| 主权项 |
一种基于双换热器的CSTR温度容错控制方法，所述CSTR(9)内部设置有盘管换热器(6)，所述CSTR(9)外部设置有夹套换热器(7)，所述盘管换热器(6)的载热介质入口处连接有盘管载热介质输入管(11)，所述盘管载热介质输入管(11)上设置有用于对流入盘管换热器(6)中的载热介质流量进行调节的盘管流量调节阀(3)，所述夹套换热器(7)的载热介质入口处连接有夹套载热介质输入管(10)，所述夹套载热介质输入管(10)上设置有用于对流入夹套换热器(7)中的载热介质流量进行调节的夹套流量调节阀(5)，所述CSTR温度容错控制方法包括温度控制器(1)和与温度控制器(1)的输出端连接的盘管流量控制器(4)，所述温度控制器(1)的输入端接有用于对CSTR(9)的实际反应温度进行实时检测的温度检测装置(2)，所述盘管流量调节阀(3)与温度控制器(1)的输出端连接，所述夹套流量调节阀(5)与盘管流量控制器(4)的输出端连接；该方法采用的系统还包括容错控制器(8)以及与容错控制器(8)输出端连接的故障报警器(12)和故障信息显示器(13)，所述容错控制器(8)的输入端接有用于对流入盘管换热器(6)中的载热介质流量进行实时检测的盘管流量检测装置(14)和用于对流入夹套换热器(7)中的载热介质流量进行实时检测的夹套流量检测装置(15)，所述盘管流量检测装置(14)设置在盘管载热介质输入管(11)上，所述夹套流量检测装置(15)设置在夹套载热介质输入管(10)上，所述温度控制器(1)和盘管流量控制器(4)均与容错控制器(8)相接，所述温度检测装置(2)与容错控制器(8)的输入端连接；其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、温度检测装置(2)对CSTR(9)的实际反应温度进行实时检测，并将所检测到的CSTR实际反应温度信号T<sub>P</sub>(t)实时传输给温度控制器(1)和容错控制器(8)；步骤二、温度控制器(1)对CSTR实际反应温度信号T<sub>P</sub>(t)进行实时采集，并通过差值比较器对CSTR实际反应温度信号T<sub>P</sub>(t)与CSTR温度设定值T<sub>S</sub>进行差值比较得出温度偏差信号e(t)；然后，温度控制器(1)对温度偏差信号e(t)进行分析处理，得出对流入盘管换热器(6)中的载热介质流量进行控制的控制信号u<sub>T</sub>(t)，并发送给盘管流量调节阀(3)、盘管流量控制器(4)和容错控制器(8)；步骤三、所述盘管流量调节阀(3)根据温度控制器(1)发送给其的对流入盘管换热器(6)中的载热介质流量进行控制的控制信号u<sub>T</sub>(t)调节开度，实现对流入盘管换热器(6)中的载热介质流量的控制，由盘管换热器(6)对CSTR的温度进行快速控制，使得温度偏差信号e(t)迅速减小并趋于0；同时，盘管流量检测装置(14)对盘管换热器(6)中的载热介质流量进行实时检测，并将所检测到的盘管换热器载热介质流量Q<sub>C</sub>(t)实时传输给容错控制器(8)；夹套流量检测装置(15)对夹套换热器(7)中的载热介质流量进行实时检测，并将所检测到的夹套换热器载热介质流量Q<sub>J</sub>(t)实时传输给容错控制器(8)；步骤四、通过盘管流量控制器(4)和夹套流量调节阀(5)对流入夹套换热器(7)中的载热介质流量进行控制，进而实现对流入盘管换热器(6)中的载热介质流量进行相应调整的目的，具体过程如下：步骤401、盘管流量控制器(4)接收温度控制器(1)发送给其的控制信号u<sub>T</sub>(t)并通过差值比较器对控制信号u<sub>T</sub>(t)与盘管换热器(6)载热介质流量设定值Q<sub>CS</sub>进行差值比较得出盘管换热器(6)载热介质流量偏差信号e<sub>CQ</sub>(t)；然后，盘管流量控制器(4)对盘管换热器(6)载热介质流量偏差信号e<sub>CQ</sub>(t)进行分析处理，得出对流入盘管换热器(6)中的载热介质流量进行控制的控制信号u<sub>CQ</sub>(t)，并发送给夹套流量调节阀(5)和容错控制器(8)；步骤402、所述夹套流量调节阀(5)根据盘管流量控制器(4)发送给其的对流入盘管换热器(6)中的载热介质流量进行控制的控制信号u<sub>CQ</sub>(t)调节开度，实现对流入夹套换热器(7)中的载热介质流量的控制，由夹套换热器(7)逐渐替代盘管换热器(6)的换热负荷变化，使得盘管换热器(6)载热介质流量偏差信号e<sub>CQ</sub>(t)逐渐趋于0，即使得对流入盘管换热器(6)中的载热介质流量进行控制的控制信号u<sub>T</sub>(t)逐渐等于盘管换热器(6)载热介质流量设定值Q<sub>CS</sub>，进而实现对流入盘管换热器(6)中的载热介质流量进行控制的目的；同时，盘管流量检测装置(14)对盘管换热器(6)中的载热介质流量进行实时检测，并将所检测到的盘管换热器载热介质流量Q<sub>C</sub>(t)实时传输给容错控制器(8)；夹套流量检测装置(15)对夹套换热器(7)中的载热介质流量进行实时检测，并将所检测到的夹套换热器载热介质流量Q<sub>J</sub>(t)实时传输给容错控制器(8)；步骤五、容错控制器(8)将其接收到的CSTR实际反应温度信号T<sub>P</sub>(t)与CSTR温度设定值T<sub>S</sub>进行比对，当T<sub>P</sub>(t)＝T<sub>S</sub>时，返回步骤一，否则，当T<sub>P</sub>(t)≠T<sub>S</sub>时，执行步骤六；步骤六、容错控制器(8)将其接收到的盘管换热器载热介质流量Q<sub>C</sub>(t)与对流入盘管换热器(6)中的载热介质流量进行控制的控制信号u<sub>T</sub>(t)和盘管换热器载热介质最大流量Q<sub>CMax</sub>进行比对，并将其接收到的夹套换热器载热介质流量Q<sub>J</sub>(t)与对流入盘管换热器(6)中的载热介质流量进行控制的控制信号u<sub>CQ</sub>(t)和夹套换热器载热介质最大流量Q<sub>JMax</sub>进行比对；得出比对结果并分以下两种情况进行控制操作：情况一、当u<sub>CQ</sub>(t)≠Q<sub>J</sub>(t)、u<sub>T</sub>(t)＝Q<sub>C</sub>(t)且Q<sub>J</sub>(t)≤3％Q<sub>JMax</sub>时，说明夹套换热器(7)出现了断流故障，此时，容错控制器(8)控制故障报警器(12)输出夹套换热器(7)故障的报警信号，并控制故障信息显示器(13)显示夹套换热器(7)出现了断流故障的信息，同时，温度控制器(1)对CSTR实际反应温度信号T<sub>P</sub>(t)进行实时采集，并通过差值比较器对CSTR实际反应温度信号T<sub>P</sub>(t)与CSTR温度设定值T<sub>S</sub>进行差值比较得出温度偏差信号e(t)；然后，温度控制器(1)对温度偏差信号e(t)进行分析处理，得出对流入盘管换热器(6)中的载热介质流量进行控制的控制信号u<sub>T</sub>(t)，并发送给盘管流量调节阀(3)，所述盘管流量调节阀(3)根据温度控制器(1)发送给其的对流入盘管换热器(6)中的载热介质流量进行控制的控制信号u<sub>T</sub>(t)调节开度，实现对流入盘管换热器(6)中的载热介质流量的控制，由盘管换热器(6)对CSTR的温度进行快速控制，使得温度偏差信号e(t)迅速减小并趋于0；情况二、当u<sub>CQ</sub>(t)＝Q<sub>J</sub>(t)、u<sub>T</sub>(t)≠Q<sub>C</sub>(t)且Q<sub>C</sub>(t)≤3％Q<sub>CMax</sub>时，说明盘管换热器(6)出现了断流故障，此时，容错控制器(8)控制故障报警器(12)输出盘管换热器(6)故障的报警信号，并控制故障信息显示器(13)显示盘管换热器(6)出现了断流故障的信息，同时，容错控制器(8)输出控制温度控制器(1)停止控制盘管流量调节阀(3)的控制信号给温度控制器(1)，并输出将盘管流量控制器(4)调整为系数为1的比例环节的控制信号给盘管流量控制器(4)，温度控制器(1)接收到停止控制盘管流量调节阀(3)的控制信号后，对CSTR实际反应温度信号T<sub>P</sub>(t)进行实时采集，并通过差值比较器对CSTR实际反应温度信号T<sub>P</sub>(t)与CSTR温度设定值T<sub>S</sub>进行差值比较得出温度偏差信号e(t)；然后，温度控制器(1)对温度偏差信号e(t)进行分析处理，得出对流入夹套换热器(7)中的载热介质流量进行控制的控制信号u<sub>T</sub>’(t)，并通过盘管流量控制器(4)发送给夹套流量调节阀(5)，所述夹套流量调节阀(5)根据盘管流量控制器(4)发送给其的对流入夹套换热器(7)中的载热介质流量进行控制的控制信号u<sub>T</sub>’(t)调节开度，实现对流入夹套换热器(7)中的载热介质流量的控制，由夹套换热器(7)单独承担全部换热负荷，进而实现对CSTR温度T<sub>P</sub>(t)进行控制，并保持在CSTR温度设定值T<sub>S</sub>的目的。 |
