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反应釜温度的控制,需要看反应釜内是否是化学反应,看反映过程中的吸热和放热情况。
滞后很大,考虑用史密斯预估控制算法、模糊控制等,而非PID算法。
PID算法产生很大超调,可以减小PID中的P值,配合使用温度控制的温控区的思路来解决。
降温很慢,可以考虑工艺上是否能加入制冷调节方法,而非自然降温。
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有必要这么麻烦么?
准备两个反应釜,然后都是根据配方加料搅拌流程下来就是你想要的混合液了。完成后才能把混合液送出去。两个轮流这混合流程就一直可以送出合适的混合液了。
你们非得只用一个反应釜,非得用PID控制,各种高大上的设备、理论上阵后得到的完全不是想要的结果有必要这样瞎乱搞么?
学学人家污水处理,多个池子,一池一池的净化多简单省事!现在的人搞一池过然后等着排污超标天天环保局上门罚款咯。
再看看人家C++,都是强调抽象、抽象、再抽象,把一个不可控或者很难控的过程,细分成很多个100%可控的小过程,最后把一个不可控的过程变成一个100%可控的过程。
所以啊,还是用多个可控的小小反应釜来代替一个失控的大反应釜吧!!
容器一定是有热分布的,热分布就会有冷点和热点,参考温度以冷点还是热点来控制?冷点确实会比热点滞后很多,但一样是可控的。好多人对热分布都没有概念,就更加谈不上控制了,出了问题都是去找控制方法,不去找测量方法,搬出一堆“先进过程控制”算法来,画鬼最易。
刚好我做过反应釜的过程控制,升温速率10℃/min,蒸汽加热(有直接加热和板换加热两种,都做过),不用比例阀,只是用了截止阀(开关动作)组合,就是小管径承担20%,大管径截止阀承担80%,自己编写的pid程序,200smart,精准控制!
去年七月做的项目,那时正好西门子专家论文集征选,没赶上,正琢磨着把整个过程写下来,比如配方、多段数曲线、pid控制+pwm脉冲宽度输出一起写写的,稍后发几张图片吧,这个真不是想象的那么复杂,还apc控制呢!
坛主也写这种技术帖了!
反应釜的控制实际和温度信号的采集有关,反应釜的控制一般是反应釜内为反应物,夹套为控制温度用的循环水等。这个循环水的温度采集很重要。这个温度不需要太准确,但必须正确相关。另外温度控制用串级控制(其中还有其他的控制算法),我做的pvc生产的控制,可以控制在正负0.2度范围内。
王工讲的课程很好;以上几位有实践经验的工程师讲的也很好。
关于高精度的反馈控制软硬件的配置都需要合理才行,当然合适的"高端"算法可以锦上添花达到较好的精度。
关于温控官方有个经典的巧克力串级加热DEMO,当然在硬件采样及计算时序及空间满足的情况下采用类似模拟退火概率计算也是合适的。当然一般的常规分段或者S预估PID算法等也可以到达差不多的效果以及相应的精度要求,看需求了。
调试温度反应釜一般都是空载,也就是不带产品升温,这样做的好处是调试时节省蒸汽耗能,但反应釜蒸汽供应是按照最大负荷来设计的,特别是比例阀控制,就是一根主蒸汽管,比例阀稍微动作一下就会象楼主所说的超调,好比大马拉小车;这里我并不是说用比例阀控制不好,但欠缺经验的人用不好比例阀,导致比例阀频繁动作,反而容易损坏昂贵的比例阀。
楼上说的控温误差在0.2度范围内,是抛开热分布不均匀这个事实,单单论一点的温度控制,实际上没有这种理想状态。看看下面的工艺图:
理想状态是釜内循环水分布均匀,但即使这样,带上产品也就是负荷以后,釜顶和釜底部就相当于一个内部热交换器了,它是有冷点和热点的,在大速率升温过程中,冷点和热点会相差很大,达到10度都是正常的,只要存在热交换,这种大温差总是存在的,要控制升温斜率。好比行车的主钩防摇摆控制,控制对象就是加速度,论坛有一篇精彩的讨论:http://www.ad.siemens.com.cn/club/bbs/post.aspx?a_id=1276743&b_id=70&b_sid=0&s_id=0&num=106#anch
如果抛开具体的工艺来谈算法,你说你的,我说我的,最终就是没有结果。再看看下面这个工艺图:
对于一个封闭容器,是怎么发现热分布如此不均匀呢?就是在调试时在容器各个区域安装很多个测温探头(可以是有线的,也可以是无线的),先解决热分布均匀这个问题,再来选择控制方案。
传统的电饭煲,只是锅底加热,大家都习惯了米饭有锅巴,哪种电饭煲煮出没有锅巴的米饭都不正常,但现在已经有这种电饭煲了,这种电饭煲和工业上的反应釜有什么区别呢?
红色曲线是温度曲线,蓝色曲线是压力曲线;虚线代表按配方生成的虚拟计划,或者说路径,实线是温度传感器实际温度记录,恒温部分重合,零误差!升温部分偏差不大,也基本吻合。
加热就是能量的交换,关键看你采取什么工艺策略以及在多长时间内(看要求)保证超调小稳定的吸收以及释放能量.
在一个实际应用中将加热过程分成很多段分段函数(类DDA)每段都缓冲大量温度数据的策略去控制方式1普通加热板(脉宽调制这个整体液体加热需搅拌均匀)以及方式2空气加热(风机转速这个仅表层液体加热可以不搅拌)两种方式给大量粘稠油漆液体快速加热(速度相比同行业较快),整体无0.1摄氏度滤波数据的超调,滤波数据精度稳定在正负0.05,至于PT1000的滤波数据是不是真的可以这么小我没有借助第三方测量仪器去测量,但我想至少在这套控制器体系中这些数据是可以说得通的,是成立的,以前做过医疗上的灭菌釜温控曲线打印也是类似道理.
控制方法就是找出合理的采样时序(缓存前瞻描点时序要至少短于控制时序4-5倍否则看不清趋势就下手控制会震荡),缓存滤波,缓存数据求斜率分段,将各种数据放大XX倍去探底控制。(倍数选择很重要和滤波一样体现你对数据真实概率的信仼度,低了精度达不到要求视为失控,高了系统对参数响应太灵敏易振荡。从这个意义上讲1:单精度的六位小数基本没必要还有所有先乘后除运算后再进行单纯加减法不会改变数据精度因此可以想办法使系统中每个数都不越界;2:时序太短精度太高都不合适;3:专家发明的模拟退火的概率计算是有道理和实际意义的并不是空中楼阁花拳绣腿)
记得以前哪一门科算过一些数。
什么温度多少质量的水和什么温度多少质量的水参和可以得到多少温度的水。
什么温度多少质量的水蒸汽放出多少热量之后,剩下多少水蒸气和多少水。
我想在这里适用。
最显浅的一个道理,半杯0度的水和多少100度的水,参和到一起就得到一杯50度的水。这个参和的过程不是用pid来控制的,而是用热平衡计出来的。
1,医疗器械的灭菌柜也是这种过程控制,整个过程大概就是1-2小时;灭菌柜实际上是对F0值的控制,理解了这点就知道怎么温度部署控制方案了,记录温度最终也是为了F0值累加计算。还有一类管桩硫化蒸养过程时间会长一些,1-2天; PCB多层线路板热压合、木材板热压合、…这种过程控制还是蛮典型的。
2,关于PT1000;要求温度精度较高的项目,pt1000的分度是pt100的10倍,受线损和接触电阻的干扰会小得多
真是好贴!
理论上再有半杯100的水混合就是一杯50度的水,实际上没有考虑辐射等的热损失,测量误差等。
说得对。
余下的事情就有赖于其他方面的控制。大头是什么就用什么对付。肯定不能一板斧用到底。
学习学习,
每天看看这些贴子
,非常经典
我做过工业炉窑的电加热、燃气加热,听你们讲的方法,感觉我做的项目太简单了,这种过程控制的温度调节还真是门深学问
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