CN216210690U - 一种聚酯不锈钢反应釜的温度控制系统 - Google Patents
一种聚酯不锈钢反应釜的温度控制系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提出了一种聚酯不锈钢反应釜的温度控制系统，物料温度传感器、物料温度PID控制器、PLC控制模块依次序电连接，釜壁温度传感器、釜壁温度PID控制器、PLC控制模块依次序电连接，PLC控制模块还与热电偶电连接，热电偶输出端还与物料温度传感器和釜壁温度传感器电连接。其有益效果是：本实用新型采用双重PID自整定温度控制器替代原有单一温度PID控制器，有效的解决了单一物料温度PID控制器温度冲程和单一釜壁温度PID控制器升温速率慢等问题，不仅保证了升温速率，同时解决了温度冲程问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及聚酯反应釜领域，特别是指一种聚酯不锈钢反应釜的温度控制系统。
背景技术
目前实验室采用的聚酯类反应釜主要结构由支架、保温层、釜体、搅拌系统、加热系统，真空系统构成。其中保温层多采用岩棉，釜体材质则采用的主要是有304、316L等材质，搅拌系统由变频电机驱动，加热系统多以热电偶为加热介质，真空系统多通过真空泵实现。
聚酯反应作为由一种低分子量向高分子量分子转变的高分子聚合反应，由于需要经过酯化、聚合需要多个反应温区，虽然反应釜有整定过程能够适应物料性质，但随着聚合反应的进行反应釜内介质的各项物性参数在不断变化，特别是在聚合后期粘度极大，在温度调整过程中极易造成冲程现象，很大程度上影响反应稳定性。造成这样的原因主要是因为反应釜的温度探头分布在反应釜外壁或者物料内。
温度探头在反应釜外壁时，升温曲线如图2所示，由于热传导原因，虽然外部已经达到的设定温度停止加热，但是釜内物料温度并没有达到反应温度，延长整个升温时间。
温度探头在物料内时，升温曲线如图3所示，物料达到反应温度时，但是整个热传导过程比较长，外部的温度已经远超设定温度，由于外部保温棉散热慢，使得物料温度远超出设定温度，影响实验结果。
实用新型内容
本实用新型为解决现有技术中存在的问题，提出一种聚酯不锈钢反应釜的温度控制系统。
本实用新型的技术方案是这样实现的：一种聚酯不锈钢反应釜的温度控制系统，包括：物料温度传感器、釜壁温度传感器、物料温度PID控制器、釜壁温度PID控制器、PLC控制模块、热电偶，所述物料温度传感器、所述物料温度PID控制器、所述PLC控制模块依次序电连接，所述釜壁温度传感器、所述釜壁温度PID控制器、所述PLC控制模块依次序电连接，所述PLC控制模块还与所述热电偶电连接，所述热电偶输出端还与所述物料温度传感器和所述釜壁温度传感器电连接。
优选的，在所述釜壁温度PID控制器与所述PLC控制模块之间还设有温度开关S1，所述温度开关S1为可调温的温度开关。
优选的，所述PLC控制模块将模拟量信号转化为对应功率驱动所述热电偶运行。
本实用新型的有益效果是：本实用新型采用双重PID自整定温度控制器替代原有单一温度PID控制器，有效的解决了单一物料温度PID控制器温度冲程和单一釜壁温度PID控制器升温速率慢等问题，不仅保证了升温速率，同时解决了温度冲程问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为温度探头在反应釜外壁的升温曲线图；
图3为温度探头在物料内的升温曲线图；
图4为实施例一的升温曲线图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1~图4所示一种聚酯不锈钢反应釜的温度控制系统，包括：物料温度传感器1、釜壁温度传感器2、物料温度PID控制器3、釜壁温度PID控制器4、PLC控制模块6、热电偶7，物料温度传感器1、物料温度PID控制器3、PLC控制模块6依次序电连接，釜壁温度传感器2、釜壁温度PID控制器4、PLC控制模块6依次序电连接，PLC控制模块6还与热电偶7电连接，热电偶7输出端还与物料温度传感器1和釜壁温度传感器2电连接。
在釜壁温度PID控制器4与PLC控制模块6之间还设有温度开关S1，标号5，温度开关S1，标号5为可调温的温度开关。
物料、釜壁的温度数据分别经过物料温度PID控制器3、釜壁温度PID控制器4的调节运算处理后，在将两个信号共同传送至PLC控制模块6处理后，将模拟量信号转化为对应功率驱动热电偶7运行。
物料、釜壁的温度数据分别经过物料温度PID控制器3、釜壁温度PID控制器4的调节运算处理后，当物料温度和设定温度相差较大时，启用物料温度PID控制，当物料温度接近设定目标温度r时，温度开关S1闭合，开始双重温度PID控制；
即在物料温度PID控制中，某一时刻温度信号为采集值为r1(n)，
运行功率f1(n)=K1[r-r1(n)]，其中K1代表加热功率系数；
在釜壁温度PID控制中，某一时刻温度信号为采集值为r2(n)，
运行功率f2(n)=K2[r-r2(n)]，其中K2代表加热功率系数；
两者功率经PLC控制模块6中的函数fmin=min(f1，f2)处理后，取较小频率控制热电偶7的运行。
在该控制系统中，考虑不同物料导热系数问题，添加修正程序，以便于更好实现温度控制；可通过一次物料升温试验，用来观察冲温幅度、釜壁和物料的温差两修正参数，用以修正两个温度PID控制器的目标温度。即若设定温度为x，物料达到设定温度后，冲温幅度为x1，壁和物料的温差为x2，即物料温度PID控制内部设定温度为x-x1，釜壁温度PID内部设定温度为x+x2。
实施例一
以某种聚酯原料为例，输入设定温度，进行升温，达到设定温度后得到冲温幅度、釜壁和物料的温差，待反应釜冷却后，将两个参数输入控温系统后，设定试验温度，进行升温，并记录温度参数，得到升温曲线如图4。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种聚酯不锈钢反应釜的温度控制系统，其特征在于, 包括：物料温度传感器、釜壁温度传感器、物料温度PID控制器、釜壁温度PID控制器、PLC控制模块、热电偶，所述物料温度传感器、所述物料温度PID控制器、所述PLC控制模块依次序电连接，所述釜壁温度传感器、所述釜壁温度PID控制器、所述PLC控制模块依次序电连接，所述PLC控制模块还与所述热电偶电连接，所述热电偶输出端还与所述物料温度传感器和所述釜壁温度传感器电连接。
2.根据权利要求1所述的聚酯不锈钢反应釜的温度控制系统，其特征在于：在所述釜壁温度PID控制器与所述PLC控制模块之间还设有温度开关S1，所述温度开关S1为可调温的温度开关。
3.根据权利要求1所述的聚酯不锈钢反应釜的温度控制系统，其特征在于：所述PLC控制模块将模拟量信号转化为对应功率驱动所述热电偶运行。
Priority Applications (1)
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| CN202122619865.4U CN216210690U (zh) | 2021-10-29 | 2021-10-29 | 一种聚酯不锈钢反应釜的温度控制系统 |
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| CN216210690U true CN216210690U (zh) | 2022-04-05 |
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| CN (1) | CN216210690U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115155477A (zh) * | 2022-07-03 | 2022-10-11 | 国镓芯科(深圳)半导体科技有限公司 | 一种精准测试调整氮化镓反应釜测温控温温度的方法 |
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2021
- 2021-10-29 CN CN202122619865.4U patent/CN216210690U/zh active Active
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| CN115155477A (zh) * | 2022-07-03 | 2022-10-11 | 国镓芯科(深圳)半导体科技有限公司 | 一种精准测试调整氮化镓反应釜测温控温温度的方法 |
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