本发明属于制冷机,具体的说是一种制冷加热恒温设备的控制系统及其控制方法。
背景技术:
1、反应釜是化工生产中用于进行化学反应的容器,它在制药、精细化工、聚合物和食品工业等众多领域中都有广泛的应用,反应釜内部一般配备有制冷设备和制热设备。
2、在化工化学反应过程中,物料温度是一个关键的生产工艺参数,例如,在盐类结晶、溶液分离、有机颜料及中间体加工中,温度控制尤为重要,制冷设备的选择:为了降低反应釜内物料的温度,需要采用合适的制冷设备。
3、目前在反应釜运行过程中出现高温进行冷却时,由于反应釜的热量传递较慢,即从发出温控指令到反应釜内的物料达到表面温度是需要一定的时间,导致经常会出现加热时间过长或者降低温度过高的问题。
4、为此,本发明提供一种制冷加热恒温设备的控制系统及其控制方法。
技术实现思路
1、为了弥补现有技术的不足,解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:本发明所述的一种制冷加热恒温设备的控制系统,包括
3、数据采集模块:所述数据采集模块用于采集反应釜反应过程中的实际温度值;
4、制冷模块:所述制冷模块用于向反应釜的夹套输入冷却介质;
5、加热模块:所述加热模块用于向反应釜的夹套输入导热介质;
6、所述数据分析模块用于分析反应釜反应过程中的实际温度值是否正常,具体的:
7、首先预先设定反应釜反应过程的连续温度期望值,并建立数据集,和期望线性图;
8、预先设定在时间下最低温度阈值、最高温度阈值,当前时间温度值;
9、若,则控制加热模块向反应釜夹套内输入导热介质的速率增大;
10、若<,则控制加热模块向反应釜夹套内输入导热介质的速率匀速;
11、若<<,则控制制冷模块向反应釜夹套内输入冷却介质的速率匀速;
12、若,则控制制冷模块向反应釜夹套内输入冷却介质的速率增大。
13、所述当前时间下反应釜反应过程的温度值的具体计算方式为:
14、
15、其中:为当前时间下反应釜反应过程的温度值;
16、为反应物中不同高度处的温度总和平均值;
17、为反应釜内不同高度处的温度总和平均值;
18、是反应物不同高度的温度总和平均值与期望平均值的偏差;
19、是反应釜内不同高度处的温度总和平均值与期望平均值的偏差。
20、优选的,所述反应釜内不同高度处的温度总和平均值具体计算方法为;
21、
22、其中,为反应物不同高度的温度总和平均值;
23、为反应釜内部接触温度传感器数量;
24、为反应物液面上温度传感器数量;
25、为当前时间从上到下其中一个温度传感器的温度差值。
26、优选的,所述数据采集模块还用于采集当前时间下反应物中不同高度处的温度总和:
27、并根据公式计算:
28、
29、其中,为当前时间下反应物中不同高度处的温度总和;
30、是当前时间下不同高度处传感器的温度数值;
31、预先设定当前时间下反应物中不同高度处的温度总和的最高温度阈值和最低温度阈值;
32、若>,且,则控制制冷模块向反应釜夹套内输入冷却介质的速率增大的同时并控制反应釜内部搅拌速率增大;
33、若<,且,则控制加热模块向反应釜夹套内输入导热介质的速率增大的同时并控制反应釜内部搅拌速率增大。
34、优选的,所述数据采集模块还用于采集在时间下反应釜内部压力值,所述数据分析模块包括报警单元;
35、预先设定在时间下反应釜内部压力最高阈值和压力最低阈值;
36、若>,且,则控制制冷模块向反应釜夹套内输入冷却介质的速率增大的同时并控制反应釜泄压阀打开;
37、若<,则报警单元发出警报。
38、优选的,所述在时间下反应釜内部压力值的具体计算方法为;
39、
40、其中,是反应釜中气体摩尔数;
41、是理想气体常数;
42、是反应釜中气体体积。
43、优选的,所述数据采集模块还用于采集反应物输入反应釜中的物料重量;
44、若<,则报警单元发出警报,且数据分析模块控制反应物继续向反应釜内部通入物料。
45、所述数据采集模块还用于采集在下一段时间下反应釜内部压力值;
46、若<,则报警单元发出警报,且数据分析模块控制反应釜停止运行。
47、优选的,一种制冷加热恒温设备的控制方法,包括以下步骤:
48、s1、反应釜在正常运行时,若反应物在反应过程中获取的实际温度值小于最低温度阈值,则说明加热模块按照此种速率加热下,反应物的温度已经无法达到所需的期望曲线,因此此时需要加热模块向反应釜夹套内输入导热介质的速率增大;
49、s2、若反应物在反应过程中实际温度值位于最低温度阈值和当前期望温度值之间,则说明加热模块按照此种速率加热下,反应物的温度可以达到所需的期望曲线,因此只需要加热模块向反应釜夹套内输入导热介质的速率匀速即可;
50、s3、若反应物在反应过程中实际温度值位于当前期望温度值和最高温度阈值之间,则说明冷却模块按照此种速率冷却下,反应物的温度可以达到所需的期望曲线,因此只需要冷却模块向反应釜夹套内输入冷却介质的速率匀速即可;
51、s4、若反应物在反应过程中获取的实际温度值大于最高温度阈值,则说明冷却模块按照此种速率冷却下,反应物的温度已经无法达到所需的期望曲线,因此此时需要冷却模块向反应釜夹套内输入冷却介质的速率增大。
52、优选的,所述反应釜内设置有夹套,夹套内流通有导热油,高温蒸汽或冷却介质。
53、本发明的有益效果如下:
54、1.本发明所述的一种制冷加热恒温设备的控制系统及其控制方法,通过数据模块的智能控制,可以根据反应釜内部温度出现问题之前便可进行调节,避免由于反应釜的热量传递较慢,从发出温控指令到反应釜内的物料达到表面温度是需要一定的时间,导致其对温度调节过程中,会出现加热时间过长或者降低温度过高的问题,有利于反应物的化学反应。
55、2.本发明所述的一种制冷加热恒温设备的控制系统及其控制方法,若反应物在搅拌过程中,出现局部过冷或者过热时,可能会导致反应物中某些物质溶解度变化,从而引起沉淀,在出现沉淀时,沉淀会在反应釜中形成隔热层,导致热量传递受阻,造成局部区域温度过低或者过高,反应物中不同高度处的温度总和会出现异常,若反应物还是跟随数据分析模块的搅拌速度下,反应物料的沉淀难以去除,因此需要增大反应釜的搅拌速率,提高反应釜内流体的湍流度,提高热传递效率,避免出现局部区域过热或者过冷的问题。
56、3.本发明所述的一种制冷加热恒温设备的控制系统及其控制方法,若在其中某一个时间下反应釜内部压力值小于压力最低阈值时,此时可能表明反应釜内物料量不足,需要控制反应物继续通料,此时控制反应釜的反应物继续进料以提高反应釜内部压力,方便反应物自身的反应。
1.一种制冷加热恒温设备的控制系统,其特征在于:包括
2.根据权利要求1所述的一种制冷加热恒温设备的控制系统,其特征在于:所述反应釜内不同高度处的温度总和平均值具体计算方法为;
3.根据权利要求2所述的一种制冷加热恒温设备的控制系统,其特征在于:所述数据采集模块还用于采集当前时间下反应物中不同高度处的温度总和:
4.根据权利要求3所述的一种制冷加热恒温设备的控制系统,其特征在于:所述数据采集模块还用于采集在时间下反应釜内部压力值,所述数据分析模块包括报警单元;
5.根据权利要求4所述的一种制冷加热恒温设备的控制系统,其特征在于:所述在时间下反应釜内部压力值的具体计算方法为;
6.根据权利要求5所述的一种制冷加热恒温设备的控制系统,其特征在于:所述数据采集模块还用于采集反应物输入反应釜中的物料重量;
7.根据权利要求5所述的一种制冷加热恒温设备的控制系统,其特征在于:所述数据采集模块还用于采集在下一段时间下反应釜内部压力值;
8.一种制冷加热恒温设备的控制方法,其特征在于:包括以下步骤:
9.根据权利要求8所述的一种制冷加热恒温设备的控制方法,其特征在于:所述反应釜内设置有夹套,夹套内流通有导热油,高温蒸汽或冷却介质。
