JPS62197140A - 反応器の内部温度制御方法 - Google Patents
反応器の内部温度制御方法Info
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- JPS62197140A JPS62197140A JP3942486A JP3942486A JPS62197140A JP S62197140 A JPS62197140 A JP S62197140A JP 3942486 A JP3942486 A JP 3942486A JP 3942486 A JP3942486 A JP 3942486A JP S62197140 A JPS62197140 A JP S62197140A
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- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 claims description 7
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 abstract 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 17
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
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- 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
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- B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
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- B01J2219/00094—Jackets
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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ャケット温度によって
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
。
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１
従来、反応器、例えば、バッチ反応器の内部温度制御は
、反応器の内部温度をジャケット温度によって調節する
カスケード方式のフィードバック制御により行なってい
た。
、反応器の内部温度をジャケット温度によって調節する
カスケード方式のフィードバック制御により行なってい
た。
すなわち、第４図に示すように、反応器ｌの周囲に温度
調節用のジャケット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２１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、ジャケ
ット２の温度を検出する外温湿度計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、ジャケット温度を制御する
ことによって内部温度の制御を行なっていた。
調節用のジャケット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２１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、ジャケ
ット２の温度を検出する外温湿度計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、ジャケット温度を制御する
ことによって内部温度の制御を行なっていた。
［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、ジャケ
ッ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、かつフィードバック制御のため行き過ぎ制御
となりやすかった。そのため、ジャケット温度が大きく
変動してオーバシュ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った問題があった。
ッ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、かつフィードバック制御のため行き過ぎ制御
となりやすかった。そのため、ジャケット温度が大きく
変動してオーバシュ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った問題があった。
本発明は、上記の問題点にかんがみてなされたもので、
過去のジャケット温度測定値にもとづいて学習的にジャ
ケット温度パターンを求め、このジャケット温度パター
ンにしたがってジャケット温度を昇温させ、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。
過去のジャケット温度測定値にもとづいて学習的にジャ
ケット温度パターンを求め、このジャケット温度パター
ンにしたがってジャケット温度を昇温させ、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
温度をジャケット温度により制御する方法は、過去のジ
ャケット温度測定値にもとづいてジャケット温度パター
ンを求め、かつ、このジャケット温度パターンを用いて
ジャケッ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、上記ジャケット温度パターンの温度に
ジャケット温度を制御し、上記評価関数が閾値の範囲外
にあるときには、上記ジャケッ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
囲内に入ったときには、そのジャケット温度パターンの
温度にジャケット温度を制御する方法としてある。
温度をジャケット温度により制御する方法は、過去のジ
ャケット温度測定値にもとづいてジャケット温度パター
ンを求め、かつ、このジャケット温度パターンを用いて
ジャケッ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、上記ジャケット温度パターンの温度に
ジャケット温度を制御し、上記評価関数が閾値の範囲外
にあるときには、上記ジャケッ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
囲内に入ったときには、そのジャケット温度パターンの
温度にジャケッ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。
の装置の構成について説明する。
第１図において、ｌ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ャケット２が設けである。
器１の内部温度を制御するジャケット２が設けである。
３はジャケット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に設けである温
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はジャケット２の温度を測定
する温度検出器である。
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に設けである温
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はジャケット２の温度を測定
する温度検出器である。
また、１０はジャケッ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ャ
ケット温度データを、例えば、重回帰式により平滑化し
てジャケッ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ャケット温度パターンを決定する。
際に運転して得た、前回あるいはそれ以前の過去のジャ
ケット温度データを、例えば、重回帰式により平滑化し
てジャケッ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ャケット温度パターンを決定する。
さらに、このジャケッ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ったと
きに、上記ジャケッ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はジャケット温度
パターン設定器であり、ジャケット温度パターン決定部
１０からの信号にもとづいてジャケット温度の昇温パタ
ーンを設定する。
述する演算判定部１３からパターン修正指令があったと
きに、上記ジャケッ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はジャケット温度
パターン設定器であり、ジャケット温度パターン決定部
１０からの信号にもとづいてジャケット温度の昇温パタ
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ｌ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１
２からの設定値により評価関数を求め、さらに、この評
価関数が闇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
号をジャケット温度パターン決定部ｌＯへ出力する。
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１
２からの設定値により評価関数を求め、さらに、この評
価関数が闇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
号をジャケット温度パターン決定部ｌＯ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、上記ジャケッ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
ジャケット温度の測定値によって修正した後、流量調節
弁５へ作動信号を出力する。
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、上記ジャケッ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
ジャケット温度の測定値によって修正した後、流量調節
弁５へ作動信号を出力する。
次に、第２図のフローチャートと、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。
ラフにより、実施例の方法について詳細に説明する。
■ ジャケッ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ャケット温度データから、平滑
化したジャケット温度パターンを求める（第２図の１０
１）。
に運転して得た過去のジャケット温度データから、平滑
化したジャケット温度パターンを求める（第２図の１０
１）。
過去のジャケット温度データ（第３図ＴＪ）を、最小二
乗法で求めた重回帰式で表わし平滑イしく第３図ＴＪ）
する。
乗法で求めた重回帰式で表わし平滑イしく第３図ＴＪ）
する。
ここで、サンプル周期ごとの温度をＴＪ（ｋ）とすると
１重回帰式は、 ＴＪ（ｋ）＝ ａ ｋ ＋ ｂ ｋ２ ＋ Ｃｋ３ ＋
・・−に：時間 ・・・・・・（１）
により求めることができる。
１重回帰式は、 ＴＪ（ｋ）＝ ａ ｋ ＋ ｂ ｋ２ ＋ Ｃｋ３ ＋
・・−に：時間 ・・・・・・（１）
により求めることができる。
■ ジャケット温度パターン決定部ｌＯにおいて、評価
関数Ｊｌ を最小とするパラメータを決定する（第２図
の１０２）。
関数Ｊｌ 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Ｊ＋ ＝Σ（ＴＪ（ｋ）−ＴＪ（ｋ））２に＝
１ ＴＪ（ｋ）：ジャケット温度測定値 ・・・・・・（２） とおき、Ｊｌ 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、これによりジャケット温度
パターンＴＪを決定する。
１ ＴＪ（ｋ）：ジャケット温度測定値 ・・・・・・（２） とおき、Ｊｌ 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、これによりジャケット温度
パターンＴＪを決定する。
■ 所定のパターンによりジャケット２の温度を制御す
る（第２図の１０３）。
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、ジャケッ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を調節してジャケット２の温度を制御する。
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、ジャケッ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を調節してジャケット２の温度を制御する。
■ 反応器内部の温度を温度検出器７によって測定する
（第２図の１０４）。
（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）。
求める（第２図の１０５）。
評価関数Ｊ２ ＝Σ（ＴＲ−ＴＲＳＥＴ ） ２・・・
・・・（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ＴＲＳＥＴ ）と、温度検出器７からの反応器１の
内部温度測定値（第３＠ＴＲ）により、評価関数Ｊ２を
求める。
・・・（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ＴＲＳＥＴ ）と、温度検出器７からの反応器１の
内部温度測定値（第３＠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
範囲内に入っているか否かを判定する（第２図の１０６
）。
範囲内に入っ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の範囲内に入っているとき（Ｊ２
≦ε）には、パターン固定信号を、また、評価関数Ｊ２
が閾値εの範囲内に入っていないとき（Ｊ２〉ε）には
パターン修正信号をジャケット温度パターン決定部１０
に出力する。
≦ε）には、パターン固定信号を、また、評価関数Ｊ２
が閾値εの範囲内に入っていないとき（Ｊ２〉ε）には
パターン修正信号をジャケッ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、ジャケ
ット温度パターンを固定する（第２図の１０７）。
ット温度パターンを固定する（第２図の１０７）。
ジャケット温度パターン決定部ｌＯで決定されたパター
ンを、変更することなくジャケッ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」−
述の１０３，１０４゜１０５．１０６の過程を繰り返す
。
ンを、変更することなくジャケッ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」−
述の１０３，１０４゜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、ジャケ
ット温度パターンを修正する（第２図の１０８）。
ット温度パターンを修正する（第２図の１０８）。
次回の反応器制御において、今回のジャケット温度測定
値にもとづき、ジャケッ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、範囲内に入っ
た場合には、上述したようにそのパターンを固定する。
値にもとづき、ジャケッ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、範囲内に入っ
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、ジャケット温度パターンをある程度固定し
て１反応器の内部温度を制御すると、反応器の昇温時に
オーバシュ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。
て１反応器の内部温度を制御すると、反応器の昇温時に
オーバシュ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、」１記実施例においては、ｌバッチにおける制御
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。
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、ＤＣ３（ディ
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。
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友応等を行
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ッチ式反応器
の温度制御だけでなく、原料および触媒を一定ｍｕで反
応器に張り込み、連続的に攪拌して反応させ、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。
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ッチ式反応器
の温度制御だけでなく、原料および触媒を一定ｍｕで反
応器に張り込み、連続的に攪拌して反応させ、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、オーバシュ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。
御を、オーバシュ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図はフローチャート、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：ジャケット７．８
：温度検出器 １Ｏ：ジャケット温度パターン決定部 ｌｌ：ジャケッ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
１図は実施装置の構成図、第２図はフローチャート、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：ジャケット７．８
：温度検出器 １Ｏ：ジャケット温度パターン決定部 ｌｌ：ジャケッ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 (3)
- （１）反応器の内部温度をジャケッ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、過去のジャケット温度測定値にもとづいて、ジャケ
ット温度パターンを求める過程。 ロ、上記ジャケット温度パターンによりジャケットの温
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、上記ジャケッ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、上記ジャケット温度パターンの温度
によってジャケット温度を制御する過程。 - （２）上記ジャケット温度パターンを、ジャケット温度
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、ジャケット
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 true JPS62197140A (ja) | 1987-08-31 |
| JPH0477614B2 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 (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 |
| JP2006272291A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Jgc Corp | 温度制御装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2639633B2 (ja) * | 1994-11-02 | 1997-08-13 | 轟産業株式会社 | 化学反応装置における熱交換面積調節式の反応熱制御機構 |
-
1986
- 1986-02-25 JP JP3942486A patent/JPS62197140A/ja active Granted
Cited By (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 |
| JP2006272291A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Jgc Corp | 温度制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0477614B2 (ja) | 1992-12-08 |
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