to strategy switching are introduced in detail. The result of operation shows that the strategy offers good follow up performance and high control aceuraey in heating phase (60 ~ 75 C ) : and small overshooting in
constant temperature and pressure phase (75 C, 3. 5 MPa) , to well meet the requirement of design. Keywords: Optimized control PID algorithm Monitoring Nonlinear Control accuracy
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引言
现阶段国内中小企业在丙烯聚合釜反应控制上多
以PID调节为主，并在关键控制点辅以手动操作。由于聚合反应在每个阶段的特性各异，加之反应釜本身的时变性、时滞性和非线性，数学模型很难建立。各种结合计算机技术的先进控制方案已得到工程人员的关注。这些方案现已有了一些成功的仿真、探索和工程应用(1-1)。但算法的修改和转化对于中小企业的技术人员而言仍有较大的难度。
本文针对丙烯聚合过程温度控制的要求，基于 JX-300X系统平台，给出了适合企业工程技术人员操作组态的软手操、预测函数控制、PID优化控制方案。下面通过工程实例，详细介绍方案选择、PFC模块设计、控制方案组态、参数选择和切换过渡等问题。
浙江省教育厅2011年度科研基全资助项目（编号：Y20119785）；宁波职业技水学院2011年度科研基全资动项目（编号：NZ11007）。修改基收到日期：20120620。
第一作者主民权（1965-），男，2008年毕业于浙江工业大学校制理论与控制工程专业，获项士学位，副教校；主要从事流程工业的建模和优化控制等方面的教学与研究工作。
《自动化仪表》第33卷第11期2012年11月万方数据
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工艺要求与控制方案
丙烯聚合升温过程如图1所示。
恒恒压性开级
20
h
丙烯聚合升温过程图1
Fig.1Heating process of propylene polymerization
影响产品质量和产量的阶段主要集中在反应前的
预升温、过渡反应的升温升压、维持反应的恒温恒压三个阶段。丙烯聚合过程热量大、纯滞后时间长，因此，在反应初期要通过热水循环提高反应釜的温度；在反应中后期的强放热则需冷水循环移去多余热量。该聚合过程机理复杂，具有高度的非线性。
根据聚合工艺要求，在反应前的预升温段，应在保障安全的条件下尽可能缩短单釜操作周期：在过渡反应的升温升压阶段，则要考虑平稳升温升压，以
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