二元板式精餾塔建模與多變量預(yù)測(cè)函數(shù)控制研究.pdf

1、精餾塔廣泛應(yīng)用于化工行業(yè)中的傳質(zhì)傳熱過程中，精餾塔動(dòng)態(tài)特性復(fù)雜，具有多變量、強(qiáng)耦合等特點(diǎn)，所以建立精餾塔的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，對(duì)精餾塔的動(dòng)態(tài)特性研究以及優(yōu)化控制研究等具有重要的指導(dǎo)意義。
　　 本文首先研究了建模過程中需要使用的基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算方法，然后針對(duì)雙組分連續(xù)篩板塔建立動(dòng)態(tài)機(jī)理模型，包括塔板、進(jìn)料板、冷凝器、再沸器、塔釜五個(gè)模塊，各模塊相對(duì)獨(dú)立又有明確的輸入輸出關(guān)系。對(duì)各個(gè)模塊單獨(dú)使用MESH方程組得到各自以非線性微分方程形

2、式表示的機(jī)理數(shù)學(xué)模型，再通過輸入輸出順序獲得整塔模型計(jì)算方法。以苯和甲苯的二元精餾過程為例，將本文建立的精餾塔數(shù)學(xué)模型實(shí)例化，通過觀察不同輸入條件和擾動(dòng)下模型的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，并與實(shí)際過程進(jìn)行比較，表明本模型能較好地模擬精餾過程的動(dòng)態(tài)特性，對(duì)精餾塔的控制研究具有較高的實(shí)際價(jià)值。
　　 根據(jù)本文建立的苯和甲苯二元精餾模型，利用西門子離散控制系統(tǒng)PCS7設(shè)計(jì)并實(shí)施了多變量預(yù)測(cè)函數(shù)控制系統(tǒng)，以塔頂溫度和塔底溫度作為間接質(zhì)量指標(biāo)控制