环氧丙烷工艺过程自控系统研究

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1、山东大学硕士学位论文环氧丙烷工艺过程自控系统研究姓名：李红艳申请学位级别：硕士专业：控制工程指导教师：曹玉强20060420山东大学硕士学位论文中文摘要环氧丙烷(PropyleneOxide，PO)是丙烯的主要衍生物之一，是一种重要的有机化工原料，被广泛用于化工、轻工、医药、食品、纺织等行业。目前工业上环氧丙烷生产技术主要有氯醇法和间接氧化法，我国环氧丙烷的生产基本都是采用氯醇法，其主要的优点就是工艺成熟、流程短、操作弹性大、收率高、对原料丙烯的纯度要求不高、生产安全。环氧丙烷生产设备、工艺复杂，涉及

2、参数上千个，需要控制的回路繁多、控制精度要求高生产环境恶劣，必须采用自动控制技术。环氧丙烷生产装置要发挥装置的功能，优质、高效地生产出合格的产品，很大程度上取决于环氧丙烷生产装置的自动控制系统性能的好坏，所以充分运用自动控制技术、计算机技术和通讯技术建立一个完善的连续生产过程自动控制系统，是本文所要研究的主要内容。本文以山东东大化学工业集团公司的环氧丙烷生产装置为研究对象．论文第一章介绍了环氧丙烷的化学反应机理、主要的工艺流程和生产装置。第二章针对该装置目前所存在的问题进行了深入分析研究，新建的环氧丙

3、烷装置的自动控制系统，应克服原控制系统中的缺点，将先进控制技术引入到环氧丙烷控制系统中，使自控系统的控制更科学、更合理。对“氯醇化反应器的丙烯与氯气的比值调节系统”，“皂化反应工序中的热量控制系统”提出了改进的控制方案。对于环氧丙烷这样复杂的、大型的、连续的生产过程的自动控制，集散控制系统无疑是最佳选择．集散控制系统(DCS)吸取和继承了常规仪表的控制分散和单元组合的优点，又发挥了计算机控制的监视集中和使用灵活的长处，具有性能优越、使用灵活和可靠性高的特点。论文第三章介绍了德国ABB公司DCS的功能特

4、点，并且采用ABB公司的IndustrialITDC$控制装置实现了环氧丙烷工艺过程的自动控制。论文第四章研究了基于神经网络的自适应PID控制算法及其在环氧丙烷自控系统中的应用。常规PID参数自整定方法应用于一般被控对象时，能够获得良好的控制效果，但是在过程控制系统中，对于越来越复杂的被控对象，尤其当对象山东大学硕士学位论文发生变化或者突发大的外来扰动时，传统PID控制算法往往无法达到期望的控制效果．为解决此问题，提出一种基于RBF神经网络的微分先行PID参数自整定算法，利用人工神经网络间接的实现PI

5、D控制，使传统PID控制能够继续发挥其在过程控制中的良好作用．因氯醇法环氧丙烷生产装置氯醇化工序中的丙烯蒸发器具有较大的非线性，本文采用RBF神经网络作为辨识器，对所得到的数据进行归一化处理，然后利用处理后的数据建立了F_P模型，并据此模型进行了PID自适应控制算法的仿真研究，得到了较好的仿真结果。仿真结果表明，PID自适应控制方法可以成功地解决装置中现有的控制问题，并取得良好的效果。关键词：Ⅱ环氧丙烷集散控制系统神经网络自适应PID控制山东大学硕士学位论文ABSTRACTPropyleneOxide

6、(P0)，theimportantorganiccompoundmaterial，isoneofmainpropylenederivatives，widelyusedinthefieldsofchemicalindusUy,lightindustry,medicine,foodstult,textileandSOOn．AtPresent,theproducciontechnologyofPOisSynthesisofPropyleneOxide胁lhpyleneC蛆orohydriusandindir

7、ectcombustion．Inourcounuy,theSynthesisofPropyleneOxidefromPropyleneChlorohydriusisUSed，whichisripertechniques,fewertechnologicalprocess,easyoperation,hi曲efficiencyandsaferprocess,especiallythetechnologydoesn'tneedhighpurityofpropylene．DIⅡingtheproductio

8、nprocessofPOtheautomatictechnologymustbeusedbecausemanyparametersaremvolved,manyloopsareneededandthehighcontrolprecisionisneeded．Atthesainetime，thegoodproductrestswiththeoperationofautomaticsystem,Therefore，thecontinuousautomatic