CN112000149B - 间歇反应釜温度自动控制方法、存储介质和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种间歇反应釜温度自动控制方法、存储介质和系统。间歇反应釜温度自动控制方法包括如下步骤：在采样时刻t获取间歇反应釜内的温度检测值v_t和PID控制器的温度设定值s_t，得到采样时刻t对应的偏差变化率，在每一设定周期内，根据相邻两采样时刻的偏差变化率的关系确定间歇反应釜内的控制指标变化时长t_i以及与其对应的偏差变化率Δe_i，根据二者得到设定周期内的温度偏差变化参数e′、偏差时间变化参数t′和偏差变化率变化参数Δe′；根据三个变化参数更新PID控制器的比例控制参数值、积分控制参数值和微分控制参数值。本发明的以上方案，能够在间歇反应釜反应过程中自动更新PID控制器的各参数，提高PID控制器的控制效率和稳定性。

Description

间歇反应釜温度自动控制方法、存储介质和系统

技术领域

本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种间歇反应釜温度自动控制方法、存储介质和系统。

背景技术

近些年随着化工行业的发展，越来越多的高质量、多功能产品需求日益增加。间歇化工过程具有小批量、操作灵活等特点，广泛应用于各种高端、定制化的产品生产中，所生产的产品通常根据客户的需求具有不同的牌号。

间歇反应釜用于间歇化工生产过程，PID控制器通过输出调节信号至间歇反应釜，调整间歇反应釜内的热源流量调节阀阀位或热源的温度，进而调整间歇反应釜内的温度，使间歇反应釜内的温度接近PID控制器的温度设定值，PID控制器参数涉及比例控制参数、积分控制参数和微分控制参数，各控制参数的变化，会影响输出的调节信号，进而影响间歇反应釜内的温度变化。现有技术中，PID控制器中各参数的参数值由操作人员设定，反应过程中，各参数值保持不变，在间歇反应釜内加入不同牌号产品时，需人为对PID控制器中各参数的参数值进行更新。人为设置参数和调整参数耗时长，对于操作人员的专业性要求较高，而且容易出现错误，因此，现有的间歇反应釜的温度控制时变性大、滞后性大、控制稳定性不高，需提出一种间歇反应釜温度自动控制方法、存储介质和系统。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种间歇反应釜温度自动控制方法、存储介质和系统，旨在通过特殊算法，使PID控制器各参数能够随反应进程自动更新，以克服现有技术的缺陷。

本发明提供一种间歇反应釜温度自动控制方法，包括如下步骤：在采样时刻t获取间歇反应釜内的温度检测值v_t和PID控制器的温度设定值s_t，得到采样时刻t对应的偏差变化率Δe_t＝e_t-e_t-1，其中e_t为采样时刻t的温度偏差，e_t＝v_t-s_t，e_t-1＝v_t-1-s_t-1；t-1为与采样时刻t相邻的前一采样时刻；在每一设定周期内，根据相邻两采样时刻的偏差变化率的关系确定间歇反应釜内的控制指标变化时长t_i，以及，与控制指标变化时长t_i对应的偏差变化率Δe_i；根据所述控制指标变化时长t_i和与所述控制指标变化时长t_i对应的偏差变化率Δe_i得到所述设定周期内的温度偏差变化参数e′、偏差时间变化参数t′和偏差变化率变化参数Δe′；根据所述设定周期内的温度偏差变化参数e′、偏差时间变化参数t′和偏差变化率变化参数Δe′更新所述设定周期内的PID控制器的比例控制参数值、积分控制参数值和微分控制参数值。

可选地，在每一设定周期内，根据相邻两采样时刻的偏差变化率的关系确定间歇反应釜内的控制指标变化时长t_i，以及，与控制指标变化时长t_i对应的偏差变化率Δe_i的步骤包括：获取每相邻两个采样时刻的偏差变化率乘积；第一次出现相邻两个采样时刻的偏差变化率乘积小于零时，将相邻两个采样时刻中的第二个采样时刻作为第一时刻；第二次出现相邻两个采样时刻的偏差变化率乘积小于零时，将相邻两个采样时刻中的第二个采样时刻作为第二时刻，所述第二时刻与所述第一时刻之间的间隔作为第一控制指标变化时长t₁，所述第二时刻对应的温度偏差为e₁，将所述第一控制指标变化时长t₁内绝对值最大的偏差变化率作为与第一控制指标变化时长t₁对应的第一偏差变化率Δe₁；第三次出现相邻两个采样时刻的偏差变化率乘积小于零时，将相邻两个采样时刻中的第二个采样时刻作为第三时刻，所述第三时刻与所述第二时刻之间的间隔作为第二控制指标变化时长t₂，所述第三时刻对应的温度偏差为e₂，将所述第二控制指标变化时长t₂内绝对值最大的偏差变化率作为与第二控制指标变化时长t₂对应的第二偏差变化率Δe₂；第四次出现相邻两个采样时刻的偏差变化率乘积小于零时，将相邻两个采样时刻中的第二个采样时刻作为第四时刻，所述第四时刻与所述第三时刻之间的间隔作为第三控制指标变化时长t₃，所述第四时刻对应的温度偏差为e₃，将所述第三控制指标变化时长t₃内绝对值最大的偏差变化率作为与第三控制指标变化时长t₃对应的第三偏差变化率Δe₃。

可选地，根据所述控制指标变化时长t_i和与所述控制指标变化时长t_i对应的偏差变化率Δe_i得到所述设定周期内的温度偏差变化参数e′、偏差时间变化参数t′和偏差变化率变化参数Δe′的步骤中，根据以下公式得到温度偏差变化参数e′、偏差时间变化参数t′和偏差变化率变化参数Δe′：

其中，a、b、c、d和f均为常数，且b＝2a。

可选地，根据所述设定周期内的温度偏差变化参数e′、偏差时间变化参数t′和偏差变化率变化参数Δe′更新所述设定周期内的PID控制器的比例控制参数值、积分控制参数值和微分控制参数值的步骤中包括，根据以下公式得到更新后的比例控制参数值K_new、更新后的积分控制参数值T_new和更新后的微分控制参数值D_new：

式中：K_old-更新前的比例控制参数值；

T_old-更新前的积分控制参数值；

D_old-更新前的微分控制参数值；

其中，g、h、i、j、k、l均为常数；

利用更新后的比例控制参数值K_new、更新后的积分控制参数值T_new和更新后的微分控制参数值D_new对PID控制器参数进行更新。

可选地，根据所述设定周期内的温度偏差变化参数e′、偏差时间变化参数t′和偏差变化率变化参数Δe′更新所述设定周期内的PID控制器的比例控制参数值、积分控制参数值和微分控制参数值的步骤中，具体包括：在每一设定周期内，统计相邻两个采样时刻的偏差变化率乘积小于零出现的次数N，当所述次数N等于四时，获取所述温度偏差变化参数e′、所述偏差时间变化参数t′和所述偏差变化率变化参数Δe′。

可选地，相邻两个采样时刻之间的间隔为1s-1.5min。

可选地，在采样时刻t获取间歇反应釜内的温度检测值v_t和PID控制器的温度设定值s_t的步骤中：首次获取到的温度设定值为外部输入的PID控制器温度初始值。

本发明还提供一种存储介质，所述存储介质中存储有可供计算机读取的指令信息，计算机读取所述指令信息后可执行上述任一项所述的间歇反应釜温度自动控制方法。

本发明还提供一种间歇反应釜温度自动控制系统，包括至少一个处理器和至少一个存储器，至少一个所述存储器中存储有指令信息，至少一个所述处理器读取所述指令信息后可执行上述任一项所述的间歇反应釜温度自动控制方法。

可选地，所述间歇反应釜温度自动控制系统还包括温度测量变送器，所述温度测量变送器用于获取所述间歇反应釜内的温度检测值，并将所述温度检测值传输至所述处理器。

本发明提供的以上技术方案，与现有技术相比，至少具有如下有益效果：

采用本发明间歇反应釜温度自动控制方法、存储介质和系统，根据温度偏差变化参数e′、偏差时间变化参数t′和偏差变化率变化参数Δe′，在每一个设定周期内可自动更新PID控制器的各参数，使PID控制器各参数能够随反应进程自动更新，且间歇反应釜内加入不同牌号产品时，也无需人为更改各参数值，克服了间歇反应釜温度控制时变性大、滞后性大、控制稳定性不高的缺点。

附图说明

图1为本发明一个实施例所述的间歇反应釜温度自动控制方法流程图；

图2为本发明一个实施例所述的间歇反应釜温度的控制信号流的传输过程示意图；

图3为本发明一个实施例所述间歇反应釜温度自动控制系统的硬件连接关系示意图。

附图标记：

1：温度检测值；2：温度设定值；3：更新后的控制参数值；4：调整信号；5：处理器；6：存储器。

具体实施方式

下面将结合附图进一步说明本发明实施例。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必需具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

本发明中提供的以下实施例中的各个技术方案，除非彼此之间相互矛盾，否则不同技术方案之间可以相互组合，其中的技术特征可以相互替换。

本实施例提供一种间歇反应釜温度自动控制方法，可应用于间歇反应釜温度控制系统中，如图1所示，包括如下步骤：

S101：在采样时刻t获取间歇反应釜内的温度检测值v_t和PID控制器的温度设定值s_t，得到采样时刻t对应的偏差变化率Δe_t＝e_t-e_t-1，其中e_t为采样时刻t的温度偏差，e_t＝v_t-s_t，e_t-1＝v_t-1-s_t-1；t-1为与采样时刻t相邻的前一采样时刻。

其中，相邻两个采样时刻之间的间隔为1s-1.5min，在本实施例中，相邻两个采样时刻之间的间隔为1min，即每隔1min，获取一次间歇反应釜内的温度检测值和PID控制器的温度设定值，并根据公式得到采样时刻对应的偏差变化率，根据间歇反应釜内反应物质不同并结合具体反应情况，相邻两个采样时刻之间的间隔可以进行适当调整，例如可以选取1s、30s、50s或1.5min等不同间隔，相邻采样时刻之间的间隔选取的时间越短，参与运算的采样时刻越密集，PID控制器参数调整的周期就可能越短，相应地，对间歇反应釜内温度调整的频率也就可能越高。反之，相邻采样时刻之间的间隔选取的时间越长，参与运算的采样时刻越稀松，PID控制器参数调整的周期就可能越长，相应地，对间歇反应釜内温度调整的频率也就可能越低。

间歇反应釜内设置有温度传感器或温度测量变送器等温度检测装置，可以实时检测间歇反应釜内的温度并输出，PID控制器的初始温度设定值由操作人员在间歇反应釜工作之前在外部人为输入，间歇反应釜工作过程中，温度设定值可以保持不变，当需要进行调整时，也可由PID控制器进行重新输入，不会影响间歇反应釜的反应进程。

S102：在每一设定周期内，根据相邻两采样时刻的偏差变化率的关系确定间歇反应釜内的控制指标变化时长t_i，以及，与控制指标变化时长t_i对应的偏差变化率Δe_i。

相邻两个采样时刻的偏差变化率若同为正值或同为负值，则说明间歇反应釜内的温度按照同一个发展趋势在变化，即温度呈一直上升趋势或一直下降趋势，当相邻两个采样时刻的偏差变化率一个为正值一个为负值时，则说明间歇反应釜内的温度变化趋势出现拐点，或是在温度上升过程中出现温度降低的现象，或是在温度下降的过程中出现温度上升的现象，相邻两个温度变化趋势出现拐点的时刻中间所经历的时间，即对应一个控制指标变化时长，当温度变化趋势的拐点出现预设次数时，即完成一个所述设定周期。

S103：根据所述控制指标变化时长t_i和与所述控制指标变化时长t_i对应的偏差变化率Δe_i得到所述设定周期内的温度偏差变化参数e′、偏差时间变化参数t′和偏差变化率变化参数Δe′。

S104：根据所述设定周期内的温度偏差变化参数e′、偏差时间变化参数t′和偏差变化率变化参数Δe′更新所述设定周期内的PID控制器的比例控制参数值、积分控制参数值和微分控制参数值。

根据温度偏差变化参数e′、偏差时间变化参数t′和偏差变化率变化参数Δe′，在每一个设定周期内可自动更新PID控制器各参数，使PID控制器各参数能够随反应进程自动更新，且间歇反应釜内加入不同牌号产品时，也无需人为更改各参数值，克服了间歇反应釜温度控制时变性大、滞后性大、控制稳定性不高的缺点。

以上方案中，步骤S102可以包括：

S201：获取每相邻两个采样时刻的偏差变化率乘积；

S202：第一次出现相邻两个采样时刻的偏差变化率乘积小于零时，将相邻两个采样时刻中的第二个采样时刻作为第一时刻；

S203：第二次出现相邻两个采样时刻的偏差变化率乘积小于零时，将相邻两个采样时刻中的第二个采样时刻作为第二时刻，所述第二时刻与所述第一时刻之间的间隔作为第一控制指标变化时长t₁，所述第二时刻对应的温度偏差为e₁，将所述第一控制指标变化时长t₁内绝对值最大的偏差变化率作为与第一控制指标变化时长t₁对应的第一偏差变化率Δe₁；

S204：第三次出现相邻两个采样时刻的偏差变化率乘积小于零时，将相邻两个采样时刻中的第二个采样时刻作为第三时刻，所述第三时刻与所述第二时刻之间的间隔作为第二控制指标变化时长t₂，所述第三时刻对应的温度偏差为e₂，将所述第二控制指标变化时长t₂内绝对值最大的偏差变化率作为与第二控制指标变化时长t₂对应的第二偏差变化率Δe₂；

S205：第四次出现相邻两个采样时刻的偏差变化率乘积小于零时，将相邻两个采样时刻中的第二个采样时刻作为第四时刻，所述第四时刻与所述第三时刻之间的间隔作为第三控制指标变化时长t₃，所述第四时刻对应的温度偏差为e₃，将所述第三控制指标变化时长t₃内绝对值最大的偏差变化率作为与第三控制指标变化时长t₃对应的第三偏差变化率Δe₃。

以上方案中，步骤S103中，根据以下公式得到温度偏差变化参数e′、偏差时间变化参数t′和偏差变化率变化参数Δe′：

其中，a、b、c、d和f均为常数，且b＝2a。

由上述公式可知，所述第三时刻对应的温度偏差e₂与所述第二时刻对应的温度偏差e₁之间的差值越小，所述温度偏差变化参数e′的绝对值越大；所述第二控制指标变化时长t₂与所述第一控制指标变化时长t₁之间的差值越小，所述偏差时间变化参数t′的绝对值越大；所述第二偏差变化率Δe₂与所述第一偏差变化率Δe₁之间的差值越小，所述偏差变化率变化参数Δe′的绝对值越大。

在本实施例中，优选，a＝1，b＝2，c＝1，d＝1，f＝1，简化了计算公式，便于精确调整所述温度偏差变化参数e′、所述偏差时间变化参数t′和所述偏差变化率变化参数Δe′。各常数的具体取值可根据间歇反应釜内的不同反应情况进行调整，同时满足b＝2a。

以上方案中，步骤S104中，根据以下公式得到更新后的比例控制参数值K_new、更新后的积分控制参数值T_new和更新后的微分控制参数值D_new：

式中：K_old-更新前的比例控制参数值；

T_old-更新前的积分控制参数值；

D_old-更新前的微分控制参数值；

其中，g、h、i、j、k、l均为常数；

利用更新后的比例控制参数值K_new、更新后的积分控制参数值T_new和更新后的微分控制参数值D_new对PID控制器参数进行更新。

由上述公式可以看出，更新后的比例控制参数值K_new、更新后的积分控制参数值T_new和更新后的微分控制参数值D_new，不仅和更新前的各控制参数值有关，还和温度偏差变化参数e′、偏差时间变化参数t′和偏差变化率变化参数Δe′有关，随着反应的进行，温度偏差变化参数e′、偏差时间变化参数t′和偏差变化率变化参数Δe′不断变化，则更新后的比例控制参数值K_new、更新后的积分控制参数值T_new和更新后的微分控制参数值D_new也随之变化。同时，在其他常数值不变的前提下，常数g的绝对值越大，则所述更新后的比例控制参数值K_new的绝对值越大，常数h的绝对值越大，则所述更新后的积分控制参数值T_new的绝对值越大，常数i的绝对值越大，则所述更新后的微分控制参数值D_new的绝对值越大。

在本实施例中，优选，g＝1，h＝-0.5，i＝-0.2，j＝1，k＝2.718，l＝0.5，上述取值，能够精准地调整所述更新后的比例控制参数值K_new、所述更新后的积分控制参数值T_new和所述更新后的微分控制参数值D_new。各常数的具体取值可根据间歇反应釜内的不同反应情况进行调整。

以上方案中，步骤S104中，具体包括：在每一设定周期内，统计相邻两个采样时刻的偏差变化率乘积小于零出现的次数N，当所述次数N等于四时，根据公式得到所述温度偏差变化参数e′、所述偏差时间变化参数t′和所述偏差变化率变化参数Δe′。

在每一设定周期内，统计相邻两个采样时刻的偏差变化率乘积小于零出现的次数N，即统计间歇反应釜内温度变化趋势的拐点出现的次数，当所述次数N等于四时，即所述第一时刻、所述第二时刻、所述第三时刻和所述第四时刻均出现，也即完成一个完整的设定周期，此时能够获取计算所述温度偏差变化参数e′、所述偏差时间变化参数t′和所述偏差变化率变化参数Δe′所需的全部中间参数，当所述次数N小于四时，例如所述次数N等于三，此时所述第四时刻未出现，所述第四时刻对应的温度偏差e₃、所述第三时刻至所述第四时刻经历的所述第三控制指标变化时长t₃以及与所述第三控制指标变化时长t₃对应的第三偏差变化率Δe₃均无法获取，也即无法将未出现的数值带入公式，求取所述温度偏差变化参数e′、所述偏差时间变化参数t′和所述偏差变化率变化参数Δe′。

此种设置，能够保证所述第二时刻对应的温度偏差e₁、所述第三时刻对应的温度偏差e₂、所述第四时刻对应的温度偏差e₃、所述第一控制指标变化时长t₁、所述第二控制指标变化时长t₂、所述第三控制指标变化时长t₃、所述第一偏差变化率Δe₁、所述第二偏差变化率Δe₂以及所述第三偏差变化率Δe₃共九个中间数值能够取值完整，从而利用公式进一步计算所述温度偏差变化参数e′、所述偏差时间变化参数t′和所述偏差变化率变化参数Δe′，避免九个中间数值未取值完整，无法进行后续计算。

以上方案中，步骤S101中，首次获取到的温度设定值为外部输入的PID控制器温度初始值。

温度设定值s_t采用外部输入方式获取，便于操作人员在外部对温度进行调整。

下面结合一个具体示例对上述方案中的间歇反应釜温度自动控制方法进行说明。

如图2所示，为本发明一个实施例所述的间歇反应釜温度的控制信号流的传输过程示意图。以己二酸与乙二醇间歇反应生产聚酯多元醇装置的间歇反应釜温度控制过程为例，PID控制器输入间歇反应釜内的温度设定值2，PID控制器的输出为间歇反应釜加热热油流量调节阀阀位。其PID控制器算法为：

其中，y为PID控制器的输出，K_old为更新前的比例控制参数，e_t为温度偏差，T_old为更新前的积分控制参数，D_old为更新前的微分控制参数。

所述PID控制器处于正常运行状态，当前采样时刻所述温度设定值2为220℃，间歇反应釜内的温度检测值1为220.5℃，偏差变化率为0.1℃/min；相邻两个采样时刻之间的间隔为1min。当前采样时刻更新前的比例控制参数K_old＝100，更新前的积分控制参数T_old＝200，更新前的微分控制参数D_old＝5。

下一采样时刻，即采样时刻为1min时，温度检测值1为220.4℃，偏差变化率为-0.1℃/min；由于-0.1×0.1＝-0.01<0，满足Δe_t×Δe_t-1<0条件，则采样时刻为1min时即为第一时刻，重新开始计时，同时记录各个时刻的温度偏差和各采样时刻的偏差变化率；

当采样时刻为20min时，偏差变化率为-0.2℃/min；

当采样时刻为21min时，偏差变化率为0.1℃/min，温度检测值1为218.6℃，从所述第一时刻到此时绝对值最大的偏差变化率为-0.5℃/min；由于0.1×(-0.2)＝-0.02<0，第二次满足Δe_t×Δe_t-1<0条件，此时即为所述第二时刻，将从所述第一时刻至所述第二时刻所经过的时间21min赋值给所述第一控制指标变化时长t₁，将所述第二时刻对应的温度偏差值218.6-220＝-1.4℃赋值给所述第二时刻对应的温度偏差e₁，将所述第一控制指标变化时长t₁内绝对值最大的偏差变化率-0.5℃/min赋值给所述第一偏差变化率Δe₁，重新开始计时，同时记录各采样时刻的温度偏差和各采样时刻的偏差变化率；

当采样时刻为18min时，偏差变化率为-0.05℃/min；

当采样时刻为19min时，偏差变化率为0.05℃/min，温度检测值1为223.6℃，从所述第二时刻到此时绝对值最大的偏差变化率为0.6℃/min；由于0.05×(-0.05)＝-0.0025<0，第三次满足Δe_t×Δe_t-1<0条件，此时即为所述第三时刻，将从所述第二时刻至所述第三时刻所经过的时间19min赋值给所述第二控制指标变化时长t₂，将所述第三时刻对应的温度偏差值223.6-220＝3.6℃赋值给所述第三时刻对应的温度偏差e₂，将所述第二控制指标变化时长t₂内绝对值最大的偏差变化率0.6℃/min赋值给所述第二偏差变化率Δe₂，重新开始计时，同时记录各采样时刻的温度偏差和各采样时刻的偏差变化率；

当采样时刻为17min时，偏差变化率为0.08℃/min；

当采样时刻为18min时，偏差变化率为-0.03℃/min，温度检测值1为217.6℃，从所述第三时刻到此时绝对值最大的偏差变化率为-0.7℃/min；由于-0.03×0.08＝-0.0024<0，第四次满足Δe_t×Δe_t-1<0条件，此时即为所述第四时刻，将从所述第三时刻至所述第四时刻所经过的时间18min赋值给所述第三控制指标变化时长t₃，将所述第四时刻对应的温度偏差值217.6-220＝-2.4℃赋值给所述第四时刻对应的温度偏差e₃，将所述第三控制指标变化时长t₃内绝对值最大的偏差变化率-0.7℃/min赋值给所述第三偏差变化率Δe₃；

以上过程结束后，即可获得所述第二时刻对应的温度偏差e₁、所述第三时刻对应的温度偏差e₂、所述第四时刻对应的温度偏差e₃、所述第一控制指标变化时长t₁、所述第二控制指标变化时长t₂、所述第三控制指标变化时长t₃、所述第一偏差变化率Δe₁、所述第二偏差变化率Δe₂以及所述第三偏差变化率Δe₃共九个数值，将九个数值带入公式计算温度偏差变化参数e′、偏差时间变化参数t′和偏差变化率变化参数Δe′；

在本实施例中，a＝1，b＝2，c＝1，d＝1，f＝1，则：

获取温度偏差变化参数e′、偏差时间变化参数t′和偏差变化率变化参数Δe′后，根据公式得到更新后的比例控制参数值K_new、更新后的积分控制参数值T_new和更新后的微分控制参数值D_new；

在本实施例中，g＝1，h＝-0.5，i＝-0.2，j＝1，k＝2.718，l＝0.5，则：

获取更新后的比例控制参数值K_new、更新后的积分控制参数值T_new和更新后的微分控制参数值D_new后，将各更新后的控制参数值3传输至PID控制器，分别用60、212.24和5.40替换PID控制器中的更新前的比例控制参数值K_old、更新前的积分控制参数值T_old和更新前的微分控制参数值D_old，将各更新后的控制参数值3带入公式：

y为PID控制器的输出，其与间歇反应釜加热热油流量调节阀阀位建立对应调节关系，是本领域内常规技术手段，在此不再赘述，PID控制器输出调节流量调节阀阀位的调整信号4至间歇反应釜，进而控制流量调节阀阀位，对间歇反应釜内温度进行调整。

上述过程为一个调整周期，一个调整周期结束后，将该调整周期的所述第四时刻作为下一个调整周期的所述第一时刻，重复上述计算过程，对间歇反应釜内温度进行持续调整。

PID控制器的输出可以控制流量调节阀阀位，也可根据实际使用情况控制其他条件，例如控制热源的温度等。

采用本发明间歇反应釜温度自动控制方法，根据温度偏差变化参数e′、偏差时间变化参数t′和偏差变化率变化参数Δe′，在每一个设定周期内可自行更新PID控制器各参数，使PID控制器各参数能够随反应进程自动更新，且间歇反应釜内加入不同牌号产品时，也无需人为更改各参数值，克服了间歇反应釜温度控制时变性大、滞后性大、控制稳定性不高的缺点。

本发明还提供一种存储介质，所述存储介质中存储有可供计算机读取的指令信息，计算机读取所述指令信息后可执行上述任一方案所述的间歇反应釜温度自动控制方法。

本发明还提供一种间歇反应釜温度自动控制系统，包括至少一个处理器5和至少一个存储器6，至少一个所述存储器6中存储有指令信息，至少一个所述处理器5读取所述指令信息后可执行上述任一方案所述的间歇反应釜温度自动控制方法。

上述方案中，所述间歇反应釜温度自动控制系统还包括温度测量变送器，所述温度测量变送器用于获取所述间歇反应釜内的温度检测值，并将所述温度检测值传输至所述处理器5。

采用温度测量变送器获取间歇反应釜内的温度检测值，精度高，稳定性能好。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种间歇反应釜温度自动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

在采样时刻t获取间歇反应釜内的温度检测值v_t和PID控制器的温度设定值s_t，得到采样时刻t对应的偏差变化率Δe_t＝e_t-e_t-1，其中e_t为采样时刻t的温度偏差，e_t＝v_t-s_t，e_t-1＝v_t-1-s_t-1；t-1为与采样时刻t相邻的前一采样时刻；

在每一设定周期内，根据相邻两采样时刻的偏差变化率的关系确定间歇反应釜内的控制指标变化时长t_i，以及，与控制指标变化时长t_i对应的偏差变化率Δe_i；

根据所述控制指标变化时长t_i和与所述控制指标变化时长t_i对应的偏差变化率Δe_i得到所述设定周期内的温度偏差变化参数e′、偏差时间变化参数t′和偏差变化率变化参数Δe′；

根据所述设定周期内的温度偏差变化参数e′、偏差时间变化参数t′和偏差变化率变化参数Δe′更新所述设定周期内的PID控制器的比例控制参数值、积分控制参数值和微分控制参数值；

所述在每一设定周期内，根据相邻两采样时刻的偏差变化率的关系确定间歇反应釜内的控制指标变化时长t_i，以及，与控制指标变化时长t_i对应的偏差变化率Δe_i的步骤包括：

获取每相邻两个采样时刻的偏差变化率乘积；

第一次出现相邻两个采样时刻的偏差变化率乘积小于零时，将相邻两个采样时刻中的第二个采样时刻作为第一时刻；

第二次出现相邻两个采样时刻的偏差变化率乘积小于零时，将相邻两个采样时刻中的第二个采样时刻作为第二时刻，所述第二时刻与所述第一时刻之间的间隔作为第一控制指标变化时长t₁，所述第二时刻对应的温度偏差为e₁，将所述第一控制指标变化时长t₁内绝对值最大的偏差变化率作为与第一控制指标变化时长t₁对应的第一偏差变化率Δe₁；

第三次出现相邻两个采样时刻的偏差变化率乘积小于零时，将相邻两个采样时刻中的第二个采样时刻作为第三时刻，所述第三时刻与所述第二时刻之间的间隔作为第二控制指标变化时长t₂，所述第三时刻对应的温度偏差为e₂，将所述第二控制指标变化时长t₂内绝对值最大的偏差变化率作为与第二控制指标变化时长t₂对应的第二偏差变化率Δe₂；

第四次出现相邻两个采样时刻的偏差变化率乘积小于零时，将相邻两个采样时刻中的第二个采样时刻作为第四时刻，所述第四时刻与所述第三时刻之间的间隔作为第三控制指标变化时长t₃，所述第四时刻对应的温度偏差为e₃，将所述第三控制指标变化时长t₃内绝对值最大的偏差变化率作为与第三控制指标变化时长t₃对应的第三偏差变化率Δe₃；

所述根据所述控制指标变化时长t_i和与所述控制指标变化时长t_i对应的偏差变化率Δe_i得到所述设定周期内的温度偏差变化参数e′、偏差时间变化参数t′和偏差变化率变化参数Δe′的步骤中，根据以下公式得到温度偏差变化参数e′、偏差时间变化参数t′和偏差变化率变化参数Δe′：

其中，a、b、c、d和f均为常数，且b＝2a。

2.根据权利要求1所述的间歇反应釜温度自动控制方法，其特征在于，根据所述设定周期内的温度偏差变化参数e′、偏差时间变化参数t′和偏差变化率变化参数Δe′更新所述设定周期内的PID控制器的比例控制参数值、积分控制参数值和微分控制参数值的步骤中包括：

根据以下公式得到更新后的比例控制参数值K_new、更新后的积分控制参数值T_new和更新后的微分控制参数值D_new：

式中：K_old-更新前的比例控制参数值；

T_old-更新前的积分控制参数值；

D_old-更新前的微分控制参数值；

其中，g、h、i、j、k、l均为常数；

利用更新后的比例控制参数值K_new、更新后的积分控制参数值T_new和更新后的微分控制参数值D_new对PID控制器参数进行更新。

3.根据权利要求1或2所述的间歇反应釜温度自动控制方法，其特征在于，根据所述设定周期内的温度偏差变化参数e′、偏差时间变化参数t′和偏差变化率变化参数Δe′更新所述设定周期内的PID控制器的比例控制参数值、积分控制参数值和微分控制参数值的步骤中，具体包括：

在每一设定周期内，统计相邻两个采样时刻的偏差变化率乘积小于零出现的次数N，当所述次数N等于四时，获取所述温度偏差变化参数e′、所述偏差时间变化参数t′和所述偏差变化率变化参数Δe′。

4.根据权利要求1或2所述的间歇反应釜温度自动控制方法，其特征在于：

相邻两个采样时刻之间的间隔为1s-1.5min。

5.根据权利要求1或2所述的间歇反应釜温度自动控制方法，其特征在于，在采样时刻t获取间歇反应釜内的温度检测值v_t和PID控制器的温度设定值s_t的步骤中：

首次获取到的温度设定值为外部输入的PID控制器温度初始值。

6.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有可供计算机读取的指令信息，计算机读取所述指令信息后可执行权利要求1-5任一项所述的间歇反应釜温度自动控制方法。

7.一种间歇反应釜温度自动控制系统，其特征在于，包括至少一个处理器和至少一个存储器，至少一个所述存储器中存储有指令信息，至少一个所述处理器读取所述指令信息后可执行权利要求1-5任一项所述的间歇反应釜温度自动控制方法。

8.根据权利要求7所述的间歇反应釜温度自动控制系统，其特征在于，还包括：

温度测量变送器，所述温度测量变送器用于获取所述间歇反应釜内的温度检测值，并将所述温度检测值传输至所述处理器。

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