PID控制例1：反应釜温度自动控制回路资料
反应釜自动化控制说明
反应釜自动化控制说明一、概述反应釜自动化控制系统是针对反应釜工艺过程进行设计和开发的，旨在提高生产效率、保障生产安全、提升产品质量。
该系统通过对反应釜内温度、压力、液位、搅拌速度等参数进行实时监测和控制，实现自动化的生产过程。
二、系统组成1. 控制器：采用先进的控制算法，根据设定的参数和反馈的实际数值进行控制操作。
2. 传感器：用于采集反应釜内的温度、压力、液位等参数，并将数据传输给控制器。
3. 执行机构：根据控制器的指令，调节反应釜内的搅拌速度、加热功率等，实现自动化控制。
4. 人机界面：提供操作界面，用于设定参数、监控反应釜状态、显示报警信息等。
三、功能特点1. 温度控制：根据工艺要求，设定反应釜温度目标值，并通过控制加热功率、冷却速率等方式，实现温度的精确控制。
2. 压力控制：根据工艺要求，设定反应釜压力目标值，并通过控制加压、减压等方式，实现压力的稳定控制。
3. 液位控制：根据工艺要求，设定反应釜液位目标值，并通过控制进料速率、排出速率等方式，实现液位的准确控制。
4. 搅拌控制：根据工艺要求，设定反应釜搅拌速度目标值，并通过控制搅拌电机的转速，实现搅拌的均匀和稳定。
5. 数据记录与报表生成：系统能够记录反应釜内各参数的历史数据，并能够生成相关报表，方便生产过程的分析和追溯。
四、操作流程1. 启动系统：按下启动按钮，系统开始运行。
2. 设定参数：在人机界面上设定所需的温度、压力、液位和搅拌速度等参数。
3. 监控状态：系统实时显示反应釜内各参数的数值，并进行实时监控。
4. 控制操作：根据设定的参数和实际数值，控制器进行相应的操作，调节反应釜内的温度、压力、液位和搅拌速度。
5. 报警处理：系统能够检测异常情况，并及时发出报警信息，操作人员需根据报警信息采取相应的措施。
6. 停止系统：按下停止按钮，系统停止运行。
五、安全保障1. 系统具备安全保护功能，能够监测反应釜内的过温、过压、过液位等异常情况，并及时发出报警信息。
PID在反应釜控制中的应用
PID在反应釜控制中的应用文章出处：刘喜梅，张茜，郭静发布时间：2011/08/31 | 62 次阅读| 2次推荐| 0条留言业界领先的TEMPO评估服务高分段能力，高性能贴片保险丝专为OEM设计师和工程师而设计的产品使用安捷伦电源，赢取iPad2 Samtec连接器完整的信号来源每天新产品时刻新体验完整的15A开关模式电源常规PID控制算法对于大部分工业过程的被控对象控制效果良好，但是对于反应釜温度的时间滞后问题，PID控制算法在控制温度跟踪变化曲线时存在振荡和精度低的缺点。
PID控制算法是按偏差的比例（P）、积分（I）和微分（D）进行控制的PID控制器（亦称PID调节器）是应用最为广泛的一种自动控制器。
它具有原理简单，易于实现，适用面广，控制参数相互独立，参数的选定比较简单等优点；而且在理论上可以证明，对于过程控制的典型对象──“一阶滞后＋纯滞后”与“二阶滞后＋纯滞后”的控制对象，PID控制器是一种最优控制。
PID调节规律是连续系统动态品质校正的一种有效方法，它的参数整定方式简便，结构改变灵活（PI、PD、…）。
为了克服反应釜温度的时间滞后问题，本文结合BP神经网络控制策略，采用基于BP神经网络的PID控制方法对其进行控制，反应釜温度能自动跟随给定的温度曲线，满足工艺要求。
1 反应釜温度控制系统反应釜按反应的特性可以分为吸热反应和放热反应。
一般来说，聚合反应属于放热反应，而裂变反应属于吸热反应。
化学上把最终表现为吸收热量的化学反应叫做吸热反应。
吸热反应中反应物的总能量低于生成物的总能量。
生成物中的化学键的能量（键能）越强，稳定性越强；能量越弱，稳定性越差。
反应釜的操作流程一般包括如图1所示的四个阶段。
图1中恒温段是反映工艺的关键阶段，对于产品质量和产量有着重要的影响，所以提高恒温段的控制精度是提高产品质量的关键。
实际反应过程中常伴有强烈的放热效应，使反应温度有所变化。
针对反应釜温度控制的特点，本文采用基于BP神经网络的PID控制方法。
反应釜自动化控制说明
反应釜自动化控制说明一、引言反应釜是一种用于进行化学反应的设备，为了提高反应的效率和安全性，采用自动化控制系统对反应釜进行控制是非常必要的。
本文将详细介绍反应釜自动化控制系统的设计原理、控制策略和操作流程。
二、设计原理1. 反应釜自动化控制系统的设计基于PLC（可编程逻辑控制器）技术，通过传感器采集反应釜内的温度、压力、液位等参数，并根据预设的控制策略进行自动调节。
2. 控制系统通过与反应釜内的加热、冷却、搅拌等设备进行连接，实现对反应过程的精确控制。
3. 采用人机界面（HMI）作为操作界面，方便操作人员对控制系统进行监控和参数设置。
三、控制策略1. 温度控制：根据反应釜内的温度传感器实时采集的数据，控制系统自动调节加热或冷却设备的输出，使反应釜内的温度维持在设定的目标温度范围内。
2. 压力控制：通过压力传感器实时采集反应釜内的压力数据，控制系统根据预设的压力范围自动调节排气阀的开度，以保持反应釜内的压力稳定。
3. 液位控制：利用液位传感器监测反应釜内的液位变化，控制系统根据预设的液位范围自动调节进料阀和排料阀的开度，以维持反应釜内的液位在合适的范围内。
4. 搅拌控制：根据反应釜内的搅拌器转速传感器实时采集的数据，控制系统自动调节搅拌器的转速，以保证反应液体的均匀混合。
四、操作流程1. 启动系统：操作人员通过HMI界面启动反应釜自动化控制系统，系统进行自检并显示各个传感器的状态。
2. 设置参数：操作人员根据具体的反应要求，在HMI界面上设置目标温度、压力、液位和搅拌速度等参数。
3. 开始反应：操作人员确认参数设置无误后，点击“开始反应”按钮，控制系统开始监控反应釜内的温度、压力、液位和搅拌速度，并进行相应的调节。
4. 监控过程：操作人员可以通过HMI界面实时监控反应釜内各个参数的变化趋势，并根据需要随时修改参数设置。
5. 反应结束：当达到预设的反应时间或达到设定的结束条件时，控制系统自动停止加热、冷却和搅拌设备，并发出相应的提示。
反应釜自动化控制说明
反应釜自动化控制说明一、引言反应釜是一种用于化学反应的设备，它能够在一定条件下控制反应的温度、压力和搅拌速度等参数，以实现反应的自动化控制。
本文将详细介绍反应釜自动化控制的原理、操作步骤和注意事项，以帮助用户正确使用和维护反应釜设备。
二、原理1. 控制系统反应釜自动化控制系统由传感器、执行器、控制器和人机界面组成。
传感器用于采集反应釜内的温度、压力和搅拌速度等参数，执行器根据控制器的指令调节反应釜的加热、冷却和搅拌等设备，控制器根据传感器采集的数据进行逻辑运算和控制策略，人机界面用于操作和监控整个控制系统。
2. 控制策略反应釜自动化控制系统采用PID控制策略，即比例-积分-微分控制。
PID控制器根据反应釜内的实时数据进行计算，通过调节执行器的输出信号来控制反应釜的温度、压力和搅拌速度等参数。
PID控制器的参数需要根据具体的反应过程进行调整，以实现稳定的控制效果。
三、操作步骤1. 启动反应釜首先，确保反应釜设备和控制系统的电源连接正常，然后按照操作手册的要求进行设备的启动操作。
启动过程中，需要注意检查反应釜的密封性能和安全阀的工作状态，确保设备运行的安全可靠。
2. 设置控制参数通过人机界面进入控制系统的设置界面，根据反应的要求设置控制参数，包括目标温度、目标压力和目标搅拌速度等。
同时，根据具体的反应过程，调整PID控制器的参数，以实现稳定的控制效果。
3. 开始反应确认控制参数设置无误后，点击开始按钮启动反应。
控制系统将根据设定的控制策略自动调节反应釜的温度、压力和搅拌速度等参数，以实现反应过程的自动化控制。
在反应过程中，可以通过人机界面实时监控反应釜内的各项参数，并根据需要进行调整。
4. 反应结束当反应达到预定的时间或达到设定的终止条件时，点击停止按钮结束反应。
同时，需要注意及时关闭反应釜的加热、冷却和搅拌设备，确保设备的安全停机。
四、注意事项1. 安全操作在操作反应釜时，必须严格按照操作手册的要求进行操作，遵循相关的安全操作规程。
调节回路案例
调节回路案例一、回路类型调节回路是控制系统中的一种重要组成部分，它通过对系统输出信号的监测和调节，以实现对系统性能的精确控制。
根据不同的调节目标和系统特性，调节回路可以分为多种类型，如PID调节、模糊调节、神经网络调节等。
二、应用领域调节回路广泛应用于各种工业领域，如化工、机械、电力、航空航天等。
在化工领域中，调节回路可以用于控制化学反应过程，保证反应结果的稳定性和精度；在机械领域中，调节回路可以用于控制机械运动过程，提高机械设备的运动精度和稳定性；在电力领域中，调节回路可以用于控制电力系统，保证电力供应的稳定性和可靠性；在航空航天领域中，调节回路可以用于控制飞行器姿态和轨道，保证飞行器的安全性和稳定性。
三、案例分析以下是一个PID调节回路的案例分析。
该案例涉及到一个液体温度控制系统的设计。
在该系统中，PID调节器被用于控制加热器的功率输出，以实现对液体温度的精确控制。
1. 调节器设计：采用PID调节器，通过比例、积分和微分三个环节的设计，实现对温度的精确控制。
比例环节主要实现对误差的直接调节，积分环节主要消除稳态误差，微分环节主要调节误差的变化趋势。
2. 参数调整：根据实际系统的特性和控制要求，对调节器的比例、积分和微分参数进行调整。
参数调整的原则是先调整比例参数，再调整积分参数，最后调整微分参数。
3. 控制器实现：将设计的PID调节器通过编程实现到控制器中。
控制器可以采用PLC或计算机等硬件设备实现。
4. 实验验证：通过实验对设计的PID调节器进行验证。
实验结果表明，设计的PID调节器能够实现对液体温度的精确控制，并且具有较好的动态性能和稳态性能。
四、案例优化以下是一个优化PID调节回路的案例。
该案例涉及到同样的液体温度控制系统。
在原有PID调节器的基础上，进行优化改进，以进一步提高系统的性能和控制精度。
1. 控制器优化：将原有的PLC控制器升级为具有更快运算速度和更高精度的工业控制计算机。
反应釜自动化控制说明
反应釜自动化控制说明一、概述反应釜自动化控制是指利用先进的控制系统和设备，实现对反应釜的自动化控制和监控。
本文将详细介绍反应釜自动化控制的基本原理、控制策略、控制设备以及相关的安全措施。
二、基本原理1. 反应釜自动化控制的基本原理是通过传感器对反应釜内的温度、压力、液位等参数进行实时监测，然后根据预设的控制策略，通过控制执行器调节加热、冷却、搅拌等操作，以实现对反应过程的精确控制。
三、控制策略1. 温度控制：根据反应釜内温度的变化情况，自动调节加热或冷却系统，使温度保持在设定值附近。
2. 压力控制：根据反应釜内压力的变化情况，自动调节排气阀或加压泵，使压力保持在设定值范围内。
3. 液位控制：根据反应釜内液位的变化情况，自动调节进料阀或排液阀，使液位保持在设定值范围内。
4. 搅拌控制：根据反应釜内反应物的性质和反应过程的需求，自动调节搅拌器的转速和方向，以实现良好的混合效果。
四、控制设备1. 温度传感器：采用高精度的温度传感器，如热电偶或温度传感器，实时监测反应釜内的温度变化。
2. 压力传感器：采用高精度的压力传感器，如压电传感器或压力传感器，实时监测反应釜内的压力变化。
3. 液位传感器：采用高精度的液位传感器，如浮球液位传感器或压力差液位传感器，实时监测反应釜内的液位变化。
4. 搅拌器控制器：采用专用的搅拌器控制器，根据反应过程的需求，自动调节搅拌器的转速和方向。
五、安全措施1. 紧急停机装置：在发生紧急情况时，可以通过紧急停机装置迅速切断电源，停止反应釜的运行。
2. 温度、压力、液位等报警装置：设置相应的报警装置，当温度、压力或液位超过设定范围时，及时发出警报，提醒操作人员采取相应的措施。
3. 安全阀：设置安全阀，当压力超过设定值时，安全阀会自动打开，释放压力，以保护反应釜的安全运行。
4. 防爆措施：根据反应釜内可能存在的爆炸性物质，采取相应的防爆措施，如使用防爆电器设备、加强通风系统等。
六、总结反应釜自动化控制通过先进的控制系统和设备，实现对反应釜的自动化控制和监控，能够提高反应过程的稳定性和可控性，提高生产效率和产品质量。
PID回路整定详细说明
仪表控制说明及PID整定方法化工乙烯仪表-李恒超主要内容一、仪表控制说明1、单回路控制说明2、复杂控制说明二、PID整定方法1、PID整定方法2、PID整定举例三、自动控制回路参数波动原因分析1、工艺操作系统引起参数波动分析2、仪表和调节阀的特性引起参数波动分析3、机泵控制的波动原因分析主要内容一、仪表控制说明1、单回路控制说明1.1 单回路的结构与组成1.2 明确自动控制的目的1.3 被控变量的选择1.4 控制变量的选择1.5 控制质量1.6 滞后1.7 举例与仿真1.8PID的正反作用2、复杂控制说明2.1 前馈控制2.2 串级控制2.3 均匀控制2.4 分程控制2.5 比值控制2.6 选择控制2.7 三冲量控制2.8 耦合控制二、PID整定方法1、PID整定说明1.1 PID回路阶跃响应性能指标1.2PID设置面板1.3 PID参数功能1.3.1 增益K作用对调节过程的影响1.3.2 积分作用对调节过程的影响1.3.3 微分调节D说明1.4 PID参数的整定1.4.1 测试阶跃响应法1.4.2 PID参数的整定步骤说明1.4.3 PID参数整定经验说明1.4.4 PID参数整定方法二2、PID整定举例2.1 PID参数的形象说明2.2 PID参数仿真曲线举例说明2.3 PID整定参数举例分析说明2.4 PID参数整定总结三、自动控制回路参数波动原因分析1、工艺操作系统引起参数波动分析1.1 精馏塔的典型控制1.2 反应器的控制2、仪表和调节阀的特性引起参数波动分析2.1 流量计的量程比、流速，对测量的影响2.2 调节阀的流量特性和可调比2.3 提高调节阀使用寿命的常见方法3、机泵控制的波动原因分析3.1 对离心泵的控制3.2 对计量泵的控制3.3 对变频泵的控制一、仪表控制说明\1.单回路控制说明1.1 单回路的结构与组成由一个被控对象、一个测量变送器、一个控制器和一个执行机构（控制阀）所组成的闭环控制系统。
反应釜自动化控制说明
反应釜自动化控制说明一、概述反应釜自动化控制系统是一种用于控制和监测反应釜操作的先进技术。
本文将详细介绍反应釜自动化控制系统的功能、工作原理、控制策略和操作流程。
二、功能描述1. 温度控制：反应釜自动化控制系统能够实时监测反应釜内的温度，并根据设定的温度范围自动调节加热或冷却设备，以保持反应釜内温度稳定。
2. 压力控制：系统能够监测反应釜内的压力，并根据设定的压力范围自动调节排气或加压设备，以保持反应釜内压力在安全范围内。
3. 液位控制：系统能够实时监测反应釜内的液位，并根据设定的液位范围自动调节液位控制装置，以保持反应釜内液位稳定。
4. 搅拌控制：系统能够控制反应釜内的搅拌装置，根据设定的搅拌速度和时间来实现反应物的充分混合。
5. 数据记录与报警：系统能够记录反应釜内的温度、压力、液位和搅拌速度等数据，并在出现异常情况时及时报警，以确保操作的安全性和稳定性。
三、工作原理反应釜自动化控制系统通过传感器实时采集反应釜内各项参数的数据，然后将数据传输给控制器进行处理。
控制器根据预设的控制策略，通过输出信号控制加热、冷却、排气、加压和搅拌等设备，从而实现对反应釜操作的自动控制。
四、控制策略1. 温度控制策略：根据反应釜内的温度变化趋势，通过PID算法计算出合适的加热或冷却功率，并输出控制信号给加热或冷却设备，以实现温度的稳定控制。
2. 压力控制策略：根据反应釜内的压力变化趋势，通过PID算法计算出合适的排气或加压力度，并输出控制信号给排气或加压设备，以实现压力的稳定控制。
3. 液位控制策略：根据反应釜内的液位变化趋势，通过PID算法计算出合适的液位控制信号，并输出给液位控制装置，以实现液位的稳定控制。
4. 搅拌控制策略：根据反应釜内的反应物性质和工艺要求，设定合适的搅拌速度和时间，通过控制搅拌装置的转速和运行时间，实现反应物的充分混合。
五、操作流程1. 启动系统：按下启动按钮，系统开始工作。
2. 参数设定：根据反应釜内的工艺要求，设定温度、压力、液位和搅拌速度等参数。
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•两步法：先副后主 •一步法：定副调主
x1
x2
+ - Gc1 +
Gc2 -
y2
y1
Go2
Go1
TN
21
串级调节系统例：
夹套式反应釜温度控制
TN
22
比值调节系统
保证两种（或两种以上）物料流量保持 一定比例的调节系统。 FC：比值调节器， 比值＝K
QB=KQA
开环比值系统
TN
23
比值调节系统
单闭环比值调节系统
而引入的一个中间参数）
Gc1(s)：主调节器 Gc2(s)：副调节器
TN
16
串级调节系统特点
•副回路中的干扰，主要在副回路中克服。 •减少了副对象的T，提高了副环的调节 品质。 •提高了系统的频率响应，加快了抗干扰 过程的速度。 •提供了灵活的控制方式
TN
17
串级调节系统应用
TN
18
串级调节系统应用
自动化仪表及过程控制(9)
Automation Instrumentations and Process Control
PID控制例1：反应釜温度自动控制回路
TN
2
PID控制例2：供水水压自动控制回路
TN
3
系统调节方案的选择
间接指标控制：对于不便直接 调节的工艺直接指标，可以选 择一个与直接指标相关的量进 行调节，间接完成控制任务。 例：精馏塔生产过程，
调节系统过渡过程的稳态误差超过工艺规定，则下 列哪项调整方法可以改善上述不足？
（A）增加比例度； （B）减少积分时间 ； （C）增加积分时间； （D）减少微分时间。
TN
9
第6章 单回路调节系统
思考题：
调节系统过渡过程的稳态误差超过工艺规定，则下 列哪项调整方法可以改善上述不足？
（A）增加比例度； （B）减少积分时间 ； （C）增加积分时间； （D）减少微分时间。
Y2(s)=GB(s)GV(s)G0(s)F(s)
Y(s)=Y2(s)-Y1(s)
TN
29
前馈调节系统
有： Y1(s)=GL(s)F(s) Y2(s)=GB(s)GV(s)G0(s)F(s) Y(s)=Y2(s)-Y1(s)
希望f对y的影响为0， 即用y1补偿y2：
[GL (s) GB (s)GV (s)G0 (s)]F(s) 0
GB
(s)
GL (s) GV (s)G0 (s)
GL (s) G0 (s)
TN
30
前馈调节系统
热交换器温度前馈反馈复合调节方案
FC Q1
+ TC
Q2
TN
31
自治调节系统
又称解偶系统， 用于消除相互关 联的几个调节量 之间的相互影响。
TN
32
自治调节系统
由：
Y1(s)=G11(s)X1(s) Y2(s)=G22(s)X2(s)+G12(s)X1(s) X2(s)=- GC2(s) Y2(s) –GC2(s)GB12(s)X1(s)
调节参数整定时需注意差压检测中的非 线性问题。
TN
24
均匀调节系统
用以解决和协调前后两被调参数的相互 影响。 例：多塔分离过程中的物料供求关系。
塔I的液位系统 和塔II的流量系 统有较大相互 影响。
TN
25
均匀调节系统
均匀调节系统调节器的整定： •主调节器比例系数Kc越大流量越平稳，液位越不 平稳。 •可根据表7-1所示经验整定。
Y2
(s)
1
G22 (s)GC2 (s) G22 (s)Gc2 (s)
[
G22
G12 (s) ( s)GC 2
(s)
GB12
(s)]
X1(s)
TN
33自治调节系统Y2 Nhomakorabea(s)
1
G22 (s)GC2 (s) G22 (s)Gc2 (s)
TN
26
前馈调节系统
用来克服一个主要扰动的影响。 简单调节系统的特点：只有偏差产生后 才有控制作用。 例：热交换器温度简单系统
Q1t e Q2 t e=0
TN
27
前馈调节系统
热交换器温度前馈调节方案
Q1Q2
FC Q2
Q1
TN
28
前馈调节系统
前馈调节方案结构框图
有： Y1(s)=GL(s)F(s)
TN
14
管式加热炉温度系统
•管式加热炉温度系统： •串级调节方案－－ Ⅰ＋Ⅱ •主参数： θ1出口温度 •副参数：θ2炉膛温度 •调节量：Q1
•以θ1调节为主回路 •θ2调节为副回路
TN
15
串级调节系统结构
内外环结构的双闭环系统 主环输出：主参数（系统最终控制参数） 副环输出：副参数（为了提高主参数调节性能
TN
6
系统调节方案的选择
间接指标控制：一般在塔内选择一块对温度 反应最灵敏的塔板作为系统主回路的被调参 数。
例如提馏段的一块塔板 （称为灵敏板），即采 用灵敏板温度T灵作为 间接控制指标。
TN
7
系统调节方案的选择
间接指标控制（二元）精馏控制例 主回路＋若干辅助回路
TN
8
第6章 单回路调节系统
思考题：
复杂调节系统是以简单系统为基础 的结构或算法上更为先进的控制方法。
TN
12
管式加热炉温度系统
•简单调节方案Ⅰ:直接指标控制 •被调参数：θ1出口温度 •调节量：Q1燃油流量 •缺点：被控对象滞后大
TN
13
管式加热炉温度系统
•简单调节方案Ⅱ:间接指标控制 •被调参数：θ2炉膛温度 •调节量：Q1
•缺点：闭环不包括被 加热流体方面的干扰
质量指标：塔顶馏出物组份， 即以塔顶产品纯度为控制指标
TN
4
系统调节方案的选择
直接指标控制：选择产品轻组份（苯）浓 度作为被调参数。
缺点：
•在线分析仪表：反应 慢，可靠性差。
•成分作为被调参数： 对象特性惯性大。
TN
5
系统调节方案的选择
间接指标控制：塔内温度、压力均与产品苯含 量有单值关系。但工艺上一般要求塔压最好固 定不变。
TN
19
串级调节系统的选型
由于串级调节系统的目的一般都是为了 保证主参数的控制品质，而对辅助的副 参数的控制精度要求并不高。 所以 •主调节器宜用P和PI调节规律。 •副调节器一般用P调节规律
x1
x2
+ - Gc1 +
Gc2 -
y2
y1
Go2
Go1
TN
20
串级调节系统的整定
工程中常用的整定方法：
答：B（参阅课本）
TN
10
第6章 单回路调节系统
小结：
•熟练掌握单回路调节系统的基本概念； •熟悉单回路调节系统的设计和整定的基 本步骤和常用方法； •了解对象动态特性对调节质量的影响； •了解调节规律对系统动特性的影响。
TN
11
第7章 复杂调节系统
生产过程的大型化和复杂化，操作 条件要求更加严格，各变量之间的关系 更加复杂，对生产、质量、安全、环保 的更高要求。出现了许多简单调节系统 不能胜任控制任务。