[发明专利]一种反应釜高效控温方法及装置

说明书

技术领域：

本发明涉及自动控制技术领域，具体地说是一种反应釜高效控温方法及装置。

背景技术：

反应釜是一种广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品，用来完成硫化 、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程的压力容器，材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆 、镍基(哈氏、蒙乃尔、因康镍)合金及其它复合材料，在使用过程中，应该严格按照产品 铭牌上标定的工作压力和工作温度进行操作，以免造成危险，反应釜控制器是可以对反应釜 温度等参数进行控制管理的装置，在反应釜的使用过程中不可或缺，目前针对控温系统的控 制算法较为流行的有传统的PID调节，改进的PID调节，模糊PID，大林算法，以及以针对大 惯性温度调节经典的“调一调等一等”为思想的调节方式，但是，针对反应釜及类似容器的 大惯性、纯滞后、非线性等特点，就PID调节方式而言，导致其精确的抽象与建模十分困难 ，进而，难以确定合适的P、I、D参数，所以经典的PID控制显然不合适，除了有容易产生震 荡现象，超调较大等缺点，由于其非线性的特性，对于不同的温度，需要寻找不同的PID参 数，不仅增加了工作量，而且没有实际意义，改进的PID和模糊PID，即将PID参数进行分段 ，每个参数进行模糊处理，能在不同区域选用不同的PID，这种方法虽然较经典PID有更好的 控制效果，温度可以稳定在较小的范围之内，但是如果纯粹用这样的调节方式，在实际应用 中仍然难以满足高精度的要求，同时也存在针对不同温度选用不同参数的现象，针对大林算 法，对于反应釜这样的控制对象，递减锯齿波的输出不仅导致调节过程不平滑，而且容易超 调，其输出量的选择也较为麻烦，对于经典的“调一调，等一等”思想的控制显然要求足够 长的调节时间，这对于工业控制显然是不合理的，需要说明的是当前较为流行的智能PID控 制方法，对于反应釜这样的控制对象没有实际意义，因为对不同的温度有不同的最优PID， 自整定一次最优PID所需时间远远超过预期，目前，国内对反应釜温控系统的控制算法，不 是温度控制精度达不到要求，就是调节时间过长，而且没有形成一种普遍的高效的控制思想 ，因此需要一种全新高效的控制算法使得温度控制精度与调节时间都达到最优。

发明内容：

本发明为克服现有技术的不足，针对现有反应釜温度特性具有的大惯性、纯滞后、非线 性等特征，以及现有温控方法不准确、数据采集分析不方便、调节时间长等缺点进行了改进 ，提出一种控制精度高、调节时间短的反应釜高效控温方法及装置。

本发明采用的技术措施是：

一种反应釜高效控温方法，其特征在于包括以下几个步骤：

步骤A：通过外部键盘按键确定开始加热，

步骤B：设定各个阈值，

步骤C：温度传感器获得当前温度，并计算温度偏差E，

步骤D：将温度偏差E与已设阈值以及零点进行比较，进行加热阶段的选择，

步骤E：根据所选加热阶段的判断，输出相应的电压，进行加热，

步骤F：重复步骤C，计算温度偏差，当温度偏差小于0时，停止温度调节。

本发明所述的一种反应釜高效温控方法，当步骤A中选择不加热时，停止温度调节。

本发明所述的一种反应釜高效温控方法，步骤B中设定的阈值包括最大阈值M、亚最大阈 值N、目标阈值T。

本发明所述的一种反应釜高效温控方法，其特征在于所述的加热阶段分为全速加热阶段 即当E＞M时、亚全速加热阶段即当M＞E＞N时、改进模糊PID调节阶段即当N＞E＞T时，维持加热阶 段即当T＞E＞0时，当处于全速加热阶段时，步骤E中采用最大电压进行加热，当处于亚全速加 热阶段时，采用小于最大电压的设定电压进行加热，当处于改进模糊PID阶段时，采用模糊 PID调节控制，用维持电压与反模糊电压进行加热，当处于维持阶段时，由维持电压进行加 热。

本发明所述的一种反应釜高效温控方法，其特征在于当步骤D中温度偏差值E＜0时，停止 温度调节。