论文总字数：15739字

摘 要

随着科学技术的发展，化工生产自动化控制技术的应用。使得聚氯乙烯温度控制技术也得到了迅速发展。为了实现自动化控制，研究聚氯乙烯生产工艺并选取关键工艺参数温度作为控制对象来实现。而温度检测和控制是基于AT89S52单片机平台来实现对聚合反应釜的温度控制。本设计中温度采集采用的DS18B20温度传感器，采集到的温度信号以数字信号的形式传送给单片机。其中硬件部分主要包括温度采集模块、显示模块、按键模块以及报警模块。软件设计模块化设计，先画好各模块程序流程图再编程实现功能。最重要的硬件和软件的调试。

关键词：化工自动化；聚氯乙烯聚合；调试

Polymerization temperature control based on SCMPVC

Abstract

With the rapid development of science and technology, chemical production automation control application technology. PVC makes temperature control technology has been rapid development. In order to achieve automatic control, research PVC production process and select the key process parameters such as temperature control target to achieve. The temperature sensing and control is based on AT89S52 MCU platform to achieve the polymerization reactor temperature control. DS18B20 temperature acquisition module is based on the completion of, the collected temperature signals transmitted to the microcontroller in the form of digital signals. The hardware part includes temperature acquisition module, a display module, a key module and alarm module. Software design modular design, each module program to draw a good flow chart programming function again. The most important hardware and software debugging.

Keywords: Chemical Industry; PVC; debugging

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第一章引言 1

1.1研究背景和意义 1

1.2国内外发展 1

第二章聚氯乙烯聚合反应釜工艺 3

2.1聚氯乙烯生产工艺简介 3

2.2聚合反应釜的基本结构 4

2.3聚合反应釜工作原理 5

2.4聚合反应釜温度控制难点 5

第三章聚氯乙烯聚合反应釜温度控制系统 7

3.1可行性分析 7

3.2聚氯乙烯聚合反应釜温度控制器原理 7

3.3设计内容及性能指标 8

3.4系统方案比较、设计与论证 8

3.4.1主控制器模块的选择 8

3.4.2温度检测器件的选择 8

3.4.3按键方案的选择 9

3.4.4显示方案的选择 9

3.4.5电源方案的选择 9

第四章聚合反应釜温度控制的硬件设计 10

4.1系统总体方案 10

4.2单片机的简介 11

4.2.1单片机的发展趋势 11

4.2.2单片机的特点与基本组成 11

4.2.3最小系统模块 12

4.4.温度检测设计 15

4.4.1温度传感器介绍 15

4.4.2 DS18B20六条控制命令 16

4.4.3传感器内部结构 17

4.4.4DS18B20供电模式 17

4.5显示模块 18

4.5.1数码管分类简介 18

4.5.2选用数码管概述 19

4.5.3显示模块电路 19

4.5.4数码管显示驱动电路 20

4.6蜂鸣器、发光二极管控制电路 20

第五章系统软件设计 22

5.1温度设定部分 22

5.2温度检测部分 23

5.3报警部分 26

第六章 系统的安装与调试 27

6.1电路的硬件调试 27

6.2系统软件调试 28

第七章 总结 29

致谢 30

参考文献 31

附录1 整体电路原理图 32

附录2 元器件清单 33

第一章引言

1.1研究背景和意义

聚氯乙烯简称PVC，是一种高分子的化学材料，其化学性能十分稳定，而且具有比较强的耐化学腐蚀能力，在工业中应用十分广泛，目前主要应用于电力、包装、电子电器、轻工、日常生活、建筑、农业等方面。工业上聚氯乙烯的产量很大，虽然在一些应用上不如聚乙烯、聚丙烯，但应用很广泛。一些特性可以通过添加不同的助剂来改变和控制温度来改变产品型号。目前聚氯乙烯在应用上主要搪瓷品的制造和管材、门窗型材等塑料产品。也可以用于生产一些软质塑料制品如手袋、医用制品，汽车的内饰、薄膜等。

近几年来，我国聚氯乙烯行业发展迅猛，工业上对聚氯乙烯的需求也有很的需求量，聚氯乙烯的生产总量每年都不断上升。随着聚氯乙烯行业的发展，在未来生产中聚氯乙烯的工业产量还会有很大的提升空间。基于我国聚氯乙烯的高速发展的态势下，有必要提高聚氯乙烯的产品质量，这是未来企业生产的中要解决的首要任务^[1]。

聚合釜温度是影响聚氯乙烯的质量的重要因素。温度影响聚氯乙烯的产品质量，低温则会引起聚合釜熄火，此时就会影响产品转化率。温度波动对聚氯乙烯聚合的影响很大。温度的变化会对聚氯乙烯的聚合度和分子量的影响比较大，如果出现温度波动高于两摄氏度，聚氯乙烯的分子链相差可能在两个数量级以上这将导致生产出来的产品并不能很好的达到原先的工艺要求。降低了聚氯乙烯的质量，很有可能使得聚氯乙烯产品型号发生改变。聚氯乙烯聚合温度对产品的质量影响比较大，在聚合反应釜内物料反应过程中温度的波动范围不得超过0.5℃。对于控制要求高的控制系统，要求温度波动范围不能超过0.2℃^[2][3]。另外，出现高温会引起爆聚现象这是因为温度控制不当，严重影响生产安全。

所以控制好温度对聚氯乙烯的聚合品质有着重要影响作用。对温度控制的探索有助于提高产品质量有着重要的生产意义。

1.2国内外发展

为了保证聚氯乙烯生产，温度控制在工艺要求的范围内。所以提高生产效率，加强安全生产以及促进提高生产质量都要求加强温度自动控制方面的研究。近年来，国际上聚氯乙烯温度控制系统的研究发展迅速。

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