江阴金牛玻璃钢材料有限公司
反
应
釜
控
制
系
统
使
用
手
册
一、系统概述
随着自动信息化管理的要求和提高，对于现场设备的监控和自动化控制也提出了更高的要求，但由于一些防爆设备在现场的特殊性，采用传统的监控和管理的方式已远远不能满足要求，所以我们采用集中监控系统，并且有相应的报警系统。对反应釜来进行实时集中监控和管理。
1）硬件系统
采用西门子S7-200系列的CPU 224 XP CN 加EM231 4AI模拟量模块，根据现场情况总共分设1个站，一个从站，通过组网站与站之间数据能够读取，系统框图如下：
上位机主站
工业级232转485串口隔离转换模块
-----------------------------------------……………
1号主（从）站 2号从站
CPU224xp+EM231 CPU224xp+EM231
温度阀门温度阀门
控制信号控制信号
2）软件系统
上位机软件采用组态王6.53。
组态王6.53是亚控科技根据当前的自动化技术的发展趋势，面向高端自动化市场及应用，以实现企业一体化为目标开发的一套产品。该产品以搭建战略性工业应用服务平台为目标，集成了对亚控科技自主研发的工业实时数据库（KingHistorian）的支持，可以为企业提供一个对整个生产流程进行数据汇总、分析及管理的有效平台，使企业能够及时有效的获取信息，及时的做出反应，以获得最优化的结果。
组态王6.53保持了组态王早期版本运行稳定、使用方便的特点。并根据国内众多用户的反馈及意见，对一些功能进行了完善和扩充。该款产品的历史曲线、温控曲线以及配方功
能进行了大幅提升与改进，软件的功能性和可用性有了很大的提高。
二、流程图操作
反应釜PLC控制系统程图采用立体图形，具有美观大方、形象等优点。其操操作简单，且具有统一的操作方式。
1、怎样启动监控系统
打开计算机，等待WINDOWS XP启动，在WINDOWS XP登录对话框中输入用户名“administrator”，密码为空，上位机监控组态软件“kingview 6.53”自动启动。自动进入监控主画面，然后点击用户登录按钮，选择相应的用户名，然后输入用户名对应的密码，点击确定，登录完毕。
2、怎么实现流程图的切换
计算机一启动，直接进入监控
总画面（反应釜PLC控制系统），
操作员可以直接点击按钮
进入相应的流程图画面；
三、主界面介绍
主界面即监控总画面如下图：
主画面两组反应釜的工艺流程在画面显示,最左面的是两个气动阀，主要用来控制导热油的进和出。每个釜的中间都有一个温度是是反应釜的温度，实时显示更新，反应釜下面是一个电磁阀，当温度超过设定值一定时间后，则会自动打开给反应釜进水。温度低下来则会自动关闭。电磁阀和两个气动阀的颜色根据开和关都会自动变化，绿色表示开启，红色表示关闭。
主画面的左角为4个操作按钮。通过点击才按钮则进入相应的画面。
四、趋势组件
趋势分为历史趋势曲线和实时趋势曲线两大类，介绍如下
实时趋势曲线最多可显示四条曲线；历史趋势曲线最多可显示十六条曲线，而一个画面中可定义数量不限的趋势曲线（实时趋势曲线或历史趋势曲线）。在趋势曲线中工程人员可以规定时间间距，数据的数值范围，网格分辨率，时间坐标数目，数值坐标数目，以及绘制曲线的“笔”的颜色属性。画面程序运行时，实时趋势曲线可以自动卷动，以快速反应变量随时间的变化；历史趋势曲线不能自动卷动，它一般与功能按钮一起工作，共同完成历史数据的查看工作。这些按钮可以完成翻页、设定时间参数、启动/停止记录、打印曲线图等复杂功能。
具体通过画面上点击的历史趋势和实时趋势按钮进入相应的趋势画面，
历史趋势画面：
通过设置参数可以更改历史趋势的起始时间，起始值，和结束值，可以选择比例，入下图显示。
通过设置属性，如下图共有五个属性，通过这些属性可以增加历史曲线变量，采集时间间隔，更改历史曲线控件背景颜色、坐标轴的显示风格、数据轴、时间轴的显示格式等等
五、报警管理
报警管理包括报警值的设置已经报警事件的管理，报警具有声音报警功能。
报警值的设置如下：在主画中棒图的上端有一报警设置，输入需要要修给的报警值确认则修改成功。当缆绳实时拉力超过报警值则系统发错声音报警，只有通过消音按钮或则实时缆绳拉力小于报警值，则会停止声音报警。
在报警产生的时候，系统有报警服务器会自动记录时间、数目等，通过点击报警查询按钮则会跳出如下画面：
六、报表系统
数据报表是反应生产过程中的数据、状态等，并对数据进行记录的一种重要形式。是生产过程必不可少的一个部分。它既能反映系统实时的生产情况，也能对长期的生产过程进行统计、分析，使管理人员能够实时掌握和分析生产情况。
通过点击画面中的报表画面可进入相应的报表系统进行操作：
报表界面如下图：
进入改画面之后，点击报警查询按钮，弹出如下画面：
图 8-19
报表历史查询对话框分三个属性页：报表属性页、时间属性页、变量属性页。
报表属性页：在报表属性页中您可以设置报表查询的显示格式，此属性页设置如上图所示。
时间属性页：在时间属性页中您可以设置查询的起止时间以及查询的时间间隔，如下图所示：
变量属性页：在变量属性页中您可以选择欲查询历史数据的变量，如下图所示：
设置完毕后单击“确定”按钮，则对应变量的历史数据即可显示在历史数据报表控件中，从而达到了历史数据查询的目的，如下图所示：
最后单击报表打印按钮则自动将生成的数据表格打印。
七：参数设置
通过此画面可监控所有反应釜的温度，也可以对每个反应釜的温度上限进行设置，具体画面如下：
八：软手控制
软手控制就是手动控制阀门的开关操作，每个阀门都有一个手动和自动切换按钮，在手动状态的时候则，通过画面操作，鼠标单击阀门可以控制开或关。在自动状态下则根据温度程序自动对阀门进行控制。另当温度超限阀门自动打开后，则需要人为的把阀门切换到手动状态，把阀门关闭。当温度低下来后在切换到自动运行状态。
具体画面如下：
过程控制系统课程设计 课题：反应釜温度控制系统 系别：电气与控制工程学院 专业：自动化 姓名：彭俊峰 学号：092413238 指导教师：李晓辉 河南城建学院 2016年6月15日
引言 (1) 1系统工艺过程及被控对象特性选取 (2) 1.1 被控对象的工艺过程 (2) 1.2 被控对象特性描述 (4) 2 仪表的选取 (5) 2.1过程检测与变送器的选取 (5) 2.2执行器的选取 (6) 2.2.1执行器的选型 (7) 2.2.2调节阀尺寸的选取 (7) 2.2.3调节阀流量特性选取 (7) 2.3控制器仪表的选择 (8) 3.控制方案的整体设定 (10) 3.1控制方式的选择 (10) 3.2阀门特性及控制器选择 (10) 3.3 控制系统仿真 (12) 3.4 控制参数整定 (13) 4 报警和紧急停车设计 (14) 5 结论 (15) 6 体会 (16) 参考文献 (17)
反应器是任何化学品生产过程中的关键设备，决定了化工产品的品质、品种和生产能力。釜式反应器是一种最为常见的反应器，广泛的应用于化工生产的各个领域。釜式反应器有一些非常重要的过程参数，如：进料流量（进料流量比）、液体反应物液位、反应压力、反应温度等等。对于这些参数的控制至关重要，其不但决定着产品的质量和生产的效率，也很大程度上决定了生产过程的安全性。 由于非线性和温度滞后因素很多，使得常规方法对釜式反应器的控制效果不是很理想。本文以带搅拌釜式反应器的温度作为工业生产被控对象，结合PID 控制方式，选用FX2N-PLC温度调节模块，同时为了提高系统安全性，设计了报警和紧急停车系统，最终设计了一套反应釜氏的温度过程控制系统。
模拟理想搅拌反应釜系统 本文由岩征仪器整理 模拟理想搅拌反应釜系统 连续搅拌釜反应器(CSTRs)也称作理想搅拌反应釜，常用于化学及生物化学行业。这类反应釜可以在稳定状态下运行，具有良好的混合属性，所以我们假定反应釜内的成分是均匀的。使用反应工程接口中的一个新模型，我们能够可视化一个理想反应釜系统内的动力学。 理想搅拌反应釜的应用 反应釜较常用于化工行业，它具有完美混合条件，并支持液位控制。我们假定这类理想搅拌反应釜内能实现完美混合，而且输出成分与反应釜内材料的成分完全相同。在这类系统中，会不断向反应釜中加入反应物，并连续不断地移出反应产物。下图显示了连续搅拌反应釜的不同部件。 连续搅拌釜示意图。
模拟一个级联理想反应釜系统 COMSOL Multiphysics5.0版本提供了理想搅拌反应釜系统模型，其中使用一个新的被称作通用CSTR的反应釜类型，这是反应工程接口中新增的一项功能（点击此处了解本接口的这项新功能及其他更新）。 模型设计用于求解液相的一阶不可逆反应，反应物A产生产物B。反应发生在一个包含两个级联反应釜的理想系统中。下图显示了这些反应釜。第一个反应釜的体积vtank1为1m3，第二个反应釜的体积vtank2初始为 1.5m3。 反应釜系统的详细描述 开始时，两个反应釜中均仅填充了溶剂。含反应物A的溶剂以vf1=1 m3/min的体积流率输入第一个反应釜。第一个反应釜的出口速率设定为vout1 =0.9m3/min。出口流体以vf2=vout1的速度进入第二个反应釜。以vfresh2 =0.5m3/min的速度向第二个反应釜输入新的含反应物A的溶剂。第二个反应釜的出口流速调整为vout2=1m3/min。 模型中包括两个停止条件。如果任何一个反应釜的体积为初始体积的1%或更低，计算就将停止。 下方的第一张图突出显示了每个反应釜中反应物A及产物B的浓度。
中北大学 毕业设计开题报告 学生姓名：李依遥学号：0805054101 学院、系：信息与通信工程学院电气工程系专业：自动化 设计题目：反应釜温度智能控制系统设计 ——软件部分 指导教师:孟江 2012 年 3 月 15 日
开题报告填写要求 1．开题报告作为毕业设计答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在系审查后生效； 2．开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3．学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）。文中应用参考文献处应标出文献序号，文后“参考文献”的书写，应按照国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》的要求书写，不能有随意性； 4．学生的“学号”要写全号（如020*******），不能只写最后2位或1位数字； 5. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”； 6. 指导教师意见和所在系意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。
毕业设计开题报告
式一般有锚式、桨式、涡轮式、推进式或框式等，搅拌装置在高径比较大时，可用多层搅拌桨叶，也可根据用户的要求任意选配。并在釜壁外设置夹套，或在器内设置换热面，也可通过外循环进行换热。加热方式有电加热、热水加热、导热油循环加热、远红外加热、外(内)盘管加热等，冷却方式为夹套冷却和釜内盘管冷却，搅拌桨叶的形式等。支承座有支承式或耳式支座等。转速超过160转以上宜使用齿轮减速机.开孔数量、规格或其它要求可根据用户要求设计、制作。反应釜在设定恒温条件下，在密闭的容器内，在常压或负压下进行搅拌、反应，并能控制反应溶液的蒸发与回流，是现代化学小样实验、生物制药及新材料合成的理想设备[6]。 3.反应釜的温度控制 反应釜温度控制是通过控制两个阀门即加热水阀门和冷却水阀门来实现的，通过搅拌机的搅拌使物料均匀。在升温阶段，打开加热水阀门，对釜内的蛇管通以加热水，使釜温升高，通过控制阀门开度来控制温度升高的速率，当加热到预订反应温度后就停止加热，反应过程中在夹套中通以冷却水，将反应产生的多余热量移走，控制温度保持恒定。导热介质的选择根据各种不同展品的工艺温度要求确定，常见的导热介质又通过热蒸汽和导热油。温度测量常用热电阻或热电偶及其变送器组成。通入反应釜的热导介质要求保持温度恒定，通过调节流入反应夹套的导热介质的流量，来控制反应釜内物料的温度符合工艺要求[7]。 二、对反应釜采用的控制技术 1.常规PID控制 PID控制器应用的非常广泛，其设计技术成熟，长期以来形成了典型的结构，它的参数整定方便，结构更改灵活，能满足大多数工业控制要求。PID技术比较简单，易于掌握，是常用的控制技术之一。对于参数不变的控制对象或模型参数变化不显著的控制对象来说，使用PID控制能够达到比较理想的控制效果，而且实现起来非常简单[8]。 在本课题的系统设计中，作为被控对象的反应釜由于模型较为复杂，无法建立精确的数学模型，采用PID算法比较方便，但PID算法也存在现场参数调整麻烦，被控对象模型参数难以确定以及外界干扰会使控制漂离最佳工况等问题。针对这些问题，本课题在反应釜温度控制系统中，采用了模糊控制技术与PID相结合的方法来弥补只用PID调节器时的缺憾。 2．模糊控制技术
随着建筑业、汽车业、船舶业等行业的不断发展, 涂料行业也得以迅速发展。在一大批新兴涂料企业崛起的同时, 不少名牌涂料企业为了扩大业务范围, 增加市场份额, 巩固自身的市场竞争力, 也在不断地引进新技术, 扩大生产规模。反应釜是涂料行业树脂生产中的核心设备, 涂料生产规模的扩大与反应釜的放大设计密不可分, 其设计的好坏直接影响到产品的质量、产量、能耗等。本文通过对“ 某公司10 000 t/a 氟涂料产业化工程” 树脂反应釜放大设计的阐述, 使大家对反应釜放大设计的主要原则和步骤有一定的了解。 反应釜放大设计的基本步骤如下: 确定规格及台数——确定传热方式——计算传热面积——确定搅拌器型式——计算搅拌功率 1 规格和台数的确定 反应釜放大设计中首先根据工厂现有反应釜规格为 1 . 5 m 3 , 考虑到放大风险性、设备投资等因素, 首先确定将反应釜的规格放大到 4 . 5 m 3 。 根据工艺控制指标, 聚合反应时间约为20 h, 加上辅助过程, 出一釜料的周期约为25 h 。年工作时间按 6 000 h 计算, 则每台聚合反应釜全年生产批次为6 000 ÷ 25 =240 。按装料系数0 . 8 、物料密度约为 1 000 kg/ m 3 考虑, 一台釜全年处理量约为864 t (4 . 5 × 1 × 0 . 8 × 240 = 864) 。根据扩大后的生产规模, 聚合釜年处理量为2982 t, 则所需台数为 2 982 ÷864 ≈ 3 . 45 。因此本设计确定聚合釜的台数为4 台。 2 传热方式及传热面积的确定 按4 . 5 m 3 反应釜规格计算夹套最大换热面积约为10 m 2 。 初步估算, 根据现有 1 . 5 m 3 反应釜的规格, 其夹套换热面积约为 4 . 5 m 2 , 设备放大后, K 值、Δ t 基本不变, 热量约为原来的3 倍, 则所需夹套换热面积同样应为原来的 3 倍, 即 4 . 5 × 3 =13 . 5 m 2 。由此可见, 反应釜放大到 4 . 5 m 3 后, 仅靠夹套面积无法满足传热要求, 需设内盘管。为方便冷、热水切换的自动控制, 设计中采用内盘管冷却、夹套加热的传热方式。 盘管换热面积核算如下: 根据厂方提供的数据及物料平衡图等, 计算出反应 热Q ≈ 3 . 27 × 10 5 kJ/ h 。已知反应釜反应温度为70 ℃, 取循环冷却水上水、回水温度分别为30 ℃和35 ℃, 则: Δ t
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一、系统概述 随着自动信息化管理的要求和提高，对于现场设备的监控和自动化控制也提出了更高的要求，但由于一些防爆设备在现场的特殊性，采用传统的监控和管理的方式已远远不能满足要求，所以我们采用集中监控系统，并且有相应的报警系统。对反应釜来进行实时集中监控和管理。 1）硬件系统 采用西门子S7-200系列的CPU 224 XP CN 加EM231 4AI模拟量模块，根据现场情况总共分设1个站，一个从站，通过组网站与站之间数据能够读取，系统框图如下： 上位机主站 工业级232转485串口隔离转换模块 -----------------------------------------…………… 1号主（从）站 2号从站 CPU224xp+EM231 CPU224xp+EM231 温度阀门温度阀门 控制信号控制信号 2）软件系统 上位机软件采用组态王6.53。 组态王6.53是亚控科技根据当前的自动化技术的发展趋势，面向高端自动化市场及应用，以实现企业一体化为目标开发的一套产品。该产品以搭建战略性工业应用服务平台为目标，集成了对亚控科技自主研发的工业实时数据库（KingHistorian）的支持，可以为企业提供一个对整个生产流程进行数据汇总、分析及管理的有效平台，使企业能够及时有效的获取信息，及时的做出反应，以获得最优化的结果。 组态王6.53保持了组态王早期版本运行稳定、使用方便的特点。并根据国内众多用户的反馈及意见，对一些功能进行了完善和扩充。该款产品的历史曲线、温控曲线以及配方功
能进行了大幅提升与改进，软件的功能性和可用性有了很大的提高。 二、流程图操作 反应釜PLC控制系统程图采用立体图形，具有美观大方、形象等优点。其操操作简单，且具有统一的操作方式。 1、怎样启动监控系统 打开计算机，等待WINDOWS XP启动，在WINDOWS XP登录对话框中输入用户名“administrator”，密码为空，上位机监控组态软件“kingview 6.53”自动启动。自动进入监控主画面，然后点击用户登录按钮，选择相应的用户名，然后输入用户名对应的密码，点击确定，登录完毕。 2、怎么实现流程图的切换 计算机一启动，直接进入监控 总画面（反应釜PLC控制系统）， 操作员可以直接点击按钮 进入相应的流程图画面； 三、主界面介绍 主界面即监控总画面如下图：
基于MCGS的反应釜控制系统设计与实现 Design and Realization about Reactor Control System Based on MCGS 耿瑞芳曹辉马栋萍王暄 GENG Rui-fang,CAO-Hui,MA Dong-ping,Wang-Xuan (北京联合大学生物化学工程学院北京 100023) (Biochemical Engineering College of Beijing Union University ,Beijing,100023)摘要：设计了一套反应釜计算机控制系统，用以实现反应釜配料比值控制，以及反应釜温度—夹套温度串级控制。选用研华工控机、RS232/485转换模块，以及支持MCGS组态及通信功能的天辰智能仪表组成硬件系统；用MCGS工控组态软件编写控制程序。实际运行结果表明，该系统能够按照工艺要求正常运行，串级控制系统调节精度高，可靠性和工作效率均优于简单控制系统。 关键词：反应釜；MCGS；计算机控制系统；串级控制 中图分类号：TP273+.5文献标识码：B Abstract: A computer control system for reactor has been designed for realize materiel-allotment ratio control, and the string control about the Reactor temperature-interlayer temperature. Hardware system is composed of YanHua IPC, RS232/485 transitional module,and TianChen intelligent meters which support MCGS configuration and communication function;Using MCGS industrial control configuration software write the control programs.The practical running results indicate that the system can runs normally according to the technical requests, string controlling system has high adjustive precision, and its reliability and work efficiency are excelled the simple controlling system. Key Words: reactor；MCGS；computer control system；string control 1 引言 反应釜是化工生产过程中的关键设备之一,同时也是主要的能耗设备。搅拌釜式反应器系统是一个非线性、时变、大滞后的间歇反应过程，用于小批量、多品种的液相反应系统，如制药、染料等精细化工生产过程。 MCGS是由北京昆仑通态自动化有限公司研制开发的一套适合国情的、通用性强、高品质、低价位的工控组态软件。它具有简单灵活的可视化操作界面，丰富、生动的多媒体画面，能够支持多种硬件设备，实现“设备无关”，实时性强等优点。 2 工艺流程及控制要求 反应釜系统工艺控制流程图见图1。 图1 反应釜工艺控制流程图 图中， TK-A、TK-B、TK-C为储料罐，分别盛放反应物料A、B、C；LIC-302H（L），LIC-303H
宁夏大学 课程设计说明书 题目: 夹套反应釜设计 院系：机械工程学院 专业班级：过控10-2班 学号： 学生姓名：马学良 指导教师：贺华 2013-6-27
宁夏大学课程设计（论文）任务书 机械工程学院过控教研室
年月日
目录 一、设计条件及设计内容分析 (1) 二、搅拌容器尺寸的确定及结构选型 (2) 搅拌釜直径设计计算 (2) 筒体厚度的计算 (2) 筒体封头的设计 (3) 筒体长度H的设计 (4) 外压筒体的壁厚确定 (4) 外压封头的壁厚的设计 (5) 三、夹套尺寸的设计计算 (5) 夹套公称直径DN的确定 (5) 夹套筒体壁厚的设计 (6) 夹套筒体长度H的计算 (6) 夹套封头的设计 (6) 四、反应釜附件的选型及尺寸设计 (7) 封头法兰的设计 (7) 封头法兰尺寸及结构 (7) 封头法兰密封面的选型 (8) 工艺接管 (9) 工艺接管尺寸的确定 (9) 接管垫片尺寸及材质 (11) 手孔的设计 (12) 视镜的选型 (13) 五、搅拌装置的选型与尺寸设计计算 (14) 搅拌轴直径的初步计算 (14) 搅拌轴直径的设计 (14) 搅拌轴刚度的校核 (14) 搅拌轴轴承的选择 (14) 联轴器的选择 (15) 搅拌器的设计 (16) 挡板的设计与计算 (17) 六、传动装置的选型和尺寸计算 (17)
凸缘法兰的选型 (17) 安装底盖的选型 (18) 机架的选型 (19) 安装底盖与密封箱体、机架的配置 (19) 电动机的选型 (20) 减速器的选型 (21) 搅拌轴长度的设计 (21) 搅拌轴的结构 (21) 支座的计算 (21) 密封形式的选择 (23) 七、焊接的形式与尺寸 (24) 八、开孔补强计算 (26) 封头开手孔后削弱的金属面积的计算 (26) 接管起补强作用金属面积的计算 (27) 焊缝起补强作用金属面积的计算 (27) 九、反应釜釜体及夹套的压力试验 (27) 釜体的液压试验 (27) 水压试验压力的确定 (27) 水压试验的强度校核 (28) 压力表量程 (28) 水压试验的操作过程 (28) 釜体的气压试验 (28) 气体实验压力的确定 (28) 气压试验的强度校核 (28) 气压试验的操作过程 (29) 夹套的液压试验 (29) 水压试验压力的确定 (29) 水压试验的强度校核 (29) 压力表量程 (29) 液压试验的操作过程 (29) 十、反应釜的装配图（见大图） (29) 课程设计总结 (30) 参考文献 (31)
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一、系统概述 随着自动信息化管理的要求和提高，对于现场设备的监控和自动化控制也提出了更高的要求，但由于一些防爆设备在现场的特殊性，采用传统的监控和管理的方式已远远不能满足要求，所以我们采用集中监控系统，并且有相应的报警系统。对反应釜来进行实时集中监控和管理。 1）硬件系统 采用西门子S7-200 系列的CPU 224 XP CN 加EM231 4AI 模拟量模块，根据现场情况总共分设1 个站，一个从站，通过组网站与站之间数据能够读取，系统框图如下： 上位机主站 工业级232 转485 串口隔离转换模块 1 号主（从）站 2 号从站 CPU224xp+EM231 CPU224xp+EM231 2）软件系统 上位机软件采用组态王6.53。 组态王6.53 是亚控科技根据当前的自动化技术的发展趋势，面向高端自动化市场及应用，以实现企业一体化为目标开发的一套产品。该产品以搭建战略性工业应用服务平台为目标，集成了对亚控科技自主研发的工业实时数据库（KingHistorian ）的支持，可以为企业提供一个对整个生产流程进行数据汇总、分析及管理的有效平台，使企业能够及时有效的获取信息，及时的做出反应，以获得最优化的结果。 组态王6.53 保持了组态王早期版本运行稳定、使用方便的特点。并根据国内众多用户的反馈及意见，对一些功能进行了完善和扩充。该款产品的历史曲线、温控曲线以及配方功
能进行了大幅提升与改进，软件的功能性和可用性有了很大的提高。 二、流程图操作 反应釜PLC控制系统程图采用立体图形，具有美观大方、形象等优点。其操操作简单，且具有统一的操作方式。 1、怎样启动监控系统 打开计算机，等待WINDOWXSP 启动，在WINDOWXSP 登录对话框中输入用户名“ administrator ”，密码为空，上位机监控组态软件“ kingview 6.53 ”自动启动。自动进入监控主画面，然后点击用户登录按钮，选择相应的用户名，然后输入用户名对应的密码，点击确定，登录完毕。 2、怎么实现流程图的切换 计算机一启动，直接进入监控 总画面（反应釜PLC控制系统），操作员可以直接点击按钮进入相应的流程图画面； 三、主界面介绍 主界面即监控总画面如下图：
过程控制系统课程课题：反应釜温度控制系统 系另I」：电气与控制工程学院 专业：自动化_____________ 姓名： ________ 彭俊峰_____________ 学号：__________________ 指导教师： _______ 李晓辉_____________ 河南城建学院 2016年6月15日
反应器是任何化学品生产过程中的关键设备，决定了化工产品的品质、品种和生产能力。釜式反应器是一种最为常见的反应器，广泛的应用于化工生产的各个领域。釜式反应器有一些非常重要的过程参数，如：进料流量（进料流量比）、液体反应物液位、反应压力、反应温度等等。对于这些参数的控制至关重要，其不但决定着产品的质量和生产的效率，也很大程度上决定了生产过程的安全性。 由于非线性和温度滞后因素很多，使得常规方法对釜式反应器的控制效果不是很理想。本文以带搅拌釜式反应器的温度作为工业生产被控对象，结合PID 控制方式，选用FX2N-PLC 调节模块，同时为了提高系统安全性，设计了报警和紧急停车系统，最终设计了一套反应釜氏的温度过程控制系统。
1系统工艺过程及被控对象特性选取 被控对象的工艺过程 本设计以工业常见的带搅拌釜式反应器（CSTR）为过程系统被控对象。 反应器为标准3盆头釜，反应釜直径1000mm,釜底到上端盖法兰高度1376mm, 反应器总容积，耐压。为安全起见，要求反应器在系统开、停车全过程中压力不超过。反应器压力报警上限组态值为。反应器的工艺流程如图1-1所示。 S8Q A a珑厲娜口 图1-1釜式反应器工艺流程图 该装置主要参数如表1-1所示。各个阀门的设备参数如表1-2所示，其中，D g为阀门公称直径、K v为国际标准流通能力。 表1-1主要测控参数表
实验一 连续搅拌釜式反应器停留时间分布的测定 一、 实验目的 (1) 加深对停留时间分布概念的理解； (2) 掌握测定液相停留时间分布的方法； (3) 了解停留时间分布曲线的应用。 (4)了解停留时间分布于多釜串联模型的关系，了解模型参数N 的物理意义及计算方法。 (5) 了解物料流速及搅拌转速对停留时间分布的影响。 二、 实验原理 （1）停留时间分布 当物料连续流经反应器时，停留时间及停留时间分布是重要概念。停留时间分布和流动模型密切相关。流动模型分平推流，全混流与非理想流动三种类型。 对于平推流，流体各质点在反应器内的停留时间均相等，对于全混流，流体各质点在反应器内的停留时间是不一的，在0～∞范围内变化。对于非理想流动，流体各质点在反应器内的停留时间分布情况介乎于以上两种理想状态之间，总之，无论流动类型如何，都存在停留时间分布与停留时间分布的定量描述问题。 （2）停留时间分布密度函数E (t ) 停留时间分布密度函数E (t )的定义： 当物料以稳定流速流入设备（但不发生化学变化）时，在时间t =0时，于瞬时间dt 进入设备的N 个流体微元中，具有停留时间为t 到(t +dt )之间的流体微元量dN 占当初流入量N 的分率为E (t )dt ，即 ()=dN E t dt N (1) E (t )定义为停留时间分布密度函数。 由于讨论的前提是稳定流动系统，因此，在不同瞬间同时进入系统的各批N 个流体微元均具有相同的停留时间分布密度，显然，流过系统的全部流体，物料停留时间分布密度为同一个E (t )所确定。根据E (t )定义，它必然具有归一化性质：
()1∞ =? E t dt （2） 不同流动类型的E (t )曲线形状如图1所示。根据E (t )曲线形状，可以定性分析物料在反应器（设备）内停留时间分布。 平推流 全混流 非理想流动 图1 各种流动的E (t )～t 关系曲线图 （3）停留时间分布密度函数E (t )的测定 停留时间分布密度函数E (t )的测定，常用的方法是脉冲法。此法采用的示踪剂，既不与被测流体发生化学反应，又不影响流体流动特性，也就是说，示踪物在反应器（设备）内的停留时间分布与被测流体的停留时间分布相同。所以，当注入一定量Q 的示踪物时，经过t →(t +dt )时间间隔流出的示踪物量占示踪物注入总量Q 的分率就是与示踪物注入同时进入系统的物料中，停留时间为t →(t +dt )的那部分流体物料占总流体的物料的分率， 即： 亦即： ()()??=V C t dt E t dt Q 或 () ()?= V C t E t Q (3) V ——流体体积流量，(ml/s) Q ——加入的示踪物总量，(mg) C (t )——示踪物的出口浓度，(mg/ml)
有搅拌装置的夹套反应釜 前言 《化工设备机械基础》化学工程、制药工程类专业以及其他相近的非机械类专业，对化下设备的机械知识和设计能力的要求而编写的。通过此课程的学习，是通过学习使同学掌握基本的设计理论并具有设计钢制的、典型的中、低、常压化工容器的设计和必要的机械基础知识。 化工设备机械基础课程设计是《化工设备机械基础》课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是学生体察工程实际问题复杂性，学习初次尝试化工机械设计。化工设计不同于平时的作业，在设计中需要同学独立自主的解决所遇到的问题、自己做出决策，根据老师给定的设计要求自己选择方案、查取数据、进行过程和设备的设计计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的比较分析，择优选定最理想的方案和合理的设计。 化工设备课程设计是培养学生设计能力的重要实践教学环节。在教师指导下，通过裸程设计，培养学生独立地运用所学到的基本理论并结合生产实际的知识，综合地分析和解决生产实际问题的能力。因此，当学生首次完成该课程设计后，应达到一下几个目的： ⑴熟练掌握查阅文献资料、收集相关数据、正确选择公式，当缺乏必要的数据时，尚需要自己通过实验测定或到生产现场进行实际查定。 ⑵在兼顾技术先进性、可行性、经济合理的前提下，综合分析设计任务要求，确定化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证过程正常、安全可
行所需的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施。 ⑶准确而迅速的进行过程计算及主要设备的工艺设计计算及选型。 ⑷用精炼的语言、简洁的文字、清晰地图表来表达自己的设计思想和计算结果。 化工设备机械基础课程设计是一项很繁琐的设计工作，而且在设计中除了要考虑经济因素外，环保也是一项不得不考虑的问题。除此之外，还要考虑诸多的政策、法规，因此在课程设计中要有耐心，注意多专业、多学科的综合和相互协调。
目录 第一章. 绪论 (1) 1.1产品概述 (1) 1.2 合成醇酸树脂的原料 (1) 1.3 醇酸树脂的合成原理 (5) 1.4 合成工艺 (6) 1.4.1 按合成原料分类 (7) 2．聚酯化反应 (8) 1.4.2 按工艺分类 (9) 第二章. 设计内容 (11) 2.1设计依据 (11) 2.2设计原则 (12) 2.2.1生产规模 (12) 2.2.2生产方式 (12) 2.2.3投料方式 (12) 2.2.4流程特点 (12) 2.2.5设备选型原则 (13) 2.2.6生产制度 (13) 2.2.7原料的技术规格 (13) 2.2.8配方设计 (14) 2.3物料衡算过程 (14) 2.4热量衡算 (17) 2.4.1热量衡算概述 (17) 2.4.2热量衡算 (17) 3.1 反应釜与稀释釜的选型 (19) 3.2反应釜与封头厚度的确定 (20) 3.3 搅拌桨 (21) 3.4 支座及夹套的选型 (23) 3.5 视镜人孔及接管 (24) 3.6 搅拌桨电机、减速器 (25) 3.7 油泵的选型 (25) 3.8 输送泵的选型 (26) 3.9 真空缓冲罐的选取 (26) 3.10 废水接收罐的设计 (26) 3.11 CO2系统的确定 (26) 3.12 冷凝器的选择与设计 (27) 参考书目 (27) 心得与体会 (29)
第一章. 绪论 1·1产品概述 多元醇和多元酸可以进行缩聚反应，所生成的缩聚物大分子主链上含有许多酯基（－COO－），这种聚合物称为聚酯。涂料工业中，将脂肪酸或油脂改性的聚酯树脂称为醇酸树脂（alkyd resin），而将大分子主链上含有不饱和双键的聚酯称为不饱和聚酯，其它的聚酯则称为饱和聚酯。这三类聚酯型大分子在涂料工业中都有重要的应用醇酸树脂指由多元醇、多元酸与油或其脂肪酸反应生成的产物，它不同于单纯由多元醇、多元酸制成的聚酯树脂。醇酸树脂是由多元醇、多元酸和一元酸缩聚而成的线性树脂，具有合成技术成熟、制造工艺简便、原料易得到以及树脂涂膜综合性能好等特点，在涂料用合成树脂中用量最大用途最广。但醇酸树脂涂料也存在一些缺点，如涂膜干燥缓慢、硬度低、耐水性差等，这将导致施工周期延长，也影响其应用范围。 醇酸树脂同时还具有原料容易获得，生产工艺简易，性能优良，施工方便的特点。同时，它本身就是一种漆料，能制成清漆、磁漆、底漆、腻子等，还可以与硝化棉、过氯乙烯树脂、氨基树脂、氯化橡胶、环氧树脂等合用，提高和改进其他各类涂料产品的性能。 1·2 合成醇酸树脂的原料 一. 多元醇 制造醇酸树脂的多元醇主要有丙三醇（甘油）、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇、乙二醇、1，2－丙二醇、1，3－丙二醇等。其羟基的个数称为该醇的官能度，丙三醇为3官能度醇，季戊四醇为四官能度醇。根据醇羟基的位置，有伯羟基、仲羟基和叔羟基之分。它们分别连在伯碳、仲碳和叔碳原子上。 羟基的活性顺序为：伯羟基＞仲羟基＞叔羟基
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 安徽工业大学 毕业设计任务书 学院、系：电气信息学院自动化系 专业：自动化 学生姓名：学号： 设计题目： 基于HDU4000过程控制系统的反应釜温 度控制系统的设计 起迄日期: 设计地点: 指导教师: 系主任:
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 毕业设计任务书 1．毕业设计课题的任务和要求： 反应釜生产和消费应用的高速增长期，已广泛应用。化工生产等必不可缺，所以反应釜的温度控制也尤为重要，尤其是恒温阶段，本设计要求 1.介绍控制系统的硬件组成，所采用的控制方案； 2.利用可编程逻辑控制器实现反应釜温度控制； 3.使用组态软件对系统进行组态； 4.监控温度PLC 控制系统的运行情况。 2．毕业设计课题的具体工作内容（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：本系统是以PLC、WinCC为基础，利用PLC实现温度控制系统的设计和应用。设计人员应具备下列知识： 1. 以过程控制实验装置中的反应釜温度作为被控对象设计一个控制对象，实现对反应釜温度的恒值控制； 2.组态测控界面上，实时设定并显示温度给定值、测量值及控制器输出值； 3.实时显示温度给定值实时曲线、温度测量值实时曲线； 4.选择合适的整定方法确定PID参数，并能在组态测控界面上实时改变PID参数。 5.设计的反应釜温度控制系统要能够实现反应釜温度的自动控制，控制作用又快又好，。
实验报告 课程名称：化工专业实验指导老师：黄灵仙成绩：________________ 实验名称：连续搅拌釜反应器中乙酸乙酯的水解反应实验类型：反应工程实验 一、实验目的和要求 二、实验内容和原理 三、主要仪器设备 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析 七、讨论、心得 一、实验目的 1．了解和掌握搅拌釜反应器非理想流动产生的原因； 2．掌握搅拌釜反应器达到全混流状态的判断和操作； 3．了解和掌握某一反应在全混釜中连续操作条件下反应结果的测量方法，以及与间歇反应器内反应结果的差别。 二、实验原理 在稳定条件下，根据全混釜反应器的物料衡算基础，有 A m A A A m A A A A x C C C C C C V F r ττ0000)1()()=-=-= （－（1） 对于乙酸乙脂水解反应： OH H C COO CH H COOC CH OH 52-3K 523-+?→?+ A B C D 当C A0=C B0，且在等分子流量进料时，其反应速度(－r A )可表示如下形式： 2 20A 20 2 A 02)1))/exp()A A A A A x kC C C C RT E k kC r -=-==（（（－（2） 则根据文献（物化实验）的乙酸乙酯动力学方程，由（1），（2）可计算出x A 2 20A m )1A A A x kC x C -=（τ（3） 同时由于C A0∝(L 0-L ∞)，C A ∝(L t -L ∞)，由实验值得： )( 100∞ ---=L L L L x t A （4） 式中： L 0,L ∞—— 分别为反应初始和反应完毕时的电导率 L t —— 空时为m τ时的电导率 根据反应溶液的电导率的大小，由（4）式可以直接得到相应的反应转化率，由（3）式计算得到相同条件下的转化率，两者进行比较可知目前反应器的反应结果偏离全混流反应的理论计算值。 专业： 姓名： 学号： 日期： 地点：
在控制系统中，增加比例度，控制作用；增加积分时间；控制作用；增加微分时间，控制作用。减少、减少、增加。 1．过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程、测量变送等环节组成。 2、过程控制系统中按被控参数的名称来分有压力、流量、液位、温度等控制系统。 2．过程控制系统由工程仪表和被控过程两部分组成。 3．过程控制仪表的测量变送环节由传感器和变送器两部分组成。 4．过程检测仪表的接线方式有两种：电流二线制四线制、电阻三线制 5．工程中，常用引用误差作为判断进度等级的尺度。 6．压力检测的类型有三种，分别为：弹性式压力检测、应变式压力检测、压阻式压力检测7．调节阀按能源不同分为三类：气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀 8．电动执行机构本质上是一个位置伺服系统。 9．气动执行结构主要有薄膜式和活塞式两大类。 10. 理想流量特性有四类，分别是直线、对数、抛物线、快开。 11. 过程数学模型的求取方法有三种，分别是机理建模、试验建模、混合建模。 12．PID调节器分为模拟式和数字式两种。 13．造成积分饱和现象的内因是控制器包含积分控制作用，外因是控制器长期存在偏差。14．自动控制系统稳定运行的必要条件是：闭环回路形成负反馈。 15． DCS的基本组成结构形式是“三点一线”。 2、仪表的精度等级又称准确度级，通常用引用误差作为判断仪表精度等级的尺度。 t；静态3、过程控制系统动态质量指标主要有衰减比n 、超调量σ和过渡过程时间s 质量指标有稳态误差e ss 。 4、真值是指被测变量本身所具有的真实值，在计算误差时，一般用约定真值或相对真值来代替。 5、根据使用的能源不同，调节阀可分为气动调节阀、电动调节阀和液动调节阀三大类。 6、过程数学模型的求取方法一般有机理建模、试验建模和混合建模。 7、积分作用的优点是可消除稳态误差(余差)，但引入积分作用会使系统稳定性下降。 8、在工业生产中常见的比值控制系统可分为单闭环比值控制、双闭环比值控制和变比值控制三种。 9、Smith预估补偿原理是预先估计出被控过程的数学模型，然后将预估器并联在被控过程上，使其对过程中的纯滞后进行补偿。 1、过程控制系统中，有时将控制器、执行器和测量变送环节统称为过程仪表，故过程控制系统就由过程仪表和被控过程两部分组成。 2、仪表的精度等级又称准确度级，级数越小，仪表的精度就越高。 3、过程控制主要是指连续生产过程，被控参数包括温度、压力、流量、物位和成分等变量。 p三种。 4、工业生产中压力常见的表示方法有绝对压力pa 、表压力p 和负压(真空度)a 5、调节阀的流量特性有直线流量特性、对数（等百分比）流量特性、抛物线流量特性和快开流量特性四种。 6、时域法建模是试验建模中的一种，可分为阶跃响应曲线法和矩形脉冲响应曲线法。
反应釜设计程序 (1)确定反应釜操作方式根据工艺流程的特点，确定反应釜是连续操作还是间歇操作。 (2)汇总设计基础数据工艺计算依据如生产能力、反应时间、温度、装料系数、物料膨胀比、投料比、转化率、投料变化情况以及物料和反应产物的物性数据、化学性质等。 (3)计算反应釜体积 (4)确定反应釜设计（选用）体积和台数。 如系非标准设备的反应釜，则还要决定长径比以后再校算，但可以初步确定为一个尺寸，即将直径确定为一个国家规定的容器系列尺寸。 (5)反应釜直径和筒体高度、封头确定。 (6)传热面积计算和校核。 (7)搅拌器设计。 (8)管口和开孔设计。 (9)画出反应器设计草图（条件图），或选型型号。 3.设计要求（1）进行罐体和夹套设计计算；（2）选择接管、管法兰、设备法兰；（3）进行搅拌传动系统设计；（4）设计机架结构；（5）设计凸缘及选择轴封形式；（6）绘制配料夹套反应釜的总装配图；（7）从总装图中测绘一张零件图或一张部件图。1罐体和夹套的设计1.1 确定筒体内径表4-2 几种搅拌釜的长径比i值搅拌釜种类设备内物料类型长径比i值一般搅拌釜液-固相或液-液相物料i＝1～1.3气-液相物料i＝1～2发酵罐类I＝1.7～2.5 当反应釜容积V小时，为使筒体内径不致太小，以便在顶盖上布置接管和传动装置，通常i取小值，此次设计取i＝1.1。一般由工艺条件给定容积V、筒体内径按式4-1估算：得D=1366mm.式中V－－工艺条件给定的容积，；i——长径比，（按照物料类型选取，见表4-2）由附表4-1可以圆整＝1400，一米高的容积＝1.539 1.2确定封头尺寸椭圆封头选取标准件，其形式选取《化工设备机械基础课程设计指导书》图4-3，它的内径与筒体内径相同，釜体椭圆封头的容积由附表4-2 ＝0.4362 ，（直边高度取50mm）。1.3确定筒体高度反应釜容积V按照下封头和筒体两部分之容积之和计算。筒体高度由计算H1==（2.2-0.4362）/1.539=1.146m，圆整高度＝1100mm。按圆整后的修正实际容积由式V=V1m×H1+V封=1.539×1.100+0.4362=2.129 式中；——一米高的容积/m ——圆整后的高度，m。1.4夹套几何尺寸计算夹套的结构尺寸要根据安装和工艺两方面的要求。夹套的内径可根据内径由500~600700~18002000~3000 +50 +100 +200选工艺装料系数=0.6~0.85选取，设计选取＝0.80。1. 4.1夹套高度的计算H2=（ηV-V封）/V1m=0.755m1.4.2.夹套筒体高度圆整为＝800mm。1.4.3罐体的封头的表面积由《化工设备机械基础》附表4-2查的F封=2.345。1.4.4一米高的筒体内表面由《化工设备机械基础》附表4-1查的。F1m=4.401.4.5实际的传热面积F== 5.6665>3，由《化工设备机械基础》式4-5校核5.6665〉3所以传热面积合适。2夹套反应釜的强度计算强度计算的参数的选取及计算均符合GB150-1998《钢制压力容器》的规程。此次设计的工作状态已知时，圆筒为外压筒体并带有夹套，由筒体的公称直径mm，被夹套包围的部分分别按照内压和外压圆筒计算，并取其中较大者。...[ 过程装备夹套反应釜化工机械化工课程设计] 反应釜设计 摘要
300L反应釜加热闭环控制系统设计 ----------温度控制接口设计 学院：核技术与自动化工程学院专业：电气工程及其自动化 指导老师：彭焕荣 小组成员：何迟、闵志鹏、李岩 李荣、郑远锋、许新
目录 前言------------------------------------（3） 一、元件参数---------------------------（3-5） 1．LM2907主要特点 2．电性能参数 3．引脚排列及内部结构 二、技术指标----------------------------（5-6） 三、控制程序流程图----------------------（6） 四、设计控制过程------------------------（7） 五、设计结果及问题讨论------------------（8-9）
前言 据反应釜当前生产现场情况，反应釜的送料完全是人工控制，通过磁力泵从原料罐送到反应釜的，由于产品的不同，混合原料的粘度和比重均不相同，因此单位时间内磁力泵输送的原料重量是不同的变化的，反应釜的化学反应速度，在很大程度上取决于原料，以及氧化剂和还原剂的加入速度。现在只能由人工依据反应釜的温度和出口温度，初略判断反应釜内的化学反应情况，控制阀门开度，这样就很难真正控制好化学反应速度，使产品质量的稳定性和进一步提高反应釜的生产能力都受到了制约。 经过仔细的系统分析，参照近代控制论原理，借鉴最新型的控制技术，本方案拟在原料罐磁力泵的出口增加一套电动调节阀，并在氧化剂、还原剂的气动输送泵管路上，再分别各安装电动调节阀。根据反应釜内的温度及出口温度，自动调节加料阀门的开度，同时自动调节反应釜夹套冷却水回流阀门的开度，组成一个智能化的多参数的自适应控制系统，以达到进一步综合控制好化学反应速度，最终优化整个反应过程的升温曲线的目的。 一、元件参数及 LM2907芯片介绍 LM2907为集成式频率／电压转换器，芯片中包含了比较器、充电泵、高增益运算放大器，能将频率信号转换为直流电压信号。LM2917与LM2907基本相同，区别是：LM2917内部有一只稳压管，用于提高电源的稳定性。 １主要特点 LM2917进行频率倍增时只需使用一个RC网络；以地为参考点的转速计（频率）输入可直接从输入管脚接入；运算放大器／比较器采用浮动三极管输出；最大50mA的输出电流可驱动开关管、发光二极管等；内含的转速计使用充电泵技术，对低纹波有频率倍增功能；比较器的滞后电压为30mV利用这个特性可以抑制外界干扰；输出电压与输入频率成正比，线性度典型值为±0.3%；具有保护电路，不会受高于Vcc值或低于地参考点输入信号的损伤；在零频率输入时，LM2907的输出电压可根据外围电路自行调节；当输入频率达到或超过某一给定值时，可将输出用于驱动继电器、指示灯等负载。 ２电性能参数 LM2907的主要电性能参数如表１所列：