在甲醇生产过程中,由于工艺过程中各种条件的限制,会使合成的甲醇中产生很多杂质。这就需要通过精馏方法对其进行处理,将粗甲醇精馏成高纯度甲醇产品。然而精馏系统中最重要的环节为精馏加压塔部分,其中控制精馏加压塔塔顶温度的稳定与精确对于能否生产出高质量的甲醇产品至关重要。在这种温度控制系统中,传统的控制方法主要是通过PLC结合PID控制算法来完成。但是在实际的甲醇精馏环境中,面对这种复杂的非线性系统,传统控制方法难以使温度的调节时间与超调量这两个动态性能指标同时都得到优化。为了解决这种问题,设计中选用了变结构控制算法结合ARM进行控制器的设计,从而实现多性能指标的优化。首先,利用从现场取得的数据计算并建立出甲醇精馏加压塔的数学模型,并在Simulink中搭建基于滑模变结构控制算法和传统PID算法的温度控制系统仿真模型。滑模变结构控制算法可以根据反馈值大小及变化快慢来产生不同的控制作用,这样可以根据控制作用分别在温度变化的不同阶段对控制系统有不同的操作。使温度变化过程中的调节时间与超调量这两个性能指标同时得到了良好的动态优化。其次,为了解决滑模变结构控制算法容易产生抖振的现象,通过引入模糊算法组成变结构算法,模糊算法产生调节因子,将此调节因子和系统反馈差值作为滑模变结构控制器的输入,有效地解决了单一滑模变结构算法容易产生抖振的现象。最后,搭建了精馏加压塔的硬件模拟仿真电路。在仿真过程中,通过控制器中变结构算法的处理与计算,输出控制量给步进电机,用步进电机的转动模拟阀门开度的变化,从而使塔顶温度即液晶屏显示数据得到调整。根据两种仿真平台的仿真结果比较得出,将变结构控制算法应用在甲醇精馏塔温度控制过程中,能够满足生产过程中的稳态与动态特性以及强鲁棒性的要求,对于甲醇精馏生产过程有一定的指导意义,具有非常广阔的应用前景。