1、选题的目的和意义

1.1选题的目的

毕业设计是完成教学任务并且达到本科培养目标的重要环节，是从学校通往社会的最后一关，也是相当于给自己所学知识的一个总结。光背下知识并不不能实现多大价值，只有会系统的运用知识，才能体现知识的力量，才能解决实践生产中产生的问题，毕业设计的目的就是让我们具备以下能力：

（1）毕业设计让我们回顾以前学过的知识，使我们学到的知识得到加深，并进行整理提炼，锻炼我们运用所学知识的能力，让我们更加熟练地去运用知识来解决实际生产中出现的问题。

（2）使我们具备独立的完成一项课题的能力，培养我们综合分析问题的能力，提高组织管理、社交能力和毕业生全面素质，对研究和实验成果做个全面的总结。

（3）全面检验了我们的综合素质和工程实践能力，深化了学习并且拓宽了知识面，是所学知识得到综合运用，增强了我们的事业心和责任心，对设计过程有较为全面的认识，熟悉了规范、流程和国家标准。

1.2选题的意义

化工生产的核心设备就是反应器，它有多种型式，其中有塔式、管式和釜式最为普遍。其中占有相当重要地位的就是釜式，例如医药、食品、试剂、合成材料及染料等工业生产中，反应釜被普遍使用作为主要的反应设备。

2、国内外研究现状及发展

在化工行业中，反应釜是化学合成中主要的实现化学反应设备，其中，以极大限度的降低因为温度控制误差造成产品质量问题的风险尤为重要。关于自动温度控模块国内企业一般不愿投入，因为投入成本太大【1】。为了符合现在化工生产的发展要求，现在要把温度控制问题作为重点关注，从而达到化工生产的要求。就目前状况，在反应釜对生产温度进行控制时，把冷却水、热水阀门作为调控工具，并通过不断均匀搅拌物料来作为辅助方法控制温度，以此保证温度的均匀性。为了保证最佳生产工艺状态、满足工艺要求，在工艺提升温度阶段，可以将已加热到既定反应温度基础上的多余热量转移，来保持温度恒定的运行空间【2】。对于一般的反应釜温度控制，通过简易的PID单回路调节就行，主要包括：执行调节机构、检测变送装置、被控对象（反应釜）和控制装置（DCS）四大部分【3】。其中自适应模糊PID控制器具有较好的专家控制性能，能通过控制规则来判断模拟现场情况然后执行控制，但建立模糊规则需要一定的实际经验，并需要一定的技巧来调节模糊参数，人为主观性在很大程度上影响了控制效果，很难达到理想状态【4】。模糊自适应PID控制器的串级控制可以克服的反应器系统的纯滞后特性，并具有良好的动态特性和稳态特性【5】。利用PLC系统功能实现了该算法，充分利用了PLC控制系统的灵活性、可靠性和较强的抗干扰能力等特点【6】。传统的PID控制由于其控制参数难以调节，无法很好地调节其工作条件的变化【7】。根据IMC、ITAE和C-C设计的不同的三种PID和PD控制器，试验结果显示PD控制器具有更佳的性能，系统的自积分性质是主要原因。因此，模糊逻辑的控制器便成为了主要的研究方向【8】。在保证反应器压力安全的前提下，结合模糊控制和传统PID控制，使反应釜内的温度满足工艺要求，尽可能提高主要产品的转化率。从仿真结果可以看出，智能模糊控制比传统PID控制性能更好。在传统的反应过程中，提高温度难以控制的情况具有指导意义【9】。作为一种新型的自动控制装置，可编程控制器(PLC)以其高可靠性而受到广大技术人员的青睐【10】。灵活方便的编程，新型PLC指令丰富、灵活。编程，它可以实现各种复杂的控制算法。ITS的组合内置的软件模块和特殊的指令可以大大简化用户程序【11】。现在国内企业一般温度监控系统大都采用PLC与组态软件组成，因为现场温度信号收集点多且复杂，线路布置困难、易老化、成本高【12】。国外大都通过设计模糊控制算法和PID去调节反应釜的温度【13】。2000年后，国内也开始研究一些只能控制算法应用在反应釜控制系统中【14】。反应釜超级监系统具有强大的数据处理能力和图像显示能力，可以通过数据传输到下位机进行控制。方便地实现了对反应釜生产过程的实时监控【15】。超声波反应釜监控系统采用嵌入式技术，包括三层控制单元：ARM中央控制层、PC控制层和底层CAN智能控制单元。将linux操作系统移植到ARM处理器上作为软件平台，通过实际的硬件配置和软件设计，证明该系统能够有效、准确地监控超声波r的参数【16】。在反应釜中，要在投放物料环节中制定相应的规避危险有害因素的操作规程【17】。原料是储罐通过重量计量或容积式流量后向反应釜投料【18】。PLC的定量加料控制系减少了项目投资成本，降低了劳动强度【19】。目前天津石化PET 装置酯化反应釜主要采用浮筒液位计进行液位控制调节，压差液位计作为参考值【20】。