连续过程反应控制工程设计

郑坤　徐凤仁　史玉龙

摘 要：本文主要针对2018年“西门子杯”中国智能制造挑战赛连续过程设计开发赛项的工艺对象及设计要求进行了控制系统、仪表及系统设备选择的初步设计。本设计涵盖了冷态开车过程中对反应过程的顺序控制，对混合罐、反应器、闪蒸罐、冷凝罐的物理参数及产物流量和浓度的控制，系统稳定时对温度、压力、流量和液位四大模拟量的稳定控制。

關键词：西门子杯；连续过程设计；过程控制

“西门子杯”中国智能制造挑战赛是教育部与西门子公司签订的战略合作框架下的国家A类赛事，其秉承培养技术创新、经营意识和人文情怀兼备的新工程师理念，构建“问题空间”，以运动的方式，为培育未来新工程师营造一种竞争的第二课堂。

1 对象特性分析

被控对象主要分为温度、压力、流量、液位四个方面，对于不同的被控对象所处工作区的不同以及不同的被控特性，采用不同的控制方法对被控对象实施控制。下面分别对这些特性及工作区进行具体分析。

温度对于反应过程的效率和反应体系中的气相压力影响十分显著，所以控制系统温度相对稳定显得尤为重要。温度作为被控参数，受到诸如反应物流量、反应程度和体系压力的波动等多方面的影响，控制通道的时间常数和容量滞后较大，因此需要适当地加入微分作用、串级控制或前馈控制。

压力的测量和控制在生产过程自动化中具有特殊的地位。保持实际生产过程的压力为一个稳定值，对生产过程有着至关重要的作用。……