随着科技和经济的发展,高分子聚合物在各个领域得到了十分广泛的应用,同时也对聚合物的产品质量和生产过程自动化提出了更高的要求。目前聚合物生产中的聚合反应主要是在间歇式反应釜中进行,约占总聚合装置的 90%。在生产中影响聚合反应的参数(如温度、压力、流量、速度等),最重要的是反应器的温度控制,其控制品质直接影响产品质量和产量。聚合反应过程既是化学反应过程,又是物理变化过程,聚合机理复杂。聚合反应过程具有非线性、时变、有噪声干扰、有纯滞后等特点,对这类工业过程建立精确的数学模型是非常困难的,所以经典 PID 控制理论难以在聚合反应釜温度控制上取得好的控制效果。 本文主要是研究反应釜温度控制系统。比较全面的分析了反应釜温度变化的特点以及控制难点,总结当前温度控制系统精度差的根本原因。在此基础上,提出了改进 Smith 预估算法--积分分离分段式抗饱和 PID 位置控制算法,降低了超调量,大幅减小了静态误差,较好的解决了反应釜温度控制的难题。 课题完成了控制系统的硬件电路、系统软件的设计与调试,进行了控制算法的编辑、整定和调试,并进行了实验室实际运行。经验证,本控制系统工作稳定,可靠性高,控制算法不需要被控对象的精确数学模型,适应性好,工程操作性高,鲁棒性强,具有非常好的控制效果。