JPH0477614B2 - - Google Patents
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- JPH0477614B2 JPH0477614B2 JP3942486A JP3942486A JPH0477614B2 JP H0477614 B2 JPH0477614 B2 JP H0477614B2 JP 3942486 A JP3942486 A JP 3942486A JP 3942486 A JP3942486 A JP 3942486A JP H0477614 B2 JPH0477614 B2 JP H0477614B2
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 claims description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 17
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
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- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/0006—Controlling or regulating processes
- B01J19/0013—Controlling the temperature of the process
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
- B01J2219/00087—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor
- B01J2219/00094—Jackets
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Control Of Temperature (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、反応器の内部温度をジヤケツト温度
によつて昇温制御する場合に、反応器内部の温度
を、学習機能により最適に制御する反応器の内部
温度制御方法に関する。
によつて昇温制御する場合に、反応器内部の温度
を、学習機能により最適に制御する反応器の内部
温度制御方法に関する。
［従来の技術］
従来、反応器、例えば、バツチ反応器の内部温
度制御は、反応器の内部温度をジヤケツト温度に
よつて調節するカスケード方式のフイードバツク
制御により行なつていた。
度制御は、反応器の内部温度をジヤケツト温度に
よつて調節するカスケード方式のフイードバツク
制御により行なつていた。
すなわち、第４図に示すように、反応器１の周
囲に温度調節用のジヤケツト２を設けるととも
に、反応器１の内部温度を検出する内温温度計２
１を設け、この内温温度計２１からの検出温度
と、設定温度の差にもとづいた信号を、内温調節
計２２から外温調整計２４に設定温度として出力
し、さらに、外温調節計２４において、ジヤケツ
ト２の温度を検出する外温温度計２３からの検出
温度により、上記設定温度を修正し、その修正結
果に応じた制御信号を調節弁２５，２６に出力し
て、蒸気と冷却水の量を調節し、これにより、ジ
ヤケツト温度を制御することによつて内部温度の
制御を行なつていた。
囲に温度調節用のジヤケツト２を設けるととも
に、反応器１の内部温度を検出する内温温度計２
１を設け、この内温温度計２１からの検出温度
と、設定温度の差にもとづいた信号を、内温調節
計２２から外温調整計２４に設定温度として出力
し、さらに、外温調節計２４において、ジヤケツ
ト２の温度を検出する外温温度計２３からの検出
温度により、上記設定温度を修正し、その修正結
果に応じた制御信号を調節弁２５，２６に出力し
て、蒸気と冷却水の量を調節し、これにより、ジ
ヤケツト温度を制御することによつて内部温度の
制御を行なつていた。
［解決すべき問題点］
上述した、従来の反応器の内部温度制御方法
は、ジヤケツト温度を変化させて応答するまでに
数分以上の時間遅れがあり、かつフイードバツク
制御のため行き過ぎ制御となりやすかつた。その
ため、ジヤケツト温度が大きく変動してオーバシ
ユートや暴走などの現象を生じ、反応器の制御に
おいて重要な要因である、内部温度の制御が不安
定になりやすいといつた問題があつた。
は、ジヤケツト温度を変化させて応答するまでに
数分以上の時間遅れがあり、かつフイードバツク
制御のため行き過ぎ制御となりやすかつた。その
ため、ジヤケツト温度が大きく変動してオーバシ
ユートや暴走などの現象を生じ、反応器の制御に
おいて重要な要因である、内部温度の制御が不安
定になりやすいといつた問題があつた。
本発明は、上記の問題点にかんがみてなされた
もので、過去のジヤケツト温度測定値にもとづい
て学習的にジヤケツト温度パターンを求め、この
ジヤケツト温度パターンにしたがつてジヤケツト
温度を昇温させ、反応器の内部温度を最適制御さ
せるようにした反応器の内部温度制御方法の提供
を目的とする。
もので、過去のジヤケツト温度測定値にもとづい
て学習的にジヤケツト温度パターンを求め、この
ジヤケツト温度パターンにしたがつてジヤケツト
温度を昇温させ、反応器の内部温度を最適制御さ
せるようにした反応器の内部温度制御方法の提供
を目的とする。
［問題点の解決手段］
上記目的を達成するため、本発明における反応
器の内部温度をジヤケツト温度により制御する方
法は、過去のジヤケツト温度測定値にもとづいて
ジヤケツト温度パターンを求め、かつ、このジヤ
ケツト温度パターンを用いてジヤケツトの温度制
御を行ない、この結果得られた内部温度測定値
と、予め設定してある内部温度設定値とから評価
関数を求め、さらに、この評価関数が閾値の範囲
内にあるときには、上記ジヤケツト温度パターン
の温度にジヤケツト温度を制御し、上記評価関数
が閾値の範囲外にあるときには、上記ジヤケツト
温度パターンを表わす式のパラメータを上記閾値
の範囲内に入るまで繰り返し修正するとともに、
修正の結果評価関数が上記閾値の範囲内に入つた
ときには、そのジヤケツト温度パターンの温度に
ジヤケツト温度を制御する方法としてある。
器の内部温度をジヤケツト温度により制御する方
法は、過去のジヤケツト温度測定値にもとづいて
ジヤケツト温度パターンを求め、かつ、このジヤ
ケツト温度パターンを用いてジヤケツトの温度制
御を行ない、この結果得られた内部温度測定値
と、予め設定してある内部温度設定値とから評価
関数を求め、さらに、この評価関数が閾値の範囲
内にあるときには、上記ジヤケツト温度パターン
の温度にジヤケツト温度を制御し、上記評価関数
が閾値の範囲外にあるときには、上記ジヤケツト
温度パターンを表わす式のパラメータを上記閾値
の範囲内に入るまで繰り返し修正するとともに、
修正の結果評価関数が上記閾値の範囲内に入つた
ときには、そのジヤケツト温度パターンの温度に
ジヤケツト温度を制御する方法としてある。
［実施例］
まず、第１図にもとづき本実施例の方法を実施
するための装置の構成について説明する。
するための装置の構成について説明する。
第１図において、１は反応器であり、その周囲
には反応器１の内部温度を制御するジヤケツト２
が設けてある。３はジヤケツト２に供給する加熱
または／および冷却媒体の供給管で、熱交換器４
において加熱蒸気または／および冷却水と熱交換
が行なわれ温度管理される。５は加熱蒸気また
は／および冷却水の供給管６に設けてある温度制
御用の流量調節弁である。７は反応器１の内部温
度を測定する温度検出器、８はジヤケツト２の温
度を測定する温度検出器である。
には反応器１の内部温度を制御するジヤケツト２
が設けてある。３はジヤケツト２に供給する加熱
または／および冷却媒体の供給管で、熱交換器４
において加熱蒸気または／および冷却水と熱交換
が行なわれ温度管理される。５は加熱蒸気また
は／および冷却水の供給管６に設けてある温度制
御用の流量調節弁である。７は反応器１の内部温
度を測定する温度検出器、８はジヤケツト２の温
度を測定する温度検出器である。
また、１０はジヤケツト温度パターン決定部で
あり、実際に運転して得た、前回あるいはそれ以
前の過去のジヤケツト温度データを、例えば、重
回帰式により平滑化してジヤケツト温度のパター
ンを求め、このパターンのパラメータを変えてジ
ヤケツト温度パターンを決定する。さらに、この
ジヤケツト温度パターン決定部１０は、後述する
演算判定部１３からパターン修正指令があつたと
きに、上記ジヤケツト温度パターンのパラメータ
を修正して新しいパターンに変更する。１１はジ
ヤケツト温度パターン設定器であり、ジヤケツト
温度パターン決定部１０からの信号にもとづいて
ジヤケツト温度の昇温パターンを設定する。
あり、実際に運転して得た、前回あるいはそれ以
前の過去のジヤケツト温度データを、例えば、重
回帰式により平滑化してジヤケツト温度のパター
ンを求め、このパターンのパラメータを変えてジ
ヤケツト温度パターンを決定する。さらに、この
ジヤケツト温度パターン決定部１０は、後述する
演算判定部１３からパターン修正指令があつたと
きに、上記ジヤケツト温度パターンのパラメータ
を修正して新しいパターンに変更する。１１はジ
ヤケツト温度パターン設定器であり、ジヤケツト
温度パターン決定部１０からの信号にもとづいて
ジヤケツト温度の昇温パターンを設定する。
１２は、内部温度パターン設定器であり、反応
器１の内部温度が、安定した状態で上昇するパタ
ーンを求めて設定する。１３は演算判定部であ
り、温度検出器７からの反応器内部の温度設定値
と、内部温度パターン設定器１２からの設定値に
より評価関数を求め、さらに、この評価関数が閾
値の範囲内にあるか否かを判定し、判定結果にも
とづき、パターン固定信号あるいはパターン修正
信号をジヤケツト温度パターン決定部１０へ出力
する。
器１の内部温度が、安定した状態で上昇するパタ
ーンを求めて設定する。１３は演算判定部であ
り、温度検出器７からの反応器内部の温度設定値
と、内部温度パターン設定器１２からの設定値に
より評価関数を求め、さらに、この評価関数が閾
値の範囲内にあるか否かを判定し、判定結果にも
とづき、パターン固定信号あるいはパターン修正
信号をジヤケツト温度パターン決定部１０へ出力
する。
１４は第一次温度調節計で、温度検出器７から
の反応器内部温度の測定値と、内部温度パターン
設定器１２からの設定値との差にもとづいた信号
を出力する。１５は、第二次温度調節計で、上記
ジヤケツト温度パターン設定器１１からの信号
と、第一次温度調節計１４からの信号との差を設
定値とし、この設定値を温度検出器８からのジヤ
ケツト温度の測定値によつて修正した後、流量調
節弁５へ作動信号を出力する。
の反応器内部温度の測定値と、内部温度パターン
設定器１２からの設定値との差にもとづいた信号
を出力する。１５は、第二次温度調節計で、上記
ジヤケツト温度パターン設定器１１からの信号
と、第一次温度調節計１４からの信号との差を設
定値とし、この設定値を温度検出器８からのジヤ
ケツト温度の測定値によつて修正した後、流量調
節弁５へ作動信号を出力する。
次に、第２図のフローチヤートと、第３図の温
度曲線グラフにより、実施例の方法について詳細
に説明する。
度曲線グラフにより、実施例の方法について詳細
に説明する。
ジヤケツト温度パターン決定部１０におい
て、実際に運転して得た過去のジヤケツト温度
データから、平滑化したジヤケツト温度パター
ンを求める（第２図の１０１）。
て、実際に運転して得た過去のジヤケツト温度
データから、平滑化したジヤケツト温度パター
ンを求める（第２図の１０１）。
過去のジヤケツト温度データ（第３図TJ）
を、最小二乗法で求めた重回帰式で表わし平滑
化（第３図T^J）する。
を、最小二乗法で求めた重回帰式で表わし平滑
化（第３図T^J）する。
ここで、サンプル周期ごとの温度をTJ(K)とす
ると、重回帰式は、 T^J(K)＝ak＋bk2＋ck3＋ ……(1) ｋ：時間 により求めることができる。
ると、重回帰式は、 T^J(K)＝ak＋bk2＋ck3＋ ……(1) ｋ：時間 により求めることができる。
ジヤケツト温度パターン決定部１０におい
て、評価関数J1を最小とするパラメータを決定
する（第２図の１０２）。
て、評価関数J1を最小とするパラメータを決定
する（第２図の１０２）。
評価関数J1＝t
〓k=1
｛TJ(K)−T^J(K)｝2 ……(2)
TJ(K)：ジヤケツト温度測定値
とおき、J1の値が最小となるように(1)式のパラ
メータａ、ｂ、ｃを決定し、これによりジヤケ
ツト温度パターンT^Jを決定する。
メータａ、ｂ、ｃを決定し、これによりジヤケ
ツト温度パターンT^Jを決定する。
所定のパターンによりジヤケツト２の温度を
制御する（第２図の１０３）。
制御する（第２図の１０３）。
温度検出器７，８、内部温度パターン設定器
１２、第一および第二温度調節計１４，１５と
からなるカスケード制御ループに、ジヤケツト
温度パターン設定器１１からパターン信号を出
力し、パターンにもとづいて流量調節弁５を調
節してジヤケツト２の温度を制御する。
１２、第一および第二温度調節計１４，１５と
からなるカスケード制御ループに、ジヤケツト
温度パターン設定器１１からパターン信号を出
力し、パターンにもとづいて流量調節弁５を調
節してジヤケツト２の温度を制御する。
反応器内部の温度を温度検出器７によつて測
定する（第２図の１０４）。
定する（第２図の１０４）。
演算判定部１３において、評価関数J2を演算
して求める（第２図の１０５）。
して求める（第２図の１０５）。
評価関数J2＝〓（TR−TR SET）2
〔TR：内部温度測定値
TR SET：内部温度設定値〕 ……(3)
とおき、内部温度パターン設定器１２からの設
定値（第３図TR SET）と、温度検出器７から
の反応器１の内部温度測定値（第３図TR）に
より、評価関数J2を求める。
定値（第３図TR SET）と、温度検出器７から
の反応器１の内部温度測定値（第３図TR）に
より、評価関数J2を求める。
演算判定部１３において、評価関数J2が閾値
εの範囲内に入つているか否かを判定する（第
２図の１０６）。
εの範囲内に入つているか否かを判定する（第
２図の１０６）。
評価関数J2が閾値εの範囲内に入つていると
き（J2≦ε）には、パターン固定信号を、ま
た、評価関数J2が閾値εの範囲内に入つていな
いとき（J2＞ε）にはパターン修正信号をジヤ
ケツト温度パターン決定部１０に出力する。
き（J2≦ε）には、パターン固定信号を、ま
た、評価関数J2が閾値εの範囲内に入つていな
いとき（J2＞ε）にはパターン修正信号をジヤ
ケツト温度パターン決定部１０に出力する。
評価関数J2が閾値の範囲内にあるときは、ジ
ヤケツト温度パターンを固定する（第２図の１
０７）。
ヤケツト温度パターンを固定する（第２図の１
０７）。
ジヤケツト温度パターン決定部１０で決定さ
れたパターンを、変更することなくジヤケツト
温度パターン設定器１１に設定し、次回の反応
器制御も同じパターンで上述の１０３，１０
４，１０５，１０６の過程を繰り返す。
れたパターンを、変更することなくジヤケツト
温度パターン設定器１１に設定し、次回の反応
器制御も同じパターンで上述の１０３，１０
４，１０５，１０６の過程を繰り返す。
評価関数J2が閾値の範囲内にないときは、ジ
ヤケツト温度パターンを修正する（第２図の１
０８）。
ヤケツト温度パターンを修正する（第２図の１
０８）。
次回の反応器制御において、今回のジヤケツ
ト温度測定値にもとづき、ジヤケツト温度パタ
ーンのパラメータを修正し、上述の１０１ない
し１０６の過程を行なう。評価関数J2が閾値ε
の範囲内に入るまで、修正を繰り返し、パター
ンを学習的に求める。そして、範囲内に入つた
場合には、上述したようにそのパターンを固定
する。
ト温度測定値にもとづき、ジヤケツト温度パタ
ーンのパラメータを修正し、上述の１０１ない
し１０６の過程を行なう。評価関数J2が閾値ε
の範囲内に入るまで、修正を繰り返し、パター
ンを学習的に求める。そして、範囲内に入つた
場合には、上述したようにそのパターンを固定
する。
このように、ジヤケツト温度パターンをある
程度固定して、反応器の内部温度を制御する
と、反応器の昇温時にオーバシユートや暴走反
応を生じることがなく、安定した反応を行なわ
せることができる。
程度固定して、反応器の内部温度を制御する
と、反応器の昇温時にオーバシユートや暴走反
応を生じることがなく、安定した反応を行なわ
せることができる。
なお、上記実施例においては、１バツチにおけ
る制御全範囲のパターンを求める場合について説
明したが、第３図に示すようにＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ等
と所定の区間ごとのパターンを分割して求め、制
御することも可能である。さらに、これらパター
ンを求める場合は、DCS（デイジタル・コントロ
ール・システム）によりオンラインおよびオフラ
インで計算することもできる。
る制御全範囲のパターンを求める場合について説
明したが、第３図に示すようにＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ等
と所定の区間ごとのパターンを分割して求め、制
御することも可能である。さらに、これらパター
ンを求める場合は、DCS（デイジタル・コントロ
ール・システム）によりオンラインおよびオフラ
インで計算することもできる。
また、本発明は、重合反応あるいは有機化学反
応等を行なう反応器の温度を制御することができ
る。さらに、反応器としては、反応の原料および
触媒を同時に反応器に入れて反応させ、所定時間
後に取り出すバツチ式反応器の温度制御だけでな
く、原料および触媒を一定流量で反応器に張り込
み、連続的に撹拌して反応させ、一定流量で製品
を取り出す連続式反応器の初期温度制御にも利用
することができる。
応等を行なう反応器の温度を制御することができ
る。さらに、反応器としては、反応の原料および
触媒を同時に反応器に入れて反応させ、所定時間
後に取り出すバツチ式反応器の温度制御だけでな
く、原料および触媒を一定流量で反応器に張り込
み、連続的に撹拌して反応させ、一定流量で製品
を取り出す連続式反応器の初期温度制御にも利用
することができる。
［発明の効果］
以上のように、本発明によれば、反応器の内部
温度の制御を、オーバシユートや暴走を防止し、
安定した状態で最適に行なうことができる。
温度の制御を、オーバシユートや暴走を防止し、
安定した状態で最適に行なうことができる。
第１図ないし第３図は本発明の実施例に関する
図で、第１図は実施装置の構成図、第２図はフロ
ーチヤート、第３図は反応器における温度曲線を
表わすグラフ図、第４図は従来例の実施装置構成
図を示す。 １：反応器、２：ジヤケツト、７，８：温度検
出器、１０：ジヤケツト温度パターン決定部、１
１：ジヤケツト温度パターン設定器、１２：内部
温度パターン設定器、１３：演算判定部。
図で、第１図は実施装置の構成図、第２図はフロ
ーチヤート、第３図は反応器における温度曲線を
表わすグラフ図、第４図は従来例の実施装置構成
図を示す。 １：反応器、２：ジヤケツト、７，８：温度検
出器、１０：ジヤケツト温度パターン決定部、１
１：ジヤケツト温度パターン設定器、１２：内部
温度パターン設定器、１３：演算判定部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 反応器の内部温度をジヤケツト温度により制
御する方法において、次のイないしホの過程から
なることを特徴とした反応器の内部温度制御方
法。 イ 過去のジヤケツト温度測定値にもとづいて、
ジヤケツト温度パターンを求める過程。 ロ 上記ジヤケツト温度パターンによりジヤケツ
トの温度制御を行ない、この温度制御の結果得
られた反応器の内部温度測定値と、予め設定し
てある内部温度設定値とから評価関数を求める
過程。 ハ 上記評価関数と閾値を比較する過程。 ニ 評価関数と閾値を比較した結果、評価関数が
閾値の範囲外にあるとき、上記ジヤケツト温度
パターンのパラメータを修正する過程。 ホ 評価関数と閾値を比較した結果、評価関数が
閾値の範囲内にあるとき、上記ジヤケツト温度
パターンの温度によつてジヤケツト温度を制御
する過程。 ２ 上記ジヤケツト温度パターンを、ジヤケツト
温度測定値から最小二乗法により求めた重回帰式
で表わしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の反応器の内部温度制御方法。 ３ 評価関数が閾値の範囲内にあるとき、ジヤケ
ツト温度パターンを固定することを特徴とする特
許請求の範囲第１項または第２項記載の反応器の
内部温度制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3942486A JPS62197140A (ja) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | 反応器の内部温度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3942486A JPS62197140A (ja) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | 反応器の内部温度制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62197140A JPS62197140A (ja) | 1987-08-31 |
| JPH0477614B2 true JPH0477614B2 (ja) | 1992-12-08 |
Family
ID=12552604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3942486A Granted JPS62197140A (ja) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | 反応器の内部温度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62197140A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996014148A1 (fr) * | 1994-11-02 | 1996-05-17 | Todoroki Sangyo Kabushiki Kaisha | Mecanisme de regulation de la chaleur de reaction du type a reglage de la superficie d'echange thermique, pour appareils de reaction chimique |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH056431U (ja) * | 1991-07-12 | 1993-01-29 | 新東工業株式会社 | 液晶パネル製造用加圧熱盤装置 |
| JPH0824624A (ja) * | 1994-07-12 | 1996-01-30 | Ube Ind Ltd | 気泡塔型ループリアクターにおける反応制御方法 |
| JP4602140B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2010-12-22 | 日揮株式会社 | 温度制御装置 |
-
1986
- 1986-02-25 JP JP3942486A patent/JPS62197140A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996014148A1 (fr) * | 1994-11-02 | 1996-05-17 | Todoroki Sangyo Kabushiki Kaisha | Mecanisme de regulation de la chaleur de reaction du type a reglage de la superficie d'echange thermique, pour appareils de reaction chimique |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62197140A (ja) | 1987-08-31 |
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