目前,我國很多化工廠對化學(xué)反應(yīng)爐的溫度控制,依然采用手工操作。這種工作方式的缺點是:工人工作緊張,反應(yīng)爐溫度波動很大,而且控制室氣溫很高,工作條件艱苦冤荆。鑒于此,我們用西門子PLC對其進(jìn)行改造,實現(xiàn)整個工藝的控制,同時希望提高控制精度在±0.5℃以內(nèi)辽话。我們采用西門子CPU224,設(shè)計出該溫控自動化系統(tǒng),取得較好效果。

1化學(xué)工藝過程和技術(shù)要求

反應(yīng)爐里主要是聚合反應(yīng),爐內(nèi)有攪拌器,爐外有夾套層,供冷卻水進(jìn)入以控制溫度帆喇。聚合反應(yīng)原理:首先按照一定比例將反應(yīng)物加入反應(yīng)爐中,然后向反應(yīng)爐中通入蒸汽,溫度達(dá)到預(yù)定溫度時停止加熱,這時報警系統(tǒng)提示加催化劑,于是開始聚合反應(yīng),伴有強(qiáng)烈的放熱反應(yīng),該階段是控制關(guān)鍵,要求保持恒溫警医。這種聚合反應(yīng)不僅僅是化學(xué)反應(yīng),還有相應(yīng)的物理變化,是一種突發(fā)性很強(qiáng)的放熱效應(yīng)；在恒溫階段,設(shè)定時刻提示報警,提醒用戶加各種小料馁雏。按生產(chǎn)工藝要求,聚合反應(yīng)包括若干個升溫段酱晾、恒溫段、冷卻段托俯。

聚合反應(yīng)功能要求:(l)對溫度曲線進(jìn)行實時準(zhǔn)確跟蹤赠飞。(2)可以手動／自動切換拼固。(3)對溫度過高、過低和定時時間到達(dá)進(jìn)行報警或自動開啟保護(hù)措施捻钢。(4)溫度偏差控制在±0.5℃以內(nèi)绞艘。

2系統(tǒng)組成

我們選用了西門子公司S7-200系列PLC模塊〉拘控制器為CPU224,此外,還有熱電阻模塊EM231妈削、模擬量4路輸入通用模塊EM231、模擬量4路輸出模塊EM232滔菠。其中熱電阻模塊EM231對溫度傳感器信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換逮碾；模擬量通用模塊EM231的一路通道對水壓信號進(jìn)行處理；模擬量輸出模塊EM232兩路通道分別控制攪拌機(jī)和模擬量水閥門批斯。為了生產(chǎn)安全,系統(tǒng)還設(shè)計了應(yīng)急措施,進(jìn)行溫度控制時,若溫度相對于設(shè)定值過高,則打開另外一個開關(guān)量冷卻水閥門辞槐；若溫度過低,則打開排水閥門,使溫度上升。圖1為系統(tǒng)框架圖粘室￠剩控制信號地址分配見表1。

3軟件設(shè)計

對于溫控系統(tǒng),我們采用了PID控制算法衔统。

數(shù)字位置式PID表達(dá)式如下:

我們在傳統(tǒng)PID控制算法上作了改進(jìn)鹿榜。對于積分部分,在實際工程中采用了“變速積分”、“抗積分飽和”等處理方法锦爵。

4結(jié)束語

實驗證明,該系統(tǒng)達(dá)到預(yù)期效果,可以將溫度誤差控制在±0.5℃以內(nèi),而且動態(tài)性能比較好,用戶比較滿意舱殿。

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