论文部分内容阅读
聚乙烯醇(以下简称PVA)生产装置产品为聚乙烯醇[1],其主要用途为:维尼纶、纤维加工剂、乳化剂、改良剂、缩醛化等,近年来,在传统的维尼纶使用的同时,非纤维用途的高聚合度PVA产品需求迅速增加,前景非常广阔。应市场要求,对现有PVA装置进行改造,生产高聚合度PVA。PVA装置由醋酸乙烯聚合、聚醋酸乙烯醇解、回收和包装等工序组成。其中聚合工序主要完成醋酸乙烯聚合反应,用于聚合的溶剂为甲醇,引发剂为偶氮二异丁腈。聚合反应过程中,聚合停留时间是决定产品聚合度的重要因素,聚合停留时间是由控制聚合釜液位来实现的。应生产高聚合度PVA产品要求,需对聚合釜及其附属管线设备进行重新设计加工,改造前聚合釜液位是通过常规PID控制实现,投产后,液位控制方案依旧,但是运行一段时间后,发现液位控制精度下降,产品合格率降低,尤其是切换产品牌号时由于设定值的更改,液位控制相当不平稳。为了适应聚乙烯醇生产装置改造后复杂的工况和高指标的控制要求,本文围绕反应釜的液位控制展开研究,主要为:1.结合聚合釜生产控制国内外现状对液位控制系统做总体分析:由于聚合釜实际聚合生产过程较以前变得复杂,具有非线性、时延、不确定性,难以建立精确的数学模型,应用常规PID控制器不能达到理想的控制效果。2.基于高聚合度PVA产品精度要求,在综合分析系统的基础上,设计了反应釜液位控制的改进方案:本次高聚合度改造液位控制方案采用基于阶跃响应曲线的模式识别法[2]的液位自整定PID控制,研究后发现其不仅具有常规PID控制功能,更重要的是其具有对复杂对象的控制器参数进行在线自整定功能,根据聚合釜工艺配备相应的液位变送器、调节阀,搭接硬件回路,应用CS3000系统组态软件进行回路组态,组态过程中分析确定自整定PID控制块中各功能参数,组态完成后将程序下装、调试。3.基于横河公司CENTUM-CS3000型DCS自控系统[3],进行PID参数的整定,实现反应釜的自整定PID控制。生产开车后将其投入运行,在操作台上观察进程,按照工艺要求,取得最佳P、I、D参数,将液位平稳到给定值上来,完成了对液位系统的控制平稳并满足控制指标要求后,再切换到常规PID控制功能,以此来控制聚合釜内物料反应时间。