制藥廠酯化車間溫度控制系統案例           

項目概況

該制藥公司根據藥監局要求，需要將酯化車間的生產過程由手動控制改為自動控制，以提高酯化效果及生產過程的安全性。

項目有兩個用于酯化反應的反應釜，一座20米高的水塔和一座15米高的水塔提供冷卻用水，燃氣鍋爐提供蒸汽為反應釜加熱。

項目難點

1、酯化反應屬于化學反應，溫度若受脫離控制，則溫度會呈幾何級數上升只需幾分鐘就會導致反應釜冒罐藥液與松節油的混合物流出，此液體易燃易爆，一旦流出碰到火星很可能出現人員傷亡。因此溫度必須在可控范圍內逐漸升高。

2、酯化反應過程中隨著反應的進行，反應的劇烈程度是由慢到快在到慢變化的，而控制的目標溫度也是需要逐漸提高的，因此不能用單一的控制參數進行控制。

設備配置

反應釜兩套、冷卻塔兩個、蒸汽鍋爐、PLC控制柜、溫度傳感器、調節閥、開關閥、冷干機、空壓機等。

溫控工藝流程

啟動攪拌機→投料→管內溫度小于35℃時加蒸汽→罐內溫度大于等于45℃時開始加冷卻水，控制溫度以每分鐘約0.1℃緩慢上升至90℃，

用時約7小時→罐內溫度等于90℃，打開蒸汽閥時溫度迅速上升到96℃并穩定在96℃半小時→放料→停止攪拌機→結束。

溫控系統分析

此控制系統中重要的傳感器為溫度傳感器，一但測溫不準將直接影響系統的正常運行，甚至發生生產事故。

故用了每個反應釜采用兩個溫度計取平均值，在其中一個出現故障時，給出故障提示，并自動將溫度示值切換為好的溫度計。

此系統中重要的執行器是冷卻水調節閥，一但出現溫度失控所有調節閥必須馬上全開進行降溫。

控制過程

在對控制系統調試過程中發現這種需要隨時調整目標值的控制系統很難用單一的PID控制參數對整個系統的溫度進行控制，通過反復觀察，控制過程分為七個階段，每個階段使用不同的PID參數進行控制，基本符合控制要求。

溫度自控系統小結

雖然系統目前已經能正常運行，但是控制效果并不是特別理想。造成此問題的主要原因為：調節閥選用的口徑太大，在供水要求較小的時候很難開到合適的大小。我們建議制藥廠更換實際流量的調節閥，提高溫控系統的精確度。