一、前言
聚氯乙烯樹脂（PVC）是我國重要的有機合成材料，其產品具有良好的物理性能和化學性能，廣泛用于工業、建筑、農業、日用生活、包裝、電力、公用事業等領域。
PVC生產過程為間歇式分階段遞進模式，若采用計算機控制技術對PVC聚合過程進行實時自動控制，不但能解決人工手動操作控制效果差的問題，而且可減輕操作人員的勞動強度，提高自動化水平、穩定生產。DCS系統的日益完善為PVC聚合反應自動控制的實現提供了極大的便利。

二、生產工藝簡介
PVC的聚合基本方法有四種：懸浮聚合、乳液聚合、本體聚合和溶液聚合，目前我國主要采用懸浮法生產PVC。本文主要介紹懸浮法生產工藝的控制解決方案。
懸浮聚合的工藝流程圖如下：

三、行業現狀
目前國內懸浮法PVC生產廠家經過幾十年的消化和吸收國外的技術，先后研制成功了13 M3、30M3、48M3和70M3等懸浮法PVC生產裝置。浙大中控等國內知名DCS廠商積極和國內部分PVC生產廠商合作，利用自身控制技術的優勢，將大釜技術小釜化，積極推廣小釜的密閉進料、釜底注水、全自動批量控制等先進技術，在西化、株化和福二化等廠家獲得成功。

四、控制難點
PVC生產一般要求控制系統必須具有批量管理功能，實現配方的管理和順序生產過程的調度，具有功能強大和豐富的人機對話功能、故障處理機制、多個反應釜間的任務分配和協調管理功能、設備管理功能和事故緊急處理等。對自動加料的控制精度和穩定性、快速升溫和平穩過渡，聚合反應溫度控制等也有很高的要求。

五、控制方案及實現
PVC聚合裝置自動控制系統由以下幾個子系統組成：
1. 聚合釜進料控制；
2. 聚合釜溫度控制；
3. 聚合釜釜底注水控制；
4. 自動出料及回收系統控制。

部分控制流程圖畫面如下：







上述子系統中，聚合釜進料控制采用批量自動控制，聚合釜溫度采用自動控制，由于控制方案比較復雜，無法用常規控制方案實現，因此我們采用浙大中控 DCS上的控制算法組態語言（自定義SCX語言）實現。

5.1 聚合釜溫度控制方案
PVC聚合釜溫度的控制在反應過程中基本上采用了釜內溫度與夾套溫度的串級調節方案，以聚合釜內溫度為主調參數，夾套溫度為副調參數。考慮冷卻水溫度較高，控制效果不理想，參照70m3的溫控原理，采用內冷單獨控制方式。

5.2 先進控制方案
針對常規串級控制方案不能有效實現控制目標，我們可以采用類似于傳統的串級PID控制形式的串級預測函數控制方法進行控制（即APC-PFC控制工程軟件包）。其具體實現可參見網站WWW.SUPCON.COM 的解決方案中有關文章。

六、控制實施效果
按照以上懸浮法工藝介紹的控制模式，采用單元順控模塊方式在福州某廠6臺30m3聚合釜生產裝置上投入使用，實現了PVC生產的全自動批量控制，達到了預期的控制要求，取得了良好的控制效果。它的成功應用使6臺聚合釜具有很強的協調調度功能，大大縮短了加料和出料回收時間；同時系統運行穩定、安全可靠，自動化程度得到了很大的提高，控制精度達到拐點超調小于0.5℃，保溫小于±0.2℃。

懸浮法聚合控制曲線

七、典型應用一覽
1.杭電化PVC聚合項目
2.遵義堿廠PVC聚合項目
3.西安化工廠SPVC聚合
4.株洲化工廠老聚合改造
5.太原化工廠PVC聚合
6.福州二化1萬噸/年PVC技改及四臺PVC聚合釜改造
7.江蘇北方氯堿集團樹脂廠PVC聚合
8.四川金路PVC聚合