制藥廠酯化車間溫度控制系統(tǒng)案例           

項目概況

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

項目有兩個用于酯化反應(yīng)的反應(yīng)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?xì)忮仩t提供蒸汽為反應(yīng)釜加熱。

項目難點

1、酯化反應(yīng)屬于化學(xué)反應(yīng)，溫度若受脫離控制，則溫度會呈幾何級數(shù)上升只需幾分鐘就會導(dǎo)致反應(yīng)釜冒罐藥液與松節(jié)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(xiàn)人員傷亡。因此溫度必須在可控范圍內(nèi)逐漸升高。

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

設(shè)備配置

反應(yīng)釜兩套、冷卻塔兩個、蒸汽鍋爐、PLC控制柜、溫度傳感器、調(diào)節(jié)閥、開關(guān)閥、冷干機、空壓機等。

溫控工藝流程

啟動攪拌機→投料→管內(nèi)溫度小于35℃時加蒸汽→罐內(nèi)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(nèi)溫度等于90℃，打開蒸汽閥時溫度迅速上升到96℃并穩(wěn)定在96℃半小時→放料→停止攪拌機→結(jié)束。

溫控系統(tǒng)分析

此控制系統(tǒng)中重要的傳感器為溫度傳感器，一但測溫不準(zhǔn)將直接影響系統(tǒng)的正常運行，甚至發(fā)生生產(chǎn)事故。

故用了每個反應(yīng)釜采用兩個溫度計取平均值，在其中一個出現(xiàn)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(tǒng)中重要的執(zhí)行器是冷卻水調(diào)節(jié)閥，一但出現(xiàn)溫度失控所有調(diào)節(jié)閥必須馬上全開進行降溫。

控制過程

在對控制系統(tǒng)調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)這種需要隨時調(diào)整目標(biāo)值的控制系統(tǒng)很難用單一的PID控制參數(shù)對整個系統(tǒng)的溫度進行控制，通過反復(fù)觀察，控制過程分為七個階段，每個階段使用不同的PID參數(shù)進行控制，基本符合控制要求。

溫度自控系統(tǒng)小結(jié)

雖然系統(tǒng)目前已經(jīng)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(diào)節(jié)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(diào)節(jié)閥，提高溫控系統(tǒng)的精確度。