脉冲萃取柱参数测量在过程控制中的应用技术研究

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本论文主要研究脉冲萃取柱参数的在线稳定测量与脉冲萃取柱系统建模，进而使用发展成熟的控制方法控制脉冲萃取柱的萃取过程。目前化工工业过程中普遍采用脉冲萃取柱进行有毒有害废液的萃取。对于工业废液处理的萃取过程，其恶略的就地操作环境和废液的毒性，决定了生产过程的安全性以及操作人员的安全防护，成为首要题目。只有通过提高远程在线监控的自动化程度，才能够使操作人员远离高危的环境，同时保证操作过程的平稳运行。脉冲萃取柱常采用吹气法测量柱重、水相密度、有机密度以及相界面等参数，但是由于脉冲的影响，使得这些参数波动很大，以至于无法进行正常的测量。另一方面，萃取过程在化工工业的应用又决定了该过程控制研究是一个十分重要的领域，要保持技术领先，增加与国外同行的竞争实力，仅依靠技术引进是远远不够的，更主要的是应该通过深入研究掌握萃取过程控制的规律性，结合我国工业废液处理的实际情况，开发出具有针对性的实用控制方法。本论文针对脉冲萃取柱萃取过程控制中遇到的技术难题，通过理论分析和实验研究，提出一种气信号滤波（气容+气阻）的方案，设计由气容和气阻构成的阻尼器，加装在吹气仪表导压管上，消除打脉冲对于脉冲萃取柱吹气仪表测量的干扰，实现了对于脉冲萃取柱主要特性参数的稳定测量。并以此为基础采用最小二乘法辨识被控对象的传递函数模型。针对不同工况条件下的辨识模型，设计相应的PID控制器。在实际运行时，根据工况条件进行控制器的切换，实现萃取过程的多模型自适应控制。最后通过在实验系统中测试，验证控制方案的有效性。