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摘要：某企业在针对聚合反应工艺实施改进措施后，使得在聚合反应过程中原有的温控系统已经不能很好的满足高精度、平稳升温的温度控制需求。为了进一步的满足实际生产工艺需求，具必须要针对聚合反应温度的控制策略进行深入的研究，探索出了几种有效的温度控制策略，在实际应用过程中也到了具体反应需求。
关键词：聚合反应；温控系统；控制策略
引言
企业在实际进行丁晴生产的过程中，最终的聚合反应效果会在很大程度上受到温度控制精度、引发剂活性、生产原料配比、生产搅拌均匀性等先关因素的严重影响。但是，聚合温度是其中最主要的一种影响因素。如果在实际生产作业过程中聚合反应温度过高就会导致出现局部过热分解、暴聚等现象，从而对产品质量造成严重影响。
1 聚合反应温度控制策略
聚合反应在整个过程中会释放出发量热量，在实际的反应过程中必须要充分利用夹带套中的冷却水来带走多余的热量，这样才能实现对反应温度的进一步控制，在本次项目运行过程中聚合反应的温控工艺流程见下图1.
目前，大部分聚合反应釜容器都是体积比较大的密闭性容器。在实际进行聚合反应的过程中，由于聚合物的分布不均匀，产生的温度梯度也相对比较大，因此在实际进行温度测量的时候非常容易出现虚假测量的现象，而且实际控制对象的非线性相对比较强，会产生较大的时滞性，因此，实际建立数学模型比较困难，利用PID进行单回路温度控制效果并不明显，充分利用普通的温度控制方案可以在充分保证夹套内水流动情况的前提来实现满足现实反映的温度要求，但是如果实际阀门的开度比较小或者阀门始终处在关闭的状态下，就会因为夹套内部水流动较小，从而使得实际的温度控制根本无法满足实际反映的需求；如果在实际反应过程中因为温度的设定值出现了阶梯性的变化，就会导致反应釜内部热量快速升高，这种情况下，原本关闭的阀门开度会出现非常明显的增加，导致大量低温度快速进入夹套，导致带走了大量的热量，从而使得反应釜内的达到阶梯温度设定值后又会马上出现快速的回落。而利用单一的PID温度控制策略会并不能实现温度平稳过度，非常容易导致出现温度超调的现象[1]。
为了有效解决聚合反应过程中温度控制的问题，进一步提升聚合反应温度控制效果，主要从以下几个方面进行了改进：
（1）针对整个管路中的供水以及回水管路中间位置设置一个止逆阀旁通回路，并针对夹套循环回路设置了循环水泵。这样就能充分结合反应釜反应釜的温度偏差来进行循环水中冷热水量的调节，也能充分保证在夹套中通过的水量的充足、稳定，这样不管调节阀的开度大小，都能实现聚合反应过程中反应釜流量以及冷媒抑制反应过程中的升温有效控制，进一步强化了冷却水的循环控温效果。
（2）在聚合反应进行的过程中，主要采取的温度控制方式为亿反应釜温为主环以夹套出水温度为副环的控制方式。在充分结合夹套实际的回水温度后就可以实现冷水量的提前调节，不仅能够完全根据反应釜实际产生的偏差来合理的调节循环水中的冷水和热水量，这样就能实现反应釜温度控制惯性的最大程度控制，由此就能进一步提升实际的温度控制效果。
（3）在普通的PID控制基础上，合理的增加了专家控制策略。专家控制的双模态复合结果如下图2所示，在整个系统中专门针对专家控制器以及PID控制器分布设置了不同的独立通道，并分别针对不同的通道设置了两个软开关。充分利用反应釜内部的温度以及压力变化情况并对不同阶段温度控制进行充分考虑，这样就能实现专家控制与串级PID控制的实施切换[2]。
充分利用双模态分段专家控制以及PID控制算法主要有一下一些优点：首先，当温度偏差超过某一个特定的阈值时，就会可以将其切换到专家控制模式下，进一步提升了整个系统的相应速度，也有效提升了系统的阻尼性能，这样既能有效避免在相应过程中出现严重超调的现象。而如果利用PID在针对小范围进行调节的时候具有良好的鲁棒性，避免了在调节过程中出现超调或者稳态误差等现象。
2 专家控制策略
专家控制的基本原则主要是通過对实际操作者的控制过程中手动控制策略的基础上总结归纳出来的，与此同时，对设计者被控制过程中的一些专业信息也要进行充分考虑。专家控制器主要可以分为以下几个部分：
首先是信息处理模块，该模块主要是进行控制过程中相关信息的提取和加工，为后续的控制决策以及学习提供可靠的数据支持。
其次是知识库，其主要的作用是针对整个工业控制领域的相关知识进行存储，本次项目中主要使用的是经验数据库作为专家库。
再次是推理机，主要是采用自然语言的形式来对具体的规则量进行表达，而通过对操作人员实际的操作经验以及相关操作习惯进行总结后形成了语言变量。
最后是控制规则集，通过推理机得出的控制量并不能直接被用来进行执行机构的控制，必须要将控制量经过相应的转化活才能被执行机构精确的识别。目前加权平均法、中位数法是比较常用的判决方法。
3 结束语
在针对该项目出现的聚合温度控制问题，实施了三种控制措施后使得聚合温控得到有效改善，并他通过设计专家控制策略，进一步降低了操作人员劳动强度，提升了产品的质量，获得了较好的经济效益。
参考文献
[1]曹伟. 基于迭代学习控制的PVC反应釜温度控制的鲁棒性研究[D].哈尔滨工程大学，2009.
[2]徐锋. 基于PROFIBUS现场总线的聚合温度控制系统研究与开发[D].河海大学，2007.
（作者单位：浙江东晖药业有限公司）
关键词：聚合反应；温控系统；控制策略
引言
企业在实际进行丁晴生产的过程中，最终的聚合反应效果会在很大程度上受到温度控制精度、引发剂活性、生产原料配比、生产搅拌均匀性等先关因素的严重影响。但是，聚合温度是其中最主要的一种影响因素。如果在实际生产作业过程中聚合反应温度过高就会导致出现局部过热分解、暴聚等现象，从而对产品质量造成严重影响。
1 聚合反应温度控制策略
聚合反应在整个过程中会释放出发量热量，在实际的反应过程中必须要充分利用夹带套中的冷却水来带走多余的热量，这样才能实现对反应温度的进一步控制，在本次项目运行过程中聚合反应的温控工艺流程见下图1.
目前，大部分聚合反应釜容器都是体积比较大的密闭性容器。在实际进行聚合反应的过程中，由于聚合物的分布不均匀，产生的温度梯度也相对比较大，因此在实际进行温度测量的时候非常容易出现虚假测量的现象，而且实际控制对象的非线性相对比较强，会产生较大的时滞性，因此，实际建立数学模型比较困难，利用PID进行单回路温度控制效果并不明显，充分利用普通的温度控制方案可以在充分保证夹套内水流动情况的前提来实现满足现实反映的温度要求，但是如果实际阀门的开度比较小或者阀门始终处在关闭的状态下，就会因为夹套内部水流动较小，从而使得实际的温度控制根本无法满足实际反映的需求；如果在实际反应过程中因为温度的设定值出现了阶梯性的变化，就会导致反应釜内部热量快速升高，这种情况下，原本关闭的阀门开度会出现非常明显的增加，导致大量低温度快速进入夹套，导致带走了大量的热量，从而使得反应釜内的达到阶梯温度设定值后又会马上出现快速的回落。而利用单一的PID温度控制策略会并不能实现温度平稳过度，非常容易导致出现温度超调的现象[1]。
为了有效解决聚合反应过程中温度控制的问题，进一步提升聚合反应温度控制效果，主要从以下几个方面进行了改进：
（1）针对整个管路中的供水以及回水管路中间位置设置一个止逆阀旁通回路，并针对夹套循环回路设置了循环水泵。这样就能充分结合反应釜反应釜的温度偏差来进行循环水中冷热水量的调节，也能充分保证在夹套中通过的水量的充足、稳定，这样不管调节阀的开度大小，都能实现聚合反应过程中反应釜流量以及冷媒抑制反应过程中的升温有效控制，进一步强化了冷却水的循环控温效果。
（2）在聚合反应进行的过程中，主要采取的温度控制方式为亿反应釜温为主环以夹套出水温度为副环的控制方式。在充分结合夹套实际的回水温度后就可以实现冷水量的提前调节，不仅能够完全根据反应釜实际产生的偏差来合理的调节循环水中的冷水和热水量，这样就能实现反应釜温度控制惯性的最大程度控制，由此就能进一步提升实际的温度控制效果。
（3）在普通的PID控制基础上，合理的增加了专家控制策略。专家控制的双模态复合结果如下图2所示，在整个系统中专门针对专家控制器以及PID控制器分布设置了不同的独立通道，并分别针对不同的通道设置了两个软开关。充分利用反应釜内部的温度以及压力变化情况并对不同阶段温度控制进行充分考虑，这样就能实现专家控制与串级PID控制的实施切换[2]。
充分利用双模态分段专家控制以及PID控制算法主要有一下一些优点：首先，当温度偏差超过某一个特定的阈值时，就会可以将其切换到专家控制模式下，进一步提升了整个系统的相应速度，也有效提升了系统的阻尼性能，这样既能有效避免在相应过程中出现严重超调的现象。而如果利用PID在针对小范围进行调节的时候具有良好的鲁棒性，避免了在调节过程中出现超调或者稳态误差等现象。
2 专家控制策略
专家控制的基本原则主要是通過对实际操作者的控制过程中手动控制策略的基础上总结归纳出来的，与此同时，对设计者被控制过程中的一些专业信息也要进行充分考虑。专家控制器主要可以分为以下几个部分：
首先是信息处理模块，该模块主要是进行控制过程中相关信息的提取和加工，为后续的控制决策以及学习提供可靠的数据支持。
其次是知识库，其主要的作用是针对整个工业控制领域的相关知识进行存储，本次项目中主要使用的是经验数据库作为专家库。
再次是推理机，主要是采用自然语言的形式来对具体的规则量进行表达，而通过对操作人员实际的操作经验以及相关操作习惯进行总结后形成了语言变量。
最后是控制规则集，通过推理机得出的控制量并不能直接被用来进行执行机构的控制，必须要将控制量经过相应的转化活才能被执行机构精确的识别。目前加权平均法、中位数法是比较常用的判决方法。
3 结束语
在针对该项目出现的聚合温度控制问题，实施了三种控制措施后使得聚合温控得到有效改善，并他通过设计专家控制策略，进一步降低了操作人员劳动强度，提升了产品的质量，获得了较好的经济效益。
参考文献
[1]曹伟. 基于迭代学习控制的PVC反应釜温度控制的鲁棒性研究[D].哈尔滨工程大学，2009.
[2]徐锋. 基于PROFIBUS现场总线的聚合温度控制系统研究与开发[D].河海大学，2007.
（作者单位：浙江东晖药业有限公司）