環(huán)氧丙烷工藝過程自控系統(tǒng)研究.pdf

1、環(huán)氧丙烷(Propylene Oxide，PO)是丙烯的主要衍生物之一，是一種重要的有機(jī)化工原料，被廣泛用于化工、輕工、醫(yī)藥、食品、紡織等行業(yè)。目前工業(yè)上環(huán)氧丙烷生產(chǎn)技術(shù)主要有氯醇法和間接氧化法，我國環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)基本都是采用氯醇法，其主要的優(yōu)點(diǎn)就是工藝成熟、流程短、操作彈性大、收率高、對(duì)原料丙烯的純度要求不高、生產(chǎn)安全。 環(huán)氧丙烷生產(chǎn)設(shè)備、工藝復(fù)雜，涉及參數(shù)上千個(gè)，需要控制的回路繁多、控制精度要求高生產(chǎn)環(huán)境惡劣，必須采用自動(dòng)控

2、制技術(shù)。環(huán)氧丙烷生產(chǎn)裝置要發(fā)揮裝置的功能，優(yōu)質(zhì)、高效地生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，很大程度上取決于環(huán)氧丙烷生產(chǎn)裝置的自動(dòng)控制系統(tǒng)性能的好壞，所以充分運(yùn)用自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)建立一個(gè)完善的連續(xù)生產(chǎn)過程自動(dòng)控制系統(tǒng)，是本文所要研究的主要內(nèi)容。 本文以山東東大化學(xué)工業(yè)集團(tuán)公司的環(huán)氧丙烷生產(chǎn)裝置為研究對(duì)象。 論文第一章介紹了環(huán)氧丙烷的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理、主要的工藝流程和生產(chǎn)裝置。 第二章針對(duì)該裝置目前所存在的問題進(jìn)行了深入

3、分析研究，新建的環(huán)氧丙烷裝置的自動(dòng)控制系統(tǒng)，應(yīng)克服原控制系統(tǒng)中的缺點(diǎn)，將先進(jìn)控制技術(shù)引入到環(huán)氧丙烷控制系統(tǒng)中，使自控系統(tǒng)的控制更科學(xué)、更合理。對(duì)“氯醇化反應(yīng)器的丙烯與氯氣的比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)”，“皂化反應(yīng)工序中的熱量控制系統(tǒng)”提出了改進(jìn)的控制方案。 對(duì)于環(huán)氧丙烷這樣復(fù)雜的、大型的、連續(xù)的生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制，集散控制系統(tǒng)無疑是最佳選擇。集散控制系統(tǒng)(DCS)吸取和繼承了常規(guī)儀表的控制分散和單元組合的優(yōu)點(diǎn)，又發(fā)揮了計(jì)算機(jī)控制的監(jiān)視集中和使

4、用靈活的長處，具有性能優(yōu)越、使用靈活和可靠性高的特點(diǎn)。論文第三章介紹了德國ABB公司DCS的功能特點(diǎn)，并且采用．ABB公司的IndustrialITDCS控制裝置實(shí)現(xiàn)了環(huán)氧丙烷工藝過程的自動(dòng)控制。 論文第四章研究了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)PID控制算法及其在環(huán)氧丙烷自控系統(tǒng)中的應(yīng)用。常規(guī)PID參數(shù)自整定方法應(yīng)用于一般被控對(duì)象時(shí)，能夠獲得良好的控制效果，但是在過程控制系統(tǒng)中，對(duì)于越來越復(fù)雜的被控對(duì)象，尤其當(dāng)對(duì)象發(fā)生變化或者突發(fā)大的

5、外來擾動(dòng)時(shí)，傳統(tǒng)PID控制算法往往無法達(dá)到期望的控制效果。為解決此問題，提出一種基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的微分先行PID參數(shù)自整定算法，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)間接的實(shí)現(xiàn)PID控制，使傳統(tǒng)PID控制能夠繼續(xù)發(fā)揮其在過程控制中的良好作用。因氯醇法環(huán)氧丙烷生產(chǎn)裝置氯醇化工序中的丙烯蒸發(fā)器具有較大的非線性，本文采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為辨識(shí)器，對(duì)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，然后利用處理后的數(shù)據(jù)建立了F-P模型，并據(jù)此模型進(jìn)行了PID自適應(yīng)控制算法的仿真研究，得