摘要：通过对PVC 30m3聚合釜反应升温、过渡、恒温工艺及控制要求的分析，建立了温度自动控制模型，并在WebField JX-300X DCS系统的图形化组态平台上实现了该模型www.cechina.cn，并根据实际效果对控制方案进行了优化。通过该模型的应用较好地解决了釜温平稳过渡的问题，提高了模型克服工况变化的适应性，使得产品质量得到稳步提高。本文还例举了调试过程中应注意的要点。
　　关键词：30m3聚合釜、控制模型、拐点、ST语言编辑器、变PID控制、JX-300X
　　一、 引言
　　氯乙烯单体进入聚合釜进行聚合反应是聚氯乙稀生产的核心环节，其生产控制水平对最终PVC树脂质量和生产安全有至关重要的影响。金路树脂有限公司是一家有着30多年厂龄的树脂生产企业，目前公司旧生产线仍有14台30m3聚合釜在正常生产，采用的是夹套蒸汽升温带动釜料升温的方式，而反应从升温、过渡到恒温三个阶段是聚合釜控制的三个关键过程。
　　30m3聚合釜工序建于1995年，最初采用通用化工THK控制系统CONTROL ENGINEERING China版权所有，该系统遵循STD总线标准CONTROL ENGINEERING China版权所有，采用MS-DOS操作系统作为组态运行平台，硬件配置为CPU卡、显示键盘卡、系统支持卡、多功能存贮卡

，以及外围I/O功能卡组成。虽然该系统在80年代及90年代初期具有一定的先进性，但随着生产管理控制要求的提高，其种种不适应性也逐渐显现出来，如安全可靠性不高，控制设备陈旧已无备品备件支持，维护量大，扩展开发性能低，组态较为复杂等。为了提高30m3聚合釜工艺自动化水平，减轻操作强度和维护量，提高整个装置可靠性，我公司于2003年采用中控JX-300X DCS集散控制系统对30m3聚合工序进行编程组态控制。本文着重于分析30m3聚合釜工艺釜温控制要求，建立合理的控制模型并成功应用于实践的过程。
　　二、 工艺过程和控制要求
　　PVC生产过程为纯水与氯乙烯单体加入聚合釜充分混合后加入助剂，通过对夹套升温，间接使釜温升高到设定反应温度，并保持釜温恒定www.cechina.cn，直至反应结束。其中控制的关键点之一是对釜温的控制，而PVC的聚合釜温度控制具有滞后大、模型阶次高、动态响应慢的特点，并且不同的反应阶段如升温、过渡、恒温有不同的控制方案和控制目标。升温阶段由于物料在助剂作用下已开始反应，所以要求夹套升温快速，热传导速率高，釜温应尽快接近设定反应温度，以利于最终树脂质量稳定；过渡阶段要求釜温在较短的时间内平稳过渡到恒温阶段后而不引起釜温控制超调或振荡；恒温阶段要求釜温恒定在设定值，偏差在±0.2℃以内，能克服外界干扰。其工艺流程示意图见图1 。

　　图1 温度控制示意图

　　三、 控制模型的建立
　　1. 升温阶段
　　升温阶段控制较为简单，只需要关闭夹套冷水调节阀，打开蒸汽切断阀。夹套水在强制循环泵作用下在混合器内与蒸汽混合后升温进入夹套循环，此过程将使夹套温度升至90℃左右，带动釜温以固定的斜率匀速上升，蒸汽阀关闭条件为釜温达到设定拐点温度。
　　2.过渡阶段
　　釜温过渡阶段控制是一个难点。由于釜温已接近设定反应温度，开始了放热反应，因此既要带走多余的夹套热，又要带走聚合过程反应热，从而找到吸热和放热的平衡点，实现釜温平稳过渡到恒温阶段。这也是判定整个模型控制效果好坏的关键标志。
　　最初的控制方案为夹套温度单回路调节，间接控制釜温。（控制方案见图2）。

　　图2 过渡过程控制方案

　　夹套温度设定值由计算得出：
　　在釜温到达拐点时计算夹套设定值变化斜率
　　K=(夹套温度Tn－平衡温度Tp)/( 釜温设定值Sv－拐点温度Tg)  ·······（1）                                   
　　在进入过渡阶段后，根据釜温与恒温阶段釜温设定值实时偏差计算夹套温度设定值
　　S＝（釜温设定值Sv－釜温Tw）*K＋平衡温度Tp              ······（2）                 
　　由（1）、（2）计算式可看出控制工程网版权所有，过渡阶段夹套设定值与平衡温度、拐点温度