由于聚合反應是一個標準的二階過程，這類過程在升溫及初期反應階段的溫度控制存在著快速與很調的矛盾，如何實現以較快升溫速度把反應釜溫度提高到聚合反應所需要的溫度，并且不會發生溫度很調而產生副反應、影響產品質量，這是一個難以協調的矛盾。在聚合釜的溫度控制上國內普遍采用的控制方案是把釜內溫度與夾套溫度設計成一個串級控制回路，釜內溫度控制器(主環)的輸出作為夾套溫度控制器(副環)的給定，副環的輸出再去控制夾套的加熱閥和冷卻閥，這種傳統控制方案在升溫階段造成的溫度很調量往往大大高于產品質量所允許的范圍。實踐證明用常規控制策略是無法解決好這個矛盾的。

在本文中筆者把在多種聚合釜上采用動態拐點軟測量技術及重疊控制技術的應用情況介紹給同行。

在聚合釜上所采用的先進控制技術

我們以70立方米PVC聚合釜為例。在這個生產過程中我們期望達到的控制效果是：一方面在升溫時將加熱蒸汽閥全部打開以得到較小的升溫時間；另一方面實現從加熱到反應階段的無很調過渡，即通過實施先進的動態拐點軟測量技術和重疊控制技術來使釜內溫度在到達反應溫度時實現兩個目標： △T=0，d(△T)／dt=0，即溫度偏差和偏差變化率同時為0。

1．1動態拐點軟測量技術

動態拐點(TG)的定義：動態拐點是這樣一個時刻的釜內溫度值，在這個時刻把加熱介質切換為冷卻介質并實施合適的重疊控制時，在到達所生產型號的PVC設定溫度值 (TSP)時和此時的釜溫(TPv)之差滿足以下兩個條件：

AT=O，d(AT)／dt=O其中AT=TSP—TPV

設加熱介質溫度為TH，冷卻介質溫度為TC，則： TG=f(TH，TC，TPV，TSP，△T，d(△T)／dt，K1，K2，K3)

在動態拐點處將夾套中加熱介質切換為冷卻介質并實施科學的重疊控制算法，可使釜內溫度的控制精度達到0．3度以內，而且，基于這個拐點模型所實現的釜內溫度精度與產品型號、配方、冷熱介質的溫度變化、夾套和釜壁的清潔度變化等沒有關系，具有很好的重復性。但動態拐點本身會因加熱介質、冷卻介質、工藝配方、設備傳熱能力(導熱系數) 等的影響而變化。

1．2 釜溫重疊控制技術

重疊控制思想較早是由一個俄國科學家提出來的，我們將該理論應用在解決聚合釜溫度控制的問題上并獲得成功。分析可知：通過加熱而影響的聚合釜的盤管或夾套內的溫度對釜內溫度的影響是一個標準的二階響應過程，為了克服這個響應過程造成的聚合反應溫度的很調而達到△T=0，d(A T)／dt=0的目標，我們可以利用對冷卻介質的特殊操作即重疊控制來建立一個與上述相反的響應過程，這兩條曲線疊加的結果可以滿足A T=0，d(△ T)／dt=0，見圖2(粗線部分就是我們要達到的效果)：特別需要說明的是：為了保證釜內溫度的控制精度，對于釜內溫度計和夾套溫度計要選用熱響應時間常數小于或等于24秒的熱電阻溫度計。

結語

在從1一70立方米多種PVC反應釜上采用本技術后，都達到了如下控制效果：
（1)升溫時間和反應時間明顯減少，一般從減少十幾分鐘到半小時不等，單釜生產強度得到提高；
（2)由于釜內溫度控制精度從原來的R±2℃提高到R±0．3℃ ，副反應基本杜絕，產品的質量大大提高；工人的勞動強度大幅度降低。