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制藥廠酯化車間溫度控制系統(tǒng)案例

制藥廠

2022-09-26 12:41:19

         制藥廠酯化車間溫度控制系統(tǒng)案例           


項(xiàng)目概況


該制藥公司根據(jù)藥監(jiān)局要求,需要將酯化車間的生產(chǎn)過(guò)程由手動(dòng)控制改為自動(dòng)控制,以提高酯化效果及生產(chǎn)過(guò)程的安全性。


項(xiàng)目有兩個(gè)用于酯化反應(yīng)的反應(yīng)釜,一座20米高的水塔和一座15米高的水塔提供冷卻用水,燃?xì)忮仩t提供蒸汽為反應(yīng)釜加熱。

制藥廠PLC控制 (5).png

項(xiàng)目難點(diǎn)


1、酯化反應(yīng)屬于化學(xué)反應(yīng),溫度若受脫離控制,則溫度會(huì)呈幾何級(jí)數(shù)上升只需幾分鐘就會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)釜冒罐藥液與松節(jié)油的混合物流出,此液體易燃易爆,一旦流出碰到火星很可能出現(xiàn)人員傷亡。因此溫度必須在可控范圍內(nèi)逐漸升高。


2、酯化反應(yīng)過(guò)程中隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)的劇烈程度是由慢到快在到慢變化的,而控制的目標(biāo)溫度也是需要逐漸提高的,因此不能用單一的控制參數(shù)進(jìn)行控制。

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設(shè)備配置


反應(yīng)釜兩套、冷卻塔兩個(gè)、蒸汽鍋爐、PLC控制柜、溫度傳感器、調(diào)節(jié)閥、開(kāi)關(guān)閥、冷干機(jī)、空壓機(jī)等。

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溫控工藝流程

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啟動(dòng)攪拌機(jī)→投料→管內(nèi)溫度小于35℃時(shí)加蒸汽→罐內(nèi)溫度大于等于45℃時(shí)開(kāi)始加冷卻水,控制溫度以每分鐘約0.1℃緩慢上升至90℃,

用時(shí)約7小時(shí)→罐內(nèi)溫度等于90℃,打開(kāi)蒸汽閥時(shí)溫度迅速上升到96℃并穩(wěn)定在96℃半小時(shí)→放料→停止攪拌機(jī)→結(jié)束。

 


溫控系統(tǒng)分析

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此控制系統(tǒng)中重要的傳感器為溫度傳感器,一但測(cè)溫不準(zhǔn)將直接影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行,甚至發(fā)生生產(chǎn)事故。

故用了每個(gè)反應(yīng)釜采用兩個(gè)溫度計(jì)取平均值,在其中一個(gè)出現(xiàn)故障時(shí),給出故障提示,并自動(dòng)將溫度示值切換為好的溫度計(jì)。

此系統(tǒng)中重要的執(zhí)行器是冷卻水調(diào)節(jié)閥,一但出現(xiàn)溫度失控所有調(diào)節(jié)閥必須馬上全開(kāi)進(jìn)行降溫。

 

控制過(guò)程

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在對(duì)控制系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)這種需要隨時(shí)調(diào)整目標(biāo)值的控制系統(tǒng)很難用單一的PID控制參數(shù)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的溫度進(jìn)行控制,通過(guò)反復(fù)觀察,控制過(guò)程分為七個(gè)階段,每個(gè)階段使用不同的PID參數(shù)進(jìn)行控制,基本符合控制要求。


溫度自控系統(tǒng)小結(jié)


雖然系統(tǒng)目前已經(jīng)能正常運(yùn)行,但是控制效果并不是特別理想。造成此問(wèn)題的主要原因?yàn)椋赫{(diào)節(jié)閥選用的口徑太大,在供水要求較小的時(shí)候很難開(kāi)到合適的大小。我們建議制藥廠更換實(shí)際流量的調(diào)節(jié)閥,提高溫控系統(tǒng)的精確度。


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